[发明专利]用于球膜的高耐磨透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及TPU材料技术领域，更具体的涉及一种用于球膜高耐磨透明热塑性聚氨酯弹性体的纳米改性TPU复合材料及其制备方法。

背景技术

TPU(Thermoplastic polyurethanes)材料是一种热塑性聚氨酯弹性体材料，具有硬度范围宽、耐磨耐油、透明、弹性好等优点，因此在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，并有逐步代替PVC以满足越来越多领域环保要求的趋势。因此TPU材料是一种新型的具有广阔市场前景的材料，现有的TPU材料存在以下技术问题：耐磨性、弹性和韧性还不能满足一些特定技术领域的应用需求，如足球膜的制备领域，现有的TPU材料在足球膜制备中普遍存在着硬度不够、耐磨性差以及弹性和韧性不足等缺陷，限制了TPU在足球膜等类似技术领域的广泛应用。

发明内容

本发明基于上述现有技术问题，提出一种用于球膜的纳米改性TPU复合材料及其制备方法，通过对原料各组分及其配置比例进行改性创新，并结合本公司长期的试验调整，创新的提出一种硬度耐磨性高、弹性和韧性强同时透明度高、耐水解性高、环保性好、可高频焊接的全新纳米改性TPU复合材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种纳米改性TPU复合材料，由70-90重量份的聚氨酯-纳米粉体复合组份、3-10份重量份的扩链剂、0.5-2重量份的抗氧化剂、1.2-4重量份的水解稳定剂、1-3重量份的爽滑剂、1-3重量份的抗粘连剂、3-20重量份的填充剂和0.8-3重量份的阻燃剂混炼制成；其中所述的聚氨酯-纳米粉体复合组份由聚醚多元醇、异氰酸酯、复合纳米粉体、硅烷偶联剂、扩链剂和匀泡剂反应制得，所述聚氨酯-纳米粉体复合组份自身构成中所含各成分的重量份数为：聚醚多元醇30-75重量份、异氰酸酯10-40重量份、复合纳米粉体10-25重量份、硅烷偶联剂1.5-9重量份、扩链剂5-25重量份、匀泡剂0.5-3重量份，其中所述复合纳米粉体的粒径处于20-50nm间，且所述复合纳米粉体由粒径在20-50nm且质量百分比含量在70-80％的纳米SiC、粒径在30-40nm且质量百分比含量在5-8％的纳米TiO₂、粒径在30-60nm且质量百分比含量在3-5％的纳米ZnO、粒径在30-60nm且质量百分比含量在1-3％的纳米Cr₂O₃、粒径在30-40nm且质量百分比含量在8-10％的纳米AL₂O₃和粒径30-50nm且质量百分比含量在3-6％的纳米SiO₂组成。

进一步的根据本发明所述的纳米改性TPU复合材料，其中所述的扩链剂选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇、3,3’-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷中的一种或多种混合物。

进一步的根据本发明所述的纳米改性TPU复合材料，其中所述的抗氧化剂为抗氧剂-264、双酚A、亚磷酸三苯酯、抗氧剂-1010、抗氧剂1076或亚磷酸三酯；所述的水解稳定剂为炭化二亚胺；所述的爽滑剂为芥酸酰胺、硬脂酰胺、硬脂酸锌或油酸酰胺中的一种；所述的抗粘连剂为石蜡、芥酸酰胺、硬脂酰胺或纳米二氧化硅中的一种；所述的填充剂为碳酸钙、二氧化硅微粉或高岭土中的一种；所述的阻燃剂由质量百分比含量为45％-60％的熔融指数处于5-10g/10min的聚丙烯、质量百分比含量为10％-20％的熔融指数在1.0-1.8g/10min的聚乙烯、质量百分比含量为20％-30％的选自粉末状滑石、高岭石、绢云母、二氧化硅以及硅藻土中的至少一种无机填料和质量百分比含量为10％-25％的选自十溴二苯基醚、十二氯十二氢二甲桥苯唑环辛烯或其混合物的有机阻燃卤化物混合制得。

进一步的根据本发明所述的纳米改性TPU复合材料，其中所述匀泡剂为改性有机硅表面活性剂；所述聚醚多元醇为丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、双酚A、三异氰酸酯、甲苯二胺中的一种和环氧丙烷、环氧已烷、环氧丁烷中的一种通过加聚反应制得的具有2官能度且平均分子量为1000-3000的聚醚多元醇；所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、1,5-奈二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,6-亚己基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或两种的混合物。