一种热塑性聚氨酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种热塑性聚氨酯及其制备方法和应用，该热塑性聚氨酯，包含以下的原料制备得到：30

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性聚氨酯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯制备
，具体涉及一种热塑性聚氨酯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由柔性软链段和刚性硬链段组成的聚合物，其在低温下具有橡胶弹性，升高温度后又能塑化成型。TPU具有优异的力学性能，例如硬度可调范围宽，机械强度高，耐磨、韧性好，耐油、吸震性和耐辐射能优异，加工性能好，用途广泛等优点，使用范围越来越广。高硬度产品由于软硬段结晶会导致材料的雾度升高，透明性变差。引入侧基破坏软段结晶又会造成产品成型变差。
[0003]另外，聚氨酯作为一种极性材料对脱模性要求高，特别是在大量注塑生产过程中，粘模会导致生产周期延长，影响生产效率。润滑蜡广泛应用于TPU产品中，提高脱模性能，但润滑蜡的添加会造成产品析出或者影响产品透明性。
[0004]申请号为201410478067.6的中国专利技术专利公开了一种透明阻隔热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，在其中通过加入热塑性聚氨酯、K胶、无机填料、阻隔剂，保证了制备得到的聚氨酯弹性体具有较好的透明度和气体、水汽阻隔性能，但其是以合成后的聚氨酯材料为基础，通过添加阻隔剂和提高透明度的助剂，以期实现其较好的透明度，相对于从聚氨酯材料本身优化以期得到透明度较高的材料存在一定的差别。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种透明性和脱模性兼优的热塑性聚氨酯及其制备方法和应用。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术第一方面提供了一种热塑性聚氨酯，包含以下的原料制备得到：
[0007]30
‑
80质量份的多元醇；0.01
‑
10质量份的改性金刚烷醇；20
‑
50质量份的二异氰酸酯；3
‑
17质量份的二元醇扩链剂；所述的改性金刚烷醇，具有如下结构式：
[0008][0009]其中R1和R2独立的选自具有1至20个碳原子的直链或支链烷基。
[0010]在较佳的实施方式中，所述的热塑性聚氨酯包含以下的原料制备得到：
[0011]40
‑
70质量份的多元醇；0.1
‑
5质量份的改性金刚烷醇；24
‑
46质量份的二异氰酸酯；5
‑
15质量份的二元醇扩链剂。
[0012]在较佳的实施方式中，所述的热塑性聚氨酯包含以下的原料制备得到：
[0013]50
‑
65质量份的多元醇；0.2
‑
2质量份的改性金刚烷醇；27
‑
39质量份的二异氰酸酯；7
‑
12质量份的二元醇扩链剂。上述原料的不同配比会影响热塑性聚氨酯的透明性和脱模性，在上述优选配比范围内可兼顾较优的透明性和脱模性。
[0014]在较佳的实施方式中，所述的改性金刚烷醇的结构式中R1和R2独立的选自具有5至16、优选8至10个碳原子的直链或支链烷基。
[0015]在较佳的实施方式中，所述的改性金刚烷醇的制备方法为：将1摩尔份的1，3，5
‑
金刚烷三醇和2
‑
2.2摩尔份的正辛酸以及可选地正壬酸分别溶解在有机溶剂中，分别得到1，3，5
‑
金刚烷三醇溶液、正辛酸溶液以及可选地正壬酸溶液，将EDC
·
HCl和DMAP作为催化剂加入到正辛酸溶液以及可选地正壬酸溶液中，溶解后将其加入到加热至60
‑
65℃的1，3，5
‑
金刚烷三醇溶液中，惰性气体保护下反应4
‑
6小时，分离收集液体，去掉溶剂后得到固体，即改性金刚烷醇。
[0016]在较佳的实施方式中，所述的多元醇是聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一种或其组合物。
[0017]优选地，所述多元醇的数均分子量为500
‑
6000g/mol，进一步优选1000
‑
3000g/mol。
[0018]在较佳的实施方式中，所述的二异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯及脂环族二异氰酸酯中的一种或多种，优选高对称性的芳香族二异氰酸酯，对提高热塑性聚氨酯产品的透明性和脱模性有利，例如MDI、HMDI等。
[0019]在较佳的实施方式中，所述的二元醇扩链剂为：脂肪族小分子二元醇，通式为HO
‑
C
a
H
2a
‑
OH，a＝1至10的自然数，优选a＝4。
[0020]本专利技术第二方面提供了一种热塑性聚氨酯的制备方法，将如上所述的多元醇、改性金刚烷醇与二异氰酸酯、扩链剂混合均匀，经反应挤出制备得到热塑性聚氨酯。
[0021]较佳的实施方式中，所述反应挤出的挤出温度为80～240℃，上述原料的优选适宜挤出温度为120～220℃。
[0022]本专利技术第三方面提供了热塑性聚氨酯或由上述方法制备的热塑性聚氨酯的应用，用于制备对透明性和刚性要求较高的汽车、医疗、服饰、电子、光学领域的薄膜或片材。
[0023]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0024]本专利技术将多元醇、改性金刚烷醇与二异氰酸酯、扩链剂混合均匀，经反应挤出制备得到热塑性聚氨酯，通过上述原料的选择，本专利技术可将改性金刚烷醇中具有高度对称三维立体结构的较大体积的金刚烷基团键合到聚氨酯的主链中，有利于实现分子内高自由体积，提高可见光区的光学透明度；同时，大量的金刚烷基团的引入会造成材料内部分子排列不致密影响材料成型从而影响产品脱模，本专利技术选用的改性金刚烷醇中通过长碳链结构对金刚烷基团进行改性并利用其规整有序的结构和低极性可降低材料的粘附性，从而改善产品的脱模性能，同时利用金刚烷上羟基的键合作用控制脱模成分的析出，提高聚氨酯产品的脱模性能。
[0025]本专利技术的其它特征和优点将通过随后的具体实施方式予以详细说明。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例，对本申请予以进一步的说明，但本申请不限于所列出的实施例，还应包括在本申请所附权利要求书定义的技术方案的等效改进和变形。
[0027]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0028]下述实施例中所使用的实验方法中所涉及的某些具体步骤，如无特殊说明，均为常规操作。
[0029]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0030]主要原料来源：
[0031]本专利技术实施例中所用的BDO(1,4
‑
丁二醇)，MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)，HMDI(4,4
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚氨酯，其特征在于：包含以下的原料制备得到：30
‑
80质量份的多元醇；0.01
‑
10质量份的改性金刚烷醇；20
‑
50质量份的二异氰酸酯；3
‑
17质量份的二元醇扩链剂；所述的改性金刚烷醇，具有如下结构式：其中R1和R2独立的选自具有1至20个碳原子的直链或支链烷基。2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯，其特征在于：所述的热塑性聚氨酯包含以下的原料制备得到：40
‑
70质量份的多元醇；0.1
‑
5质量份的改性金刚烷醇；24
‑
46质量份的二异氰酸酯；5
‑
15质量份的二元醇扩链剂。3.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯，其特征在于：所述的热塑性聚氨酯包含以下的原料制备得到：50
‑
65质量份的多元醇；0.2
‑
2质量份的改性金刚烷醇；27
‑
39质量份的二异氰酸酯；7
‑
12质量份的二元醇扩链剂。4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯，其特征在于：所述的改性金刚烷醇的结构式中，R1和R2独立的选自具有5至16、优选8至10个碳原子的直链或支链烷基。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洁，谭嘉林，孙鹏举，付小亮，何勇，
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：