[发明专利]热塑性聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到热塑性聚氨酯(TPU)的制备方法。

背景技术

目前，热塑性聚氨酯(又称TPU)新材料被称为“划时代的新型高分子材料”，是当前世界六大具有发展前途的合成材料之一。

热塑性聚氨酯材料是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯，其分子基本上是线性的，没有或很少有化学交联，但却存在一定量的物理交联。热塑性聚氨酯由聚酯多元醇或聚醚多元醇形成的软段和二异氰酸酯与小分子二醇(或二胺)扩链剂形成的硬段构成，这两部分无相容性。因此，形成所谓的微相分离结构的嵌段共聚物，软段与硬段在聚合物中的比例决定着热塑性聚氨酯的综合性能。一般来说，硬段浓度高，TPU的硬度、模量和撕裂强度增加，而伸长率和拉伸强度下降；软段浓度高，TPU的硬度、模量和撕裂强度降低，而伸长率和拉伸强度增大。而在实际应用过程中，许多场合都需要同时具备高的硬度、模量和撕裂强度、以及极好的伸长率和拉伸弹度；而按照传统制备方法制备的热塑性聚氨酯根本达不到上述要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，可以使得生成的热塑性聚氨酯弹性体同时具备高的硬度、模量和撕裂强度、以及极好的伸长率和拉伸弹度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步聚为：将聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐和催化剂按照一定比例放入反应釜中，其中：聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐按照1～30∶1的摩尔比，催化剂为总重量的0.01～0.5％，以5～50℃/分钟的速度缓慢升温，并且边升温边抽真空，直至温度达到120～300℃，真空度达到0.1～1.0Mpa，保持0.5～30小时；

然后，将一种或多种二异氰酸酯与一种或多种作为扩链剂的含4～16个碳原子的二醇分别加热后按照一定配比与上述反应釜中经过改性的物料混合后进行浇注，接着在80～250℃的温度下利用双螺杆边反应反挤出，最后进行造粒得到成品；其中：二异氰酸酯的加入量以所述的聚酯多元醇为参照，二异氰酸酯以NCO的含量计，聚酯多元醇以-OH的含量计，两者的摩尔比为1∶1～2；加入的扩链剂占到总重量的1～10％。

上述的酯类有机磺酸盐可以是：邻苯二甲酸二甲酯磺酸钠，间苯二甲酸二甲酯磺酸钠，对苯二甲酸二甲酯磺酸钠，邻苯二甲酸二乙二醇酯磺酸钠，间苯二甲酸二乙二醇酯磺酸钠，对苯二甲酸二乙二醇酯磺酸钠中的一种或几种。

上述的催化剂可以是：钛酸甲酯，钛酸乙酯，钛酸丙酯，钛酸丁酯，二辛酸锡，二月桂酸二丁基锡中的一种或两种。

上述的二异氰酸酯可以是：甲苯二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，对苯基二异氰酸酯中的一种或几种。

上述的扩链剂可以是：1，4-丁二醇，1，3-丙二醇，1，6-己二醇中的一种或几种。

本发明的有益效果是：经过本制备方法得到的热塑性聚氨酯弹性体，同时具备高的硬度、模量和撕裂强度、以及极好的伸长率和拉伸弹度。

具体实施方式

实施例1：

在2升的反应釜中加入由己二酸与1，6-己二醇缩聚而成的多元醇500克，再加入正钛酸正丁酯2克，间苯二甲酸二甲酯磺酸钠50克，以5℃/分钟的速度缓慢升温，边升温边抽真空，直至温度上升到230℃，真空度到达0.4MPa，反应1小时；

将上述的反应物280克与4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯173克以及1，4-丁二醇50克分别加热至50℃混合后进行浇注，利用双螺杆边挤出边反应，双螺杆一共设置80℃、120℃、180℃、200℃、180℃和150℃六个区，整个反应挤出时间为55秒。

实施例2：

在2升的反应釜中加入由辛二酸与1，4-丁二醇缩聚而成的多元醇500克，再加入正钛酸正丁酯1.9克，对苯二甲酸二乙二醇酯磺酸钠48克，以5℃/分钟的速度缓慢升温，边升温边抽真空，直至温度上升到220℃，真空度到达0.4MPa，反应1.5小时；

将上述的反应物300克与4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯185克以及1，4-丁二醇53克分别加热至50℃混合后进行浇注，利用双螺杆边挤出边反应，双螺杆一共设置80℃、120℃、180℃、200℃、180℃和150℃六个区，整个反应挤出时间为58秒。

实施例3：