一种高透易加工成型的DDMBDX-PI/TPU的制备方法技术

本发明专利技术属于热塑性弹性体领域，具体涉及一种高透易加工成型的DDMBDX

【技术实现步骤摘要】
一种高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU的制备方法


[0001]本专利技术属于热塑性弹性体领域，具体涉及一种高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在材料领域，对于材料的透明度要求越来越高，透明材料的优势在于可以在后续加工过程搭配各种色料，故透明材料的应用范围广泛。热塑性聚氨酯作为介于塑料与橡胶之间的弹性体，兼具塑料的硬度与橡胶的弹性，被广泛应用于各种领域，但目前热塑性聚氨酯的透明度有待提高。
[0003]热塑性聚氨酯弹性体在生产过程中为了缩短加工成型时间，提高生产效率，需提高其熔体冷却速度，聚合物从熔融状态到脱模硬化冷却的时间缩短，冷却时间应以塑料在开模顶出时具有足够的刚度，不致引起制品变形为宜。在保证制品质量的前提下，为获得高效率，要尽量减少冷却时间，缩短加工成型周期。
[0004]本专利技术在热塑性聚氨酯弹性体基体中加入成核剂DDMBDX
‑
PI，DDMBDX
‑
PI的作用是提供异相成核点，在树脂中起晶核的作用，使原有的均相成核变成异相成核，增加结晶体系内晶核的数目，使微晶数量增多，球晶数目减少，使TPU结晶晶体尺寸变细，增加透光率，结晶速度及结晶温度也会相应增加，使得聚合物加工成型时间缩短，成型变快。并在改善TPU透明度及成型性同时不会降低其机械性能。用异氰酸丙酯改性木糖醇类成核剂，将羟基基团反应生成氨基甲酸酯基，合成无羟基1,3
‑
2,4
‑<br/>二(3,4
‑
二甲基)苄叉木糖醇，生成的氨基甲酸酯基与热塑性聚氨酯的重复结构相同，增加二者有机亲和力，其有机亲和力提高了在有机溶剂和聚合物中的分散能力，从而达到更佳的成核效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术不足，提供一种高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU的制备方法，其具有良好的透明性及加工成型性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]上述包括以下步骤：
[0008]步骤S1DDMBDX
‑
PI的制备：
[0009]步骤S11预处理：由于异氰酸丙酯PI能与水反应，如果反应体系中有水存在，将会影响反应的进行，因此在反应前需要充分除水。反应前将10g 1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基苄叉)木糖醇(DDMBDX)放入真空干燥箱中充分干燥；将5
‑
10粒充分干燥的4A型分子筛放入20ml的1
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮(NMP)溶剂中密封存放24小时，来除去NMP中的水分。
[0010]步骤S12合成：打开恒温加热磁力搅拌器预热，设置温度为80℃。按异氰酸丙酯：1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基苄叉)木糖醇摩尔比为1:1，异氰酸丙酯可过量，保证将1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基苄叉)木糖醇的羟基官能团完全反应，称取1g DDMBDX放入250ml的三口烧瓶中。加入20ml的NMP和0.25ml异氰酸丙酯，再加入10粒分子筛，最后放入磁力转子，放入油浴
锅中加热搅拌，转子转速450～800r/min，使反应物完全溶解，反应全程在氮气下进行。待反应物完全溶解后，加入10滴二月桂酸二丁基锡，反应约6小时。
[0011]步骤S13反应完成后，将反应液中加入大量蒸馏水，使溶解在溶剂中的产物析出，并使用布氏漏斗进行抽滤，将产物与溶剂分离将粗产物中加入150ml无水乙醇，超声清洗5min后抽滤，反复3次除去未反应的异氰酸丙酯以及催化剂二月桂酸二丁基锡，将纯化后的产品放入冻干机干燥24h得到白色粉末。
[0012]步骤S2 DDMBDX
‑
PI/TPU的制备：原料按照重量份计，
[0013]步骤S21称取52.75份的聚四氢呋喃，先在120℃的烤箱中将其加热熔化，保温105℃待用，并用锡箔纸盖住防止吸水；称取38.25份的二苯基甲烷二异氰酸酯，将其在烤箱中加热(70
‑
80℃)熔化，70℃保温待用；称取9.0份的1,4
‑
丁二醇，将1,4
‑
丁二醇按熔点在烤箱中融化保温，保温待用并用锡箔纸盖住防止吸水；
[0014]步骤S22将步骤S21聚四氢呋喃与步骤S21的1,4
‑
丁二醇，均匀混合，加入DDMBDX
‑
PI和2滴催化剂二月桂酸二丁基锡，取步骤S21二苯基甲烷二异氰酸酯，加入到上述醇混合物中，搅拌桨剧烈搅拌至反应物内温至180℃
‑
200℃，将流出的液体混合于聚四氟乙烯铁盘上，将其放入烤箱升温80℃后恒温30min后拿出，室温熟化24h；
[0015]步骤S23待熟化完成，将白色结块，导入粉碎系统粉碎成小块状TPU粒料；在挤出前将TPU粒料放在120℃烤箱里干燥4h；将小块热塑性聚氨酯放入挤塑机加热熔化并加入10ml聚酰胺当润滑剂，然后将热塑性聚氨酯挤出并过水冷系统固化，得到透明片状小固体。
[0016]其中挤出机控制条件：前段温度175℃，中段温度185℃，后段温度170℃，挤出压力40bar；测性能及观察透明度前先在120℃烘箱里回火4h，消除热历史，再室温冷却24h。
[0017]如上所述的制备方法制得的高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU，产品生产过程操作容易、制备方法简单、生产过程无有毒气体产生、原材料成本低廉易制得。生产的热塑性聚氨酯弹性体透明度高、加工成型性好。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]①
用异氰酸丙酯改性木糖醇类成核剂，将羟基基团反应生成氨基甲酸酯基，合成无羟基1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基)苄叉木糖醇，生成的氨基甲酸酯基与热塑性聚氨酯的重复结构相同，增加二者有机亲和力，其有机亲和力提高了在有机溶剂和聚合物中的分散能力，从而达到更佳的成核效果。
[0020]②
DDMBDX是一类有效改善材料透明性的木糖醇类成核剂，但由于其有羟基官能团会与合成TPU的单体之一异氰酸丙酯反应，影响聚合物的聚合度，故用PI将DDMBDX中的羟基反应生成氨基甲酸酯，将DDMBDX
‑
PI在聚合物合成过程中引入不会影响聚合物的聚合度。
[0021]③
由于高温下分子链激烈运动，不利于形成稳定晶核，所以未加入成核剂DDMBDX
‑
PI的热塑性聚氨酯只能在相对较低的温度下形成稳定的晶核；加入成核剂DDMBDX
‑
PI的热塑性聚氨酯，直接以成核剂DDMBDX
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU的制备方法，其特征在于：通过异氰酸丙酯PI将1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基苄叉)木糖醇中的羟基反应生成氨基甲酸酯，制备获得成核剂DDMBDX
‑
PI，然后将DDMBDX
‑
PI添加入TPU基体中，获得高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU。2.根据权利要求1所述的一种高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU的制备方法，其特征在于：其中原料具体包括：按照重量份计，聚四氢呋喃52.75份、1,4
‑
丁二醇9.0份、二苯基甲烷二异氰酸酯38.25份、成核剂DDMBDX
‑
PI 0.1
‑
0.2份。3.根据权利要求1所述的一种高透易加工成型的DDMBDX
‑
PI/TPU的制备方法，其特征在于：具体制备方法包括以下步骤：步骤S1DDMBDX
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PI的制备：步骤S11预处理：反应前将1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基苄叉)木糖醇DDMBDX和1
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮NMP溶剂进行预干燥，去除其中的水分；步骤S12合成：打开恒温加热磁力搅拌器预热，设置温度为80℃；按异氰酸丙酯：1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
‑
二甲基苄叉)木糖醇摩尔比为1:1，异氰酸丙酯可过量，保证将1,3
‑
2,4
‑
二(3,4
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二甲基苄叉)木糖醇的羟基官能团完全反应，称取1 g DDMBDX放入250 ml的三口烧瓶中，加入20 ml的NMP和0.25 ml异氰酸丙酯，再加入10粒分子筛，最后放入磁力转子，放入油浴锅中加热搅拌，转子转速450~800 r/min，使反应物完全溶解，反应全程在氮气下进行；待反应物完全溶解后，加入10滴二月桂酸二丁基锡，反应6小时；步骤S13反应完成后，将反应液中加入大量蒸馏水，进行抽滤洗涤，将纯化后的产品放入冻干机干燥24 h得到白色粉末；步骤S2 DDMBDX
‑
PI/TPU的制备：原料按照重量份计，步骤S21将原料聚四氢呋喃、1,4
‑
丁二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯进行预处理，备用；步骤S22将步骤S21聚四氢呋喃与步骤S21的1,4
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丁二醇，均匀混合，加入DDMBDX
‑
PI和2滴二月桂酸二丁基锡催化剂，取步骤S21二苯基甲烷二异氰酸酯，加入到上述醇混合物中，剧烈搅拌，将流出的液体混合于聚四氟乙烯铁盘上，将其放入...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉婴，陈玉环，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：