【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法，属于聚氨酯弹性体。
技术介绍
1、聚氨酯(pu)全称聚氨基甲酸酯，是一种分子链由大量氨基甲酸酯基团(-nhcoo-)连接构成的大分子嵌段聚合物。热塑性聚氨酯弹性体(tpu)作为聚氨酯材料众多形态中的一种，其弹性模量(e)介于塑料和橡胶之间，具有加工成本低、耐压缩性、密度小、耐溶剂性、耐老化性等优点，被广泛应用于交通运输、体育运动、工程组件、电子工业、军事工程、印刷工业、汽车行业等领域，是目前具有发展潜力的六大合成材料之一。
2、然而，普通的tpu只能长期使用于80℃以下，80～100℃只有数天的寿命，短期内使用的温度上限为120℃，且仅能使用数小时，200℃就会降解，这是由于tpu分子中含有大量极性基团，动态下分子之间的内摩擦生热严重。较高温下，tpu的硬度、强度和模量均下降，其形状、大小发生改变，限制tpu在某些高温操作条件下的应用，因此，必须从其合成配方或分子结构设计上采取相应改性措施以增强其耐热性，以此来扩大tpu的应用范围，延长使用寿命。
3、申请号为201811484912.5的中国专利技术专利申请，公开了一种高耐热热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法和用途。该专利技术是通过将热塑性聚氨酯弹性体共混敏化剂和耐热助剂来实现高耐热，无法提高聚氨酯弹性体本身的性能，且耐热等级以及力学性能均有待提高。申请号为cn202010117491.3的中国专利技术专利申请，公开了一种耐热性聚氨酯弹性体的制备方法。该专利技术通过加入用氢氧化铝改性的纳米二氧化硅和改性
技术实现思路
1、针对以上缺陷，本专利技术解决的技术问题是提供一种耐热性和力学性能均较好的热塑性聚氨酯弹性体材料。
2、本专利技术热塑性聚氨酯弹性体材料，其制备原料包括以下重量份的组分：
3、大分子二元醇：30～80重量份；二异氰酸酯：10～50重量份；扩链剂：8～30重量份；其中，所述扩链剂选自qbda或qhda；
4、qbda的结构为：
5、qhda的结构为：
6、在一个具体实施方式中，热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料包括以下重量份的组分：大分子二元醇：50～70重量份；二异氰酸酯：15～30重量份；扩链剂：13～23重量份。在一个更具体的实施方式中，热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料包括以下重量份的组分：60重量份；二异氰酸酯：21.25～23.19重量份；扩链剂：16.81～18.75重量份。
7、在本专利技术的一些实施方式中，所述大分子二元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇中的至少一种；所述二异氰酸酯选自芳香族和脂肪族二异氰酸酯中的至少一种。在一写具体的实施方式中，所述大分子二元醇选自聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚丁二烯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种；所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4，4'-联苯二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
8、在一个具体的实施方案中，所述的大分子二元醇数均分子量为1000～5000g/mol，优选大分子二元醇数均分子量为2000～4000g/mol，更优选大分子二元醇数均分子量为3000g/mol。
9、在一个具体的实施方式中，热塑性聚氨酯弹性体材料的异氰酸根指数为0.9～1.1，优选异氰酸根指数为0.95～1.05。
10、在一个具体的实施方式中，该热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料还包括催化剂。
11、在一些具体实施方式中，所述催化剂为有机锡催化剂。
12、在一些具体实施方式中，所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛基锡二月桂酸酯、-680中的至少一种。在一个具体实施例中，催化剂选自二月桂酸二丁基锡(t-12)。
13、在一些具体实施方式中，以二异氰酸酯、大分子二元醇、扩链剂的总质量为基准，催化剂添加量为1～300ppm。
14、在一个具体的实施方式中，热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料还包括助剂，所述助剂包括光稳定剂、抗氧剂、水解稳定剂中的至少一种。
15、在本专利技术一个具体实施方式中，以二异氰酸酯、大分子二元醇、扩链剂的总质量为基准，助剂添加量为2～5wt％。
16、本专利技术解决的第二个技术问题是提供热塑性聚氨酯弹性体材料的制备方法。
17、本专利技术热塑性聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
18、将热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料经挤出机挤出形成热塑性聚氨酯弹性体；所述挤出机温度设定为120～220℃。
19、在本专利技术一个具体实施方式中，该制备方法在挤出后还包括以下步骤：将制得的热塑性聚氨酯弹性体经水下切粒后烘干封装。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、本专利技术将具有苯环和喹喔啉环的二胺单体引入聚氨酯主链上，使其具有更高的刚性，并且异氰酸酯基于与氨基反应生成脲基，将生成更多的氢键，由此制得的聚氨酯弹性体具有更加优异的耐热性能，较高的力学性能。且该聚氨酯弹性体的制备方法简单，成本较低。
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1.热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，其制备原料包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：其制备原料包括以下重量份的组分：大分子二元醇：50～70重量份；二异氰酸酯：15～30重量份；扩链剂：13～23重量份；更优选其制备原料包括以下重量份的组分：大分子二元醇：60重量份；二异氰酸酯：21.25～23.19重量份；扩链剂：16.81～18.75重量份。
3.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：所述大分子二元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇中的至少一种；所述二异氰酸酯选自芳香族和脂肪族二异氰酸酯中的至少一种；优选所述大分子二元醇选自聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚丁二烯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种；所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4，4'-联苯二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷
4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：所述大分子二元醇的数均分子量为1000～5000g/mol，优选大分子二元醇的数均分子量为2000～4000g/mol，更优选大分子二元醇数均分子量为3000g/mol。
5.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：异氰酸根指数为0.9～1.1，优选异氰酸根指数为0.95～1.05。
6.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：该热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料还包括催化剂；优选所述催化剂为有机锡催化剂；更优选所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛基锡二月桂酸酯、-680中的至少一种；更优选催化剂选自二月桂酸二丁基锡。
7.根据权利要求6所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：以二异氰酸酯、大分子二元醇、扩链剂的总质量为基准，催化剂添加量为1～300ppm。
8.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：热塑性聚氨酯弹性体材料的制备原料还包括助剂，所述助剂包括光稳定剂、抗氧剂、水解稳定剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：以二异氰酸酯、大分子二元醇、扩链剂的总质量为基准，助剂添加量为2～5wt％。
10.权利要求1～9任一项所述的热塑性聚氨酯弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于，其制备原料包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：其制备原料包括以下重量份的组分：大分子二元醇：50～70重量份；二异氰酸酯：15～30重量份；扩链剂：13～23重量份；更优选其制备原料包括以下重量份的组分：大分子二元醇：60重量份；二异氰酸酯：21.25～23.19重量份；扩链剂：16.81～18.75重量份。
3.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体材料，其特征在于：所述大分子二元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇中的至少一种；所述二异氰酸酯选自芳香族和脂肪族二异氰酸酯中的至少一种；优选所述大分子二元醇选自聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚丁二烯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇中的至少一种；所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4，4'-联苯二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟家春，庞佳宏，杨开杰，岳梦洁，蒲泽军，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：
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