一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料及其制备方法和用途，包括以下质量份数的原料：聚酯多元醇1 100份、聚酯多元醇2 1~3份、扩链剂1.0~1.8份、异氰酸酯26~35份、主抗氧剂0.1~0.3份、辅抗氧剂0.1~0.3份、光稳定剂0.2~0.4份、催化剂0~0.007份；所述聚酯多元醇1由二元酸和多元醇反应生成，数均分子量为900～1500，分子量分布指数为1.5~1.8；所述聚酯多元醇2由二元酸和多元醇反应生成，数均分子量为300～500，分子量分布指数为1.5～1.8。所述TPU材料兼有高强度和高延伸率，同时所述TPU材料具有较低的软化点，易于二次加工，可用作高性能胶黏剂。性能胶黏剂。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种热塑性聚氨酯材料，具体涉及一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯材料的性能和软段结构、硬段含量、分子聚集态、分子结晶性、合成工艺等密切相关。聚氨酯材料的许多性能是相互制约的，软段含量增加会提高材料的伸长率但同时也会导致材料强度降低。随着硬段含量的增加，聚氨酯材料硬度和断裂强度逐渐增加，而断裂伸长率下降。适度的增加分子内交联可使聚氨酯材料软化温度、硬度和弹性模量增加，永久变形、断裂伸长率和溶剂中的溶解性降低。
[0003]CN108484867A公开了一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，主要通过以含双键多元醇和/或普通多元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以二异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，制备了一系列热塑性聚氨酯材料，具有较高的拉伸强度，但伸长率仅为361
‑
398%。CN108070069A公开了一种低硬度高回弹低熔点热塑性聚氨酯弹性体及制法，以聚酯多元醇、芳香族二异氰酸酯和二元小分子醇扩链剂为主要原材料，采用一步法合成高回弹热塑性弹性体，该弹性体材料硬度为45
‑
80A，具有较高的伸长率和回弹性，但拉伸强度为7.1
‑
21.7MPa。CN106995519B公开了一种热塑性聚氨酯及其制备方法，主要通过在分子结构设计时引入聚丙交酯多元醇，合成得到了一系列耐磨性优异的热塑性聚氨酯，硬度为90A左右，拉伸强度大于33MPa，伸长率约500%。
[0004]目前常见的热塑性聚氨酯材料多存在硬度和拉伸强度较高，伸长率较低，或者伸长率较高，但拉伸强度较低的问题，因此为了提高材料的综合性能，有必要提供一种热塑性聚氨酯材料及其制备方法，使其同时具有较高的拉伸强度和伸长率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术第一方面提供了一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料，包括以下质量份数的原料：聚酯多元醇1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份聚酯多元醇2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1~3份扩链剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.0~1.8份异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26~35份主抗氧剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1~0.3份辅抗氧剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1~0.3份光稳定剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.2~0.4份催化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0~0.007份所述聚酯多元醇1由二元酸和多元醇反应生成，数均分子量为900～1500，分子量
分布指数为1.5~1.8；所述聚酯多元醇2由二元酸和多元醇反应生成，数均分子量为300～500，分子量分布指数为1.5～1.8。
[0006]进一步的，所述二元酸为己二酸、丁二酸、对苯二甲酸中的一种或多种；所述多元醇为乙二醇、1,2
‑
丙二醇、丁二醇、二乙二醇、己二醇、新戊二醇中的一种或多种。
[0007]进一步的，所述异氰酸酯为4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种，优选4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0008]进一步的，所述扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二醇、新戊二醇中的一种或多种。
[0009]进一步的，所述光稳定剂为UV622、UV766、UV770、UV944中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述主抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂245中的一种或多种；所述辅抗氧剂为亚磷酸酯类有机物，优选抗氧化剂168。
[0011]进一步的，所述催化剂为有机铋类和/或有机锡类催化剂，所述有机铋类催化剂优选异辛酸铋，所述有机锡类催化剂优选二月桂二丁基锡或辛酸亚锡。
[0012]本专利技术第二方面提供一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料的制备方法，将聚酯多元醇1、聚酯多元醇2、主抗氧剂、辅抗氧剂、光稳定剂混合均匀后，加热到100
‑
120℃，真空脱水至水分含量小于0.03％，加入扩链剂、异氰酸酯及催化剂混合均匀后，高温熟化，即得热塑性聚氨酯材料。
[0013]本专利技术第三方面提供一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料的制备方法，将多元醇组分、异氰酸酯、扩链剂组分按比例经浇注机混合后进入双螺杆挤出机，高温反应挤出经切粒机切粒，得到热塑性聚氨酯材料；多元醇组分包括：聚酯多元醇1、聚酯多元醇2、主抗氧剂、辅抗氧剂、光稳定剂；扩链剂组分包括扩链剂、催化剂。
[0014]本专利技术第四方面提供一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料在胶黏剂领域的应用。
[0015]本专利技术通过不同类型聚酯多元醇的配合使用，控制其分子量、分子量分布和TPU结构中软硬段含量比例的控制，可制得兼有高强度和高延伸率的高性能热塑性聚氨酯材料，其硬度为60
‑
75A，拉伸强度大于30MPa，伸长率大于1000%。本专利技术所述高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料既可通过间歇法制备工艺，也可通过双螺杆反应挤出连续造粒工艺制备。同时所述TPU材料具有较低的软化点，易于二次加工，可溶于酯类、酮类和1,2
‑
二氯乙烷、二氯甲烷等多种溶剂，胶液黏度低，便于操作使用，可作为一种高性能胶黏剂用于粘接领域。具体的性能如表1所示。
[0016]表1 材料性能
具体实施方式
[0017]以下结合实施例对本专利技术做进一步说明，不限于本专利技术。
[0018]实施例1将1000g聚酯多元醇1、10g聚酯多元醇2、1g主抗氧剂1010、1g辅抗氧剂168、4g光稳定剂UV766混合均匀后，加热到100
‑
120℃，真空脱水至水分含量小于0.03％，降温到65℃，加入0.07g的DabcoT
‑
12和18gBDO，混合均匀后加入70℃的4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯297g，混合后均匀浇入聚四氟乙烯托盘中，高温熟化，即得热塑性聚氨酯材料。所得材料性能见表2。
[0019]实施例2将多元醇组分、异氰酸酯、扩链剂按表3中的比例经浇注机混合后进入双螺杆，高温反应挤出经切粒机切粒制得热塑性聚氨酯胶粒，室温下放置7天以上，即可进行使用。所得材料性能见表2。
[0020]表3 各原料及其用量。
[0021]实施例3将1000g聚酯多元醇1、15g聚酯多元醇2、1g主抗氧剂1010、1g辅抗氧剂168、4g光稳定剂UV770混合均匀后，加热到100
‑
120℃，真空脱水至水分含量小于0.03％，降温到65℃，加入0.09g的D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料，包括以下质量份数的原料：聚酯多元醇1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份聚酯多元醇2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1~3份扩链剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.0~1.8份异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26~35份主抗氧剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1~0.3份辅抗氧剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1~0.3份光稳定剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.2~0.4份催化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0~0.007份所述聚酯多元醇1由二元酸和多元醇反应生成，数均分子量为900～1500，分子量分布指数为1.5~1.8；所述聚酯多元醇2由二元酸和多元醇反应生成，数均分子量为300～500，分子量分布指数为1.5～1.8。2.根据权利要求1所述的高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料，所述二元酸为己二酸、丁二酸、对苯二甲酸中的一种或多种；所述多元醇为乙二醇、1,2
‑
丙二醇、丁二醇、二乙二醇、己二醇、新戊二醇中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料，所述异氰酸酯为4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性4,4
′‑
二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的高强度、高延伸率热塑性聚氨酯材料，所述扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1,2

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆辉，苏丽丽，石雅琳，余华宁，尹璐，
申请(专利权)人：黎明化工研究设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：