一种聚氨酯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯组合物及其制备方法和应用。聚氨酯组合物按重量份数计，包括热塑性聚氨酯树脂80～90份，络合偶氮染料1.5～3.5份，炭黑0.3～1.5份，抗氧剂0.3～1份；络合偶氮染料与炭黑的质量比为1：0.2～0.5；炭黑的比表面积为150～250m2/g；络合偶氮染料中的络合金属为铁；络合偶氮染料的母体染料由偶合类偶氮染料和重氮类偶氮染料偶合而成；其中，偶合类偶氮染料为苯酚和萘酚的衍生物；重氮类偶氮染料选自含有硝基的苯酚、含有磺酸基的萘衍生物或含有硝基的萘衍生物中的一种或多种。本发明专利技术制备获得的聚氨酯组合物不仅具有较高的黑度，其激光打标清晰度、耐迁移性能、拉伸模量比都有明显提升。量比都有明显提升。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于热塑性聚氨酯组合物的
，更具体地，涉及一种聚氨酯组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯(TPU)是目前世界上比较常用的塑料之一，它兼具了塑料的加工工艺性能与橡胶的物理机械性能，具有高弹性、高强度、高耐磨性、耐辐射性、耐油性、耐低温脆性并且硬度可在很大范围内可调等力学性能，在国民经济的许多领域有广泛的应用。
[0003]偶氮染料(azo dyes，偶氮基两端连接芳基的一类有机化合物)是纺织品服装在印染工艺中应用最广泛的一类合成染料。根据含有偶氮基的数目可分为单偶氮染料、双偶氮染料和多偶氮染料。
①
单偶氮染料，例如酸性大红G。
②
双偶氮染料。例如直接大红4B。
③
多偶氮染料，例如直接黑BN。偶氮基越多，颜色越深。根据应用性质偶氮染料可分为酸性染料、直接染料、媒介染料、冰染染料、分散染料、活性染料、溶剂染料、偶氮颜料等。根据溶解度可分为可溶性偶氮染料和不溶性偶氮染料。偶氮染料用于各类纤维的染色和印花，并用于皮革、纸张、肥皂、蜡烛、木材、麦秆、羽毛等的染色以及油漆、油墨、塑料、橡胶、食品等的着色。制造偶氮染料的方法，主要包括重氮化和偶合两个步骤。
[0004]热塑性聚氨酯材料的黑度通常相对较低，在黑度要求更高的制件使用时，常常不能达到使用要求。增加热塑性聚氨酯材料黑度最直接的办法是增加炭黑色粉的用量，但是炭黑色粉添加量较大时，由于炭黑粒子之间存在吸引力(偶极、氢键和静电力)，炭黑粒子在注塑成型中很容易发生团聚，影响制品的性能；此外，当炭黑添加到一定量时也会形成饱和状态，黑度也无法继续提升，且添加有过量炭黑的材料在放置一段时间后，制件表面会存在析出现象，极大地影响了制品的外观，以及制品表面的黑度以及激光打标清晰度。

技术实现思路

[0005]针对上述现有的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯组合物。所述聚氨酯组合物不仅具有较高的黑度，还具有优异的拉伸模量比、耐迁移性能以及激光打标后的激光打标清晰度。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种聚氨酯组合物的制备方法。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提供一种聚氨酯组合物在电子电器领域中的应用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0009]一种聚氨酯组合物，按重量份数计，包括热塑性聚氨酯树脂80～90份，络合偶氮染料1.5～3.5份，炭黑0.3～1.5份，抗氧剂0.3～1份；所述络合偶氮染料与炭黑的质量比为1：0.2～0.5；所述炭黑的比表面积为150～250m2/g；所述络合偶氮染料中的络合金属为铁；所述络合偶氮染料的母体染料由偶合类偶氮染料和重氮类偶氮染料偶合而成；其中，偶合类偶氮染料为苯酚和萘酚的衍生物；重氮类偶氮染料选自含有硝基的苯酚、含有磺酸基的萘衍生物或含有硝基的萘衍生物中的一种或多种。
[0010]专利技术人发现当络合偶氮染料和炭黑的质量比控制在特定范围互配使用时，能够较好地改善聚氨酯组合物中因炭黑导致的团聚、析出问题，制备获得的聚氨酯组合物的黑度、拉伸模量、耐迁移性能以及激光打标清晰度都有明显改善。专利技术人猜测这可能是由于络合偶氮染料与炭黑本身的粒径较小，本身排列方式与石墨相似，与热塑性聚氨酯组合物相容性好，有助于提高染料在基体内部的分散性，并且可以尽量维持材料基体本身的性能。进一步地专利技术人发现选用特定偶合类偶氮染料以及重氮类偶氮染料组成的络合偶氮染料具有较好提升组合物黑度、耐迁移性能以及激光打标清晰度的效果。此外，专利技术人发现特定比表面积范围内的炭黑不仅具有高黑度和着色力，而且在聚氨酯体系中黏度低，流动性好，因而具有较好的分散效果，在一定程度上减弱了炭黑团聚和析出的发生，能够较好地改善聚氨酯组合物的各项性能。综上，专利技术人通过控制络合偶氮染料与炭黑的质量比以及结合络合偶氮染料与炭黑的总添加份数在特定范围内，并优选受阻酚类抗氧剂和特定的络合偶氮染料、特定比表面积范围的炭黑，使得制备获得的聚氨酯树脂材料的黑度在25.1内，E
‑
35℃/E35℃拉伸模量比值≤5；激光打标清晰度
△
L≥40。
[0011]优选地，所述络合偶氮染料与炭黑的总添加份量为2.5～4.5份。专利技术人进一步发现，当炭黑及络合偶氮染料总添加份量较低时，材料会出现透光率偏大，从而导致材料的黑度以及激光打标清晰度较差；而炭黑及络合偶氮染料总添加份量较高时，由于炭黑及络合偶氮染料的添加量已达到饱和状态，此时黑度不仅不会增加，炭黑还会因为团聚，影响制品的性能；而且过高的添加量还会导致激光打标清晰度降低，出现打标不上、拉伸模量明显偏高的情况。
[0012]优选地，所述炭黑的吸油值范围为70～150ml/100g；和/或，所述络合偶氮染料与炭黑的质量比为1：0.3～0.35，且所述络合偶氮染料与炭黑的总添加份量为3.5～4份。进一步优选地，所述炭黑的吸油值范围为100～150ml/100g。更具体地，所述炭黑的吸油值范围可选自70ml/100g，80ml/100g，90ml/100g，100ml/100g，110ml/100g，120ml/100g，130ml/100g，140ml/100g，150ml/100g；本申请中炭黑的吸油值范围不限于此。
[0013]优选地，所述炭黑的比表面积可选自150m2/g，160m2/g，170m2/g，180m2/g，190m2/g，200m2/g，210m2/g，220m2/g，230m2/g，240m2/g，250m2/g；本申请中炭黑的比表面积不限于此。
[0014]上述炭黑比表面积采用的测试方法为：GB/T 10722
‑
2003
‑
炭黑总表面积的测定氮吸附法。上述炭黑吸油值采用的测试方法为：GB/T 3780.2
‑
2007
‑
炭黑
‑
第2部分：吸油值的测定。
[0015]进一步地，所述偶合类偶氮染料为2
‑
萘酚和2
‑
氨基
‑8‑
萘酚
‑6‑
磺酸；所述重氮类偶氮染料为6
‑
硝基
‑
1，2
‑
重氮氧基萘
‑4‑
磺酸和2
‑
氨基
‑4‑
硝基苯酚。更具体而言，这类络合偶氮染料市售常见的如Black X45。
[0016]优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。受阻酚类抗氧剂相对于其他抗氧剂而言，更容易形成苯氧自由基使聚合物相对稳定，热稳定性高，在激光打标时打标工艺主要与聚氨酯组合物形成热氧反应，与聚氨酯组合物更好的协同作用使得组合物的黑度以及打标效果更加清晰。
[0017]进一步优选地，所述受阻酚类抗氧剂选自[r
‑
3,5
‑
二叔丁基苯基]酯、(β
‑
(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯组合物，其特征在于，按重量份数计，包括热塑性聚氨酯树脂80～90份，络合偶氮染料1.5～3.5份，炭黑0.3～1.5份，抗氧剂0.3～1份；所述络合偶氮染料与炭黑的质量比为1：0.2～0.5；所述炭黑的比表面积为150～250m2/g；所述络合偶氮染料中的络合金属为铁；所述络合偶氮染料的母体染料由偶合类偶氮染料和重氮类偶氮染料偶合而成；其中，偶合类偶氮染料为苯酚和萘酚的衍生物；重氮类偶氮染料选自含有硝基的苯酚、含有磺酸基的萘衍生物或含有硝基的萘衍生物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述聚氨酯组合物，其特征在于，所述络合偶氮染料与炭黑的总添加份量为2.5～4.5份。3.根据权利要求1所述聚氨酯组合物，其特征在于，所述炭黑的吸油值范围为70～150ml/100g；和/或，所述络合偶氮染料与炭黑的质量比为1：0.3～0.35，且所述络合偶氮染料与炭黑的总添加份量为3.5～4份。4.根据权利要求1所述聚氨酯组合物，其特征在于，所述偶合类偶氮染料为2
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萘酚和2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇，陈平绪，叶南飚，敬新柯，曾赛，张雄，袁泉，李含春，赵庆宗，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：