一种大分子磷硅二元醇及其制备方法，一种快成型热塑性磷硅聚氨酯弹性体技术

本发明专利技术提供一种大分子磷硅二元醇及其制备方法，一种快成型热塑性磷硅聚氨酯弹性体。所述大分子磷硅二元醇，结构式为：采用所述的大分子磷硅二元醇制备的热塑性磷硅聚氨酯弹性体，除了具有良好的力学、表面等性能，尤其具有制品成型快的特点，可有效提升加工效率和降低生产成本。加工效率和降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种大分子磷硅二元醇及其制备方法，一种快成型热塑性磷硅聚氨酯弹性体


[0001]本专利技术属于多元醇领域及弹性体材料领域，具体涉及大分子磷硅二元醇及一种快成型热塑性磷硅聚氨酯弹性体。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种综合性能优异的高分子合成材料，具有高强度、高弹性、高耐磨性和高屈挠性的优良机械性能，又具有耐油、耐溶剂和耐化学品的性能，TPU材料品种很多如薄膜、管材、鞋材、电线、电缆、片材等，因此它可被广泛地应用于各个领域。尽管如此，TPU在注塑加工时，其硬化成型速度却一直不够理想，尤其对于TPU的快消品，如手机护套、手表带、智能手环等，制品的快速成型会大幅提升加工效率，进而降低成本、增加效益。因此制备一种快速成型的TPU具有重要的意义。
[0003]专利CN103965614A公开了一种快速成型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，即在TPU合成反应的过程中加入由高级脂肪族烷烃、高级脂肪醇、烷基酯类润滑剂组成的复合分子润滑剂，所制得的TPU在注塑加工时具有更快的成型硬化速度，成型时间可由传统的45s降至35s，但该专利提升注塑制品成型速度的幅度依然不够大。
[0004]专利CN107141437A公开了一种可控结晶的热塑性聚氨酯材料及其制备方法，在热塑性聚氨酯材料合成过程中，通过控制扩链剂中主扩链剂和助扩链剂的类型和用量，同时引入环糊精衍生物，从而实现了对材料结晶特性的控制，从而控制制品成型的快慢；专利CN107880531A公开一种热塑性聚氨酯弹性体复合材料、其制备方法及其用途，通过在半结晶热塑性聚氨酯弹性体中添加经过表面处理过的层状和粒子状填充物，获得一种可熔融加工、快速成型的复合材料。但这些专利均未定量给出制品成型快慢。
[0005]专利CN103865251A公开了一种热塑性聚氨酯弹性体注塑组合物及其注塑制品，将两种或多种不同性质的TPU进行共混，制备得到一种可以有效缩短注塑成型周期的组合物；专利CN1733817A在TPU中加入高熔点的PBT，结果表明高熔点PBT的存在可以有效缩短TPU的脱模时间，专利US5977268将低分子量、高软化点的改性萜烯树脂加入到TPU中，可有效缩短TPU的注塑成型时间。但这些专利由于引入了其他聚合物，会造成改性后TPU的其他性能如力学强度、硬度、耐低温性等的改变，限制了其应用范围。
[0006]虽然现有技术公开关于快成型TPU及相关制备方法，但都存在各种各样的问题，需要一种成型快、其他性能优良的热塑性磷硅聚氨酯弹性体。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种大分子磷硅二元醇及其制备方法，一种快成型热塑性磷硅聚氨酯弹性体(PSi
‑
TPU)。通过选用特殊结构的大分子磷硅二元醇作为原料之一，通过多步反应法，制备得到不仅具有良好的力学和表面性能，尤其具有优异成型脱模性能的PSi
‑
TPU弹性体。
[0008]为达到以上专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种大分子磷硅二元醇，其结构如式(I)所示：
[0010][0011]其中m为1
‑
20的整数，优选2
‑
14的整数，n为1
‑
10的整数，优选2
‑
6的整数，R1为含有1
‑
6个C的烷基、醚基中的任意一种，包含但不限于
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2OCH2‑
、
‑
CH2CH2CH2OCH2CH2CH2‑
，R2为含有1
‑
8个C的烷基、醚基、酯基中的任意一种，包含但不限于
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2OCH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2COOCH2CH2CH2CH2‑
。
[0012]本专利技术所述的大分子磷硅二元醇的羟值为8
‑
140mgKOH/g，优选16
‑
112mgKOH/g；酸值为0.01
‑
0.5mgKOH/g，优选0.01
‑
0.3mgKOH/g。
[0013]一种本专利技术所述的大分子磷硅二元醇的制备方法，包括以下步骤：在惰性气体保护下，有机磷二酸(DOPO
‑
COOH)、端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS
‑
OH)在150
‑
230℃反应2
‑
5h，然后升温至210
‑
270℃反应2
‑
8h，然后在真空条件下继续反应至羟值和酸值合格，降温出料得到大分子磷硅二元醇。
[0014]本专利技术中，所述DOPO
‑
COOH和PDMS
‑
OH的结构分别如式(II)和式(III)所示，
[0015][0016]本专利技术所述的式(II)和式(III)中，m为1
‑
20的整数，优选2
‑
14的整数，R1为含有1
‑
6个C的烷基、醚基中的任意一种，包含但不限于
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2OCH2‑
、
‑
CH2CH2CH2OCH2CH2CH2‑
，R2为含有1
‑
8个C的烷基、醚基、酯基中的任意一种，包含但不限于
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2OCH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2COOCH2CH2CH2CH2‑
。
[0017]本专利技术所述的大分子磷硅二元醇的制备方法中，所述PDMS
‑
OH和DOPO
‑
COOH的摩尔比为1～2:1。
[0018]一种快成型热塑性磷硅聚氨酯弹性体，制备原料包含以下组分，按总重量为100份计：
[0019](1)二异氰酸酯：21～47份，优选26～38份；
[0020](2)本专利技术所述大分子磷硅二元醇：4～32份，优选8～24份；
[0021](3)其他大分子二元醇：29～64份，优选37～56份；
[0022](4)小分子扩链剂：2～15份，优选5～10份。
[0023]本专利技术中，所述二异氰酸酯为脂肪族、脂环族和芳香族二异氰酸酯中的一种或多种，优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、1,4
‑
环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大分子磷硅二元醇，其结构式为：其中m为1
‑
20的整数，优选2
‑
14的整数，n为1
‑
10的整数，优选2
‑
6的整数，R1为含有1
‑
6个C的烷基、醚基中的任意一种，优选
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2OCH2‑
、
‑
CH2CH2CH2OCH2CH2CH2‑
，R2为含有1
‑
8个C的烷基、醚基、酯基中的任意一种，优选
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2OCH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2COOCH2CH2CH2CH2‑
。2.根据权利要求1所述的大分子磷硅二元醇，其特征在于，所述的大分子磷硅二元醇的羟值为8
‑
140mgKOH/g，优选16
‑
112mgKOH/g；酸值为0.01
‑
0.5mgKOH/g，优选0.01
‑
0.3mgKOH/g。3.一种权利要求1或2所述的大分子磷硅二元醇的制备方法，包括以下步骤：在惰性气体保护下，有机磷二酸、端羟基聚二甲基硅氧烷在150
‑
230℃反应2
‑
5h，然后升温至210
‑
270℃反应2
‑
8h，然后在真空条件下继续反应至羟值和酸值合格，降温出料得到大分子磷硅二元醇。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机磷二酸的结构式为端羟基聚二甲基硅氧烷的结构式为其中，m为1
‑
20的整数，优选2
‑
14的整数，R1为含有1
‑
6个C的烷基、醚基中的任意一种，优选
‑
CH2‑
、
‑
CH2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明，杨杰，黄岐善，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：