【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚氨酯(polyurethane，pu)是聚氨基甲酸酯的简称，由多异氰酸酯和多羟基聚合物加聚而成，是在高分子主链上含有许多重复的氨基甲酸酯链段(－nhcoo－)的高分子化合物。通常情况下，聚氨酯可以由有机异氰酸酯(二异氰酸酯或多异氰酸酯)与羟基化合物(二羟基或多羟基化合物)通过加成反应聚合得到。此外，聚氨酯的分子链上还可能存在脲、缩二脲、脲基甲酸酯、醚、酯等基团。
2、聚氨酯材料具有许多优异性能，如耐磨、高机械强度、高弹性、耐老化、耐腐蚀等等。这些优异性能与聚氨酯材料的分子结构密切相关：聚氨酯分子主链是由柔性的长链多元醇和刚性的异氰酸酯嵌段而成的，可以有效分散应力作用，极性和非极性链段的共存也提高了聚氨酯的化学稳定性，同时聚合物内广泛存在的氢键作用，也进一步提高了材料的机械性能。另外，异氰酸酯的-nco基团非常活泼，可以和醇、水、有机胺等迅速反应，材料的加工性能良好。通过反应条件和催化剂的控制，可以得到不同硬度、不同结构的多种聚氨酯产品，如类似橡胶或塑料的弹性体、开孔结构的海绵、闭孔结构的硬质泡沫、黏合剂、涂料、密封剂等，在国民生产生活的各个领域得到广泛应用。
3、由于聚氨酯具有优异的耐磨损、抗撕裂和抗挠曲等特性，享有“第五大塑料”的称号，并且是唯一一种被橡胶业、塑料业、涂料及粘接剂行业、纤维及功能化高分子行业等广泛应用的有机合成高分子材料。然而，传统聚氨酯的制备以石油为原料，而石油属于不可再生资源。此外，tp
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种热塑性聚氨酯弹性体(tpu)的制备方法，使用本专利技术的方法制备的热塑性聚氨酯弹性体具有生物可降解性、较高的机械强度以及高柔韧性，可用于农用大棚复合膜的生产，起到防雾、增加透光性的作用。
2、第一方面，本专利技术提供一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)使改性聚乳酸多元醇、聚乙二醇和小分子扩链剂反应，得到中间产物；
4、(2)使所述中间产物与二异氰酸酯类化合物反应，得到热塑性聚氨酯弹性体；
5、其中，所述改性聚乳酸多元醇包括聚碳酸酯和/或聚己内酯改性的聚乳酸多元醇。
6、在一些实施方式中，所述改性聚乳酸多元醇的羟值为56±5mgkoh/g。
7、在一些实施方式中，所述改性聚乳酸多元醇的平均分子量为1000～3000。
8、在一些实施方式中，所述改性聚乳酸多元醇中，聚碳酸酯和/或聚己内酯的质量占比为6～40％，优选20～40％，更优选25％～35％。
9、在一些实施方式中，所述改性聚乳酸多元醇通过包括如下步骤的方法制备：将l-丙交酯、小分子酯类化合物与多元醇混合，加热反应，得到所述改性聚乳酸多元醇。
10、上述改性聚乳酸多元醇的制备方法中，所述l-丙交酯、小分子酯类化合物、多元醇的质量之比优选为1：(0.2～0.8)：(0.05～0.1)，更优选为1：(0.26～0.72)：(0.06～0.08)。
11、上述改性聚乳酸多元醇的制备方法中，所述小分子酯类化合物优选包括三亚甲基碳酸酯和/或己内酯。
12、上述改性聚乳酸多元醇的制备方法中，所述多元醇优选包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、二甘醇、丙三醇中的至少一种。
13、上述改性聚乳酸多元醇的制备方法中，所述加热反应的温度优选为120℃～160℃。所述加热反应的时间优选为5～15h。
14、上述改性聚乳酸多元醇的制备方法中，所述反应优选在催化剂存在下进行。本专利技术所述催化剂包括但不限于辛酸亚锡、2-乙基己酸镁、2-乙基己酸镧、2-乙基己酸钕、新癸酸镧、新癸酸镁及新癸酸钕中的至少一种。
15、在一些实施方式中，所述聚乙二醇的相对分子质量为500～4000，优选1000～3000，更优选1500～2500。
16、在一些实施方式中，所述聚乙二醇选自peg-500、peg-1000、peg-1500、peg-2000、peg-3000、peg-4000。
17、在一些优选实施方式中，所述聚乙二醇选自peg-2000。
18、根据本专利技术的一些实施方式，所述小分子扩链剂与二异氰酸酯类化合物的质量之和占所有原料总质量的25-30％。
19、在一些实施方式中，所述小分子扩链剂包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、二甘醇、丙三醇、乙二胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙基甲苯二胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一种。在一些优选实施方式中，所述小分子扩链剂包括1,3-丙二醇和/或1,4-丁二醇。
20、在一些实施方式中，所述二异氰酸酯类化合物包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。在一些实施方式中，所述二异氰酸酯类化合物包括二苯基甲烷二异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯。
21、在一些实施方式中，所述改性聚乳酸多元醇与聚乙二醇的质量比为(4～6)：1，优选(4～5.6)：1。
22、在一些实施方式中，所述改性聚乳酸多元醇的用量为改性聚乳酸多元醇与聚乙二醇总质量的80％～85％。
23、在一些实施方式中，所述聚乙二醇的用量为改性聚乳酸多元醇与聚乙二醇总质量的15％～20％。
24、在一些实施方式中，步骤(1)中所述反应的温度为80～110℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃等。
25、在一些实施方式中，步骤(1)中所述反应的时间为2～5小时。
26、在一些实施方式中，步骤(2)中所述反应的温度为60～80℃，例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃等。
27、在一些实施方式中，步骤(2)中反应体系的r值为1.01～1.03，优选1.02。
28、第二方面，本专利技术提供一种热塑性聚氨酯弹性体，其由本专利技术第一方面所述的制备方法得到。
29、在一些实施方式中，所述热塑性聚氨酯弹性体的硬段含量为20～40％。
30、在一些实施方式中，所述热塑性聚氨酯弹性体的断裂伸长率为200～400％。
31、在一些实施方式中，所述热塑性聚氨酯弹性体的断裂强度为10～30mpa。
32、第三方面，本专利技术提供一种棚膜，其包括本专利技术第二方面所述的热塑性聚氨酯弹性体。
33、第四方面，本专利技术提供第一方面所述的制备方法得到的热塑性聚氨酯弹性体或者第二方面所述的热塑性聚氨酯弹性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸多元醇的羟值为56±5mgKOH/g；和/或，
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸多元醇通过包括如下步骤的方法制备：将L-丙交酯、小分子酯类化合物与多元醇混合，加热反应，得到所述改性聚乳酸多元醇，其中所述小分子酯类化合物包括三亚甲基碳酸酯和/或己内酯；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相对分子质量为500～4000；和/或，所述小分子扩链剂与二异氰酸酯类化合物的质量之和占所有原料总质量的25-30％；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述小分子扩链剂包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、二甘醇、丙三醇、乙二胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙基甲苯二胺、N-甲基二乙醇胺中的至少一种；和/或，
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸多元醇与聚乙
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应的温度为80～110℃；和/或，
8.一种热塑性聚氨酯弹性体，其由权利要求1-7任一项所述的制备方法得到；
9.一种棚膜，其包括权利要求8所述的热塑性聚氨酯弹性体。
10.如权利要求9所述的热塑性聚氨酯弹性体在制备棚膜材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸多元醇的羟值为56±5mgkoh/g；和/或，
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚乳酸多元醇通过包括如下步骤的方法制备：将l-丙交酯、小分子酯类化合物与多元醇混合，加热反应，得到所述改性聚乳酸多元醇，其中所述小分子酯类化合物包括三亚甲基碳酸酯和/或己内酯；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相对分子质量为500～4000；和/或，所述小分子扩链剂与二异氰酸酯类化合物的质量之和占所有原料总质量的25-30％；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述小分子扩...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣杰，潘声龙，张工整，王舒，缪庆卫，胡富贵，
申请(专利权)人：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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