[发明专利]热塑性聚氨酯弹性体的配方及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物制备技术，特别涉及一种热塑性聚氨酯弹性体的配方及制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体是指在大分子主链上含油较多氨基甲酸酯基官能团（NH-CO-O-）的一类弹性体聚合物，是典型的多嵌段共聚物。其具有耐磨性好、硬度范围宽、强度高、伸长率高、负载支撑容量大、减震效果好、耐低温性能好和耐油耐候性能优异等诸多优点。与橡胶材料相比，聚氨酯弹性体具有耐磨、耐撕裂、耐臭氧、耐切割、高承载性、可浇注、可灌封、硬度范围广、透明或半透明等一系列优点；而与塑料相比，聚氨酯弹性体又具有不易发脆、耐磨、弹性记忆等优点；与金属材料相比，聚氨酯弹性体又具有耐损耗、耐腐蚀。重量轻、加工费用低和噪音低等优点。因此，聚氨酯弹性体得到了十分广泛的应用。

根据加工方法的不同，聚氨酯弹性体一般可分为热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、浇注型聚氨酯弹性体和混炼型聚氨酯弹性体。其中，热塑性聚氨酯弹性体是在加热时可以塑化，用溶剂可以溶解的一类聚氨酯弹性体。与浇注型聚氨酯弹性体和混炼型聚氨酯弹性体相比，其交联结构很少，甚至没有，分子基本上是线性的，只存在一定量的物理交联。

TPU硬度高且富有弹性，具有良好的耐油性、耐臭氧性和优异的低温性能，广泛应用于轻工、纺织、车辆、土木建筑、机电、船舶和航空等领域。但是由于其强度不高，耐热性差，易燃，并且在高温下容易发生软化、分解，使机械性能急剧下降，一般情况下它的长期使用温度不能超过80℃，短期使用温度不能超过120℃，这大大限制了它的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，以在保证热塑性聚氨酯弹性体综合性能不下降的前提下，提高热塑性聚氨酯弹性体的耐热性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种热塑性聚氨酯弹性体配方，：采用如下原料混合制成：原料按份数计：100-1000份的PCL-2080、100-200份的PCL-535、200-500份的对苯二异氰酸酯、10-30份的碳化二亚胺、40-80份的1,4-丁二醇、0.1-7份的润滑剂、0.2-4份的抗氧剂、0.001-0.1份TiO₂纳米催化剂。

     在上述热塑性聚氨酯弹性体配方中，采用如下原料混合制成：原料按份数计：1000份的PCL-2080、100份的PCL-535、300份的对苯二异氰酸酯、20份的碳化二亚胺、50份的1,4-丁二醇、1份的润滑剂、1份的抗氧剂、0.1份TiO₂纳米催化剂

一种制备上述热塑性聚氨酯弹性体的方法，包括以下步骤：

将PCL-2080置于反应釜中，在100-130°C温度下脱水1-3小时，再加入30°C的PCL-535，再加入碳化二亚胺，一边搅拌一边加入1,4-丁二醇。温度控制在90-120°C，搅拌30-60秒，再加入对苯二异氰酸酯、润滑剂、抗氧剂和纳米催化剂；再搅拌2-4分钟；

将搅拌后原料到入料盘中，在120-150°C的热流道上烘10-15分钟；使其固化，得到弹性板，冷却至室温，再放置在密闭的容器中，放置时间为36-48小时；

对冷却放置后的弹性板进行破碎造粒。

在上述制备方法中；是在120°C温度下脱水1-3小时，搅拌40秒，再搅拌3分钟；在130°C的热流道上烘13分钟；放置时间为48小时。

本发明采用PCL-2080、PCL-535、二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺、1,4-丁二醇、润滑剂、抗氧剂、TiO₂纳米催化剂组成的配方；经检测，本发明的弹性体可达到如下力学性能：密度（g/cm）1.3；邵A硬度/shoreA为85；100%/MPa定伸应力为3.5；300%/MPa定伸应力为5.5；拉伸强度/MPa为55；扯断伸长率/%48；冲击弹性/%46；磨耗/mm40；耐热温度大于130度；提高了热塑性聚氨酯弹性体的耐热性能和强度；可以在保证热塑性聚氨酯弹性体综合性能不下降的前提下，有效地增加聚氨酯弹性体的耐热性能、机械性能及抗老化性能。本发明的热塑性聚氨酯弹性体可以用于大规模的工业化生产。

具体实施方式