[发明专利]一种纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术与材料科学领域，具体涉及一种纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。 

背景技术

热塑型聚氨酯弹性体组合物（TPU）属于线型结构的聚合物，其结构为线型大分子，没有或只有少量交联。决定TPU性能的是其分子量及其分布、分子间的范德华力与氢键、结晶、取向和聚集态，以及它们之间的相互作用。而分子间的范德华力与氢键、结晶、取向和聚集态所提供的大分子之间的作用力是可逆性的，在室温下具有强的分子间力连接在一起，在熔融状态或溶液中这种键不是牢固地结合在一起，冷却后（或溶液挥发完全后）又恢复到原有固体的性能。即在加工的温度下，TPU具有流动性，可以加工成型；当冷却时，由于氢键等的形成，生成物理交联键结构，具有橡胶的性能。热塑胶可采用高速热塑工艺来成型，无需混炼与硫化工艺，可节约能量，而且制品可回收再利用。并且可采用一般的塑料加工方法如挤出、压延、注射、模压、流延、吹塑等方法加工，制备各种复杂的零部件，因此获得迅速发展，广泛用于制造人造革制造、薄膜、塑胶管、弹性纤维、零件制品、胶粘剂以及弹性涂料等产品。 

但TPU的这一特性也有其不利的一面，如聚氨酯热塑胶制品，在室温下一般具有较高的拉伸强度，当温度升至70一80℃时，性能将降低到室温时的一半。这一不利因素极大的限制了TPU的使用范围，使其性能受到限制。比如由热塑型聚氨酯弹性体组合物（TPU）切片熔融纺丝得到的氨纶丝（熔纺氨纶）在弹性回复率、耐热性等方面就不如干纺氨纶。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，该制备方法加入纳米材料，通过在纳米材料与热塑型聚氨酯弹性体 组合物原位复合，使其强度、弹性、使用温度等性能得到明显的改善；并且由于纳米材料的蓝移特性等性能，还改善了聚氨酯的耐紫外光性能，拓宽了TPU的使用范围。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物,包括芳香族二异氰酸酯、具有活性羟基的聚醚低聚化合物、小分子二元醇和助剂，其特征在于，还包括纳米材料。 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，优选的是，所述纳米材料选自纳米碳酸钙、纳米SiO₂、纳米氧化钛中的一种； 

所述的纳米SiO₂通过原位合成的方式引入热塑型聚氨酯中； 

所述的纳米SiO₂平均粒径20-50nm，比表面积640±30m²/g，松装密度<0.12g/cm³，纯度≥99.5%，羟基含量>45%，紫外反射率>85%。 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，优选的是，所述芳香族二异氰酸酯选自MDI或MDI与TDI-100、TDI-80、TDI-65、MDI-50其中之一的混合物； 

所述的TDI-100是2,4-甲苯二异氰酸酯；所述TDI-80是2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的比例为80:20的混合物；所述TDI-65是2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯比例为65:35的混合物；所述MDI是4,4-二苯甲烷二异氰酸酯；所述MDI-50是4,4-二苯甲烷二异氰酸酯与2,4-二苯甲烷二异氰酸酯的比例为50:50的混合物；所述MDI在芳香族二异氰酸酯中所占的质量分数为90～100%。 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，进一步优选的是，所述芳香族二异氰酸酯选自MDI或MDI与TDI-65的混合物。 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，进一步优选的是，所述MDI在芳香族二异氰酸酯中所占的质量分数为95～100%。 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，优选的是，所述具有活性羟基的聚醚低聚化合物含有两个或两个以上活性羟基; 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，优选的是，所述具有活性羟基的聚醚低聚化合物选自相对分子质量为1000、2000、1500、1800、3000、4000的聚氧化丙烯醚多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚醚聚四氢呋喃氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种。 

根据本发明所述的纳米复合聚醚型热塑型聚氨酯弹性体组合物，进一步优选的是，所述具有活性羟基的聚醚低聚化合物选自相对分子质量为1000、2000、1500、1800聚四氢呋喃醚多元醇中的一种。