一种热塑性聚氨酯弹性体材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法，其由包含聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂的原料制备得到；其中，所述聚酯多元醇，由A)二元羧酸和/或二元羧酸酯、B)二聚物羧酸、C)直链或支链的二元醇反应制备得到，所述B)组分的二聚物羧酸的结构通式如下：其中，R1、R2、R3、R4为1～18个碳原子的脂肪碳链，R1、R2、R3、R4中至少有一个包含大于2个碳碳双键官能团。本发明专利技术提供的热塑性聚氨酯弹性具有非常好的耐低温和止滑性能，可用于鞋材大底、手表手环等领域。手表手环等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性聚氨酯弹性体材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯弹性体制备
，尤其涉及一种耐低温、止滑型低硬度热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。通过引入具有长碳链环状不饱和二聚物羧酸结构，使合成的材料具有非常好的低温弯折和止滑性能，可用于鞋底材料等应用领域。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解、化学结构上没有或很少交联的聚氨酯材料，介于橡胶和塑料之间。由于其硬度范围广泛，并且具有高模量、高强度、高耐磨等性能优势，在各领域获得广泛应用。而在高端注塑鞋材方面，低硬度TPU鞋底材料应用越来越多，同时性能要求也越来越高。材料不仅要具备轻质柔软、易于加工的基础性能，同时具备耐磨耐弯、止滑等耐用性能。由于传统TPU材料不具备橡胶材料的不饱和双键或共轭双键结构，碳原子的内旋转受限影响材料的柔顺性。当软质TPU材料与硬质界面接触时，就会在接触面形成粘附作用，但由于局部连续点不足造成粘附作用力较低。当TPU材料在界面上相对滑动时，较低的粘附作用力不足以支撑拉伸应力，从而不断的造成粘附破裂，宏观上表现为材料粘弹性不足，止滑性能较差。目前TPU止滑性能研究相对较少，比较常规方法是TPU与热塑性橡胶材料共混改性，或者通过填加增粘助剂，止滑性能会有提升，但同时带来很多使用方面的限制。其中，专利CN 112831175 A在TPU中共混丁腈橡胶(NBR)等材料来提高其止滑性能，但存在相容性差，强度低等问题；而专利CN 112745657 A则是在TPU中引入石墨烯基纳米复合材料作为止滑剂，但存在工艺分散及析出风险；专利CN200980106378.7报道了一种软质的TPU，引入了支化的二聚脂肪酸作为憎水基团提高湿止滑性能，但是止滑提升效果非常有限。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供了一种具有耐低温、止滑性能优异且低硬度的热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法。
[0004]一方面，本专利技术提供了一种热塑性聚氨酯材料，由包括以下的组分的原料制备得到：
[0005]聚酯多元醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50
‑
90质量份；
[0006]二异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
45质量份；
[0007]扩链剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
20质量份；
[0008]其中，所述聚酯多元醇，由A)二元羧酸和/或二元羧酸酯、B)二聚物羧酸、C)直链或支链的二元醇反应制备得到，所述B)组分的二聚物羧酸的结构通式如下：
[0009][0010]其中，R1、R2、R3、R4为1～18个碳原子的脂肪碳链，R1、R2、R3、R4中至少有一个包含大于2个碳碳双键官能团。
[0011]优选地，所述二聚物羧酸中R1、R2、R3、R4的碳碳双键官能团总数为2
‑
9，优选3
‑
7。
[0012]优选地，聚酯多元醇优选70
‑
85质量份；二异氰酸酯优选15
‑
35质量份；扩链剂优选5
‑
15质量份。
[0013]优选地，聚酯多元醇由包含以下质量份的组分反应制备得到：
[0014]A)100质量份一种或多种二元羧酸和/或二元羧酸酯；
[0015]B)10
‑
100质量份的二聚物羧酸；
[0016]C)10
‑
200质量份的直链或支链二元醇；
[0017]更优选地，所述B)组分用量为15
‑
75质量份；所述C)组分用量为30
‑
100质量份。
[0018]优选地，所述A)组分二元羧酸或二元羧酸酯是线型脂肪族羧酸或线型脂肪族羧酸酯；其结构通式如下：
[0019]ROOC(CH2)
n
COOR
[0020]其中，n为0
‑
16的整数，R为氢、C1
‑
C10的烷基、苯基中的一种，优选的，n为4
‑
10，R为氢。
[0021]优选地，A)组分二元羧酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸、十六碳二酸、十七碳二酸、十八碳二酸中的一种或多种，进一步优选丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸、十六碳二酸、十七碳二酸、十八碳二酸中的一种或多种。
[0022]优选地，所述B)组分二聚物羧酸为亚麻酸(全顺式
‑
9,12,15
‑
十八碳三烯酸)、花生四烯酸(全顺式
‑
5,8,11,14
‑
二十碳四烯酸)、5,8,11,14,17
‑
二十碳五烯酸、7,10,13,16,19
‑
二十二碳五烯酸和顺式
‑
4,7,10,13,16,19
‑
二十二碳六烯酸中的一种或两种通过D
‑
A反应制得，或为选自亚麻酸(全顺式
‑
9,12,15
‑
十八碳三烯酸)、花生四烯酸(全顺式
‑
5,8,11,14
‑
二十碳四烯酸)、5,8,11,14,17
‑
二十碳五烯酸、7,10,13,16,19
‑
二十二碳五烯酸和顺式
‑
4,7,10,13,16,19
‑
二十二碳六烯酸油酸中的一种与油酸(9
‑
十八碳烯酸)、亚油酸(9,12
‑
十八碳二烯酸)、共轭亚油酸(10,12
‑
十八碳二烯酸)、芥酸(13
‑
二十二碳烯酸)、神经酸(15
‑
二十四碳烯酸)中的一种通过D
‑
A反应制得。
[0023]优选地，所述C)组分为C2
‑
C16的直链或支链结构的脂肪族二元醇；优选地，C)组分选自乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇中的一种或多种。
[0024]优选地，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000
‑
5000g/mol，优选2500
‑
4000g/mol。
[0025]优选地，所述二异氰酸酯化合物选自芳香族和脂肪族异氰酸酯，优选二苯基甲烷
二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
[0026]优选地，所述的扩链剂为脂肪族二醇、脂肪族二胺、芳香族二醇、芳香族二胺中的一种或多种，优选脂肪族二醇、芳香族二醇类扩链剂，最优选脂肪族二醇。
[0027]可选地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，由包括以下组分的原料制备得到：聚酯多元醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50
‑
90质量份；二异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
45质量份；扩链剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
20质量份；其中，所述聚酯多元醇，由A)二元羧酸和/或二元羧酸酯、B)二聚物羧酸、C)直链或支链的二元醇反应制备得到，所述B)组分的二聚物羧酸的结构通式如下：其中，R1、R2、R3、R4为1～18个碳原子的脂肪碳链，R1、R2、R3、R4中至少有一个包含大于2个碳碳双键官能团。2.如权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，聚酯多元醇由包含以下质量份的组分反应制备得到：A)100质量份一种或多种二元羧酸和/或二元羧酸酯；B)10
‑
100质量份的二聚物羧酸；C)10
‑
200质量份的直链或支链二元醇；优选地，所述B)组分为15
‑
75质量份；所述C)组分为30
‑
100质量份。3.如权利要求1或2所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述A)组分二元羧酸或二元羧酸酯是线型脂肪族羧酸或线型脂肪族羧酸酯；其结构通式如下：ROOC(CH2)
n
COOR其中，n为0
‑
16的整数，R为氢、C1
‑
C10的烷基、苯基中的一种；优选n为4
‑
10，R为氢。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述A)组分选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸、十六碳二酸、十七碳二酸、十八碳二酸中的一种或多种；所述C)组分为C2
‑
C16的直链或支链结构的脂肪族二元醇；优选地，C)组分选自乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇中的一种或多种。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述B)组分二聚物羧酸为亚麻酸(全顺式
‑
9,12,15
‑
十八碳三烯酸)、花生四烯酸(全顺式
‑
5,8,11,14
‑
二十碳四烯酸)、5,8,11,14,17
‑
二十碳五烯酸、7,10,...

【专利技术属性】
技术研发人员：包志远，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：