[发明专利]一种热塑性聚氨酯及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种热塑性聚氨酯及其制备方法，此热塑性聚氨酯明显比普通热塑性聚氨酯耐磨性优异，磨耗可降低约5％‑60％。该热塑性聚氨酯主要由包含以下的原料制备得到：(1)30‑80质量份的聚酯多元醇；(2)1‑80质量份的聚丙交酯多元醇(3)20‑50质量份的二异氰酸酯(4)3‑17质量份的二元醇扩链剂；(5)0‑0.0003质量份的聚氨酯催化剂。本发明的热塑性聚氨酯适用于脚轮、鞋材、矿山筛网、密封件、传送带、电子产品等要求具有较好耐磨性且生物环保的制品。

技术领域

本发明涉及热塑性聚氨酯技术领域。具体涉及一种耐磨性优异的热塑性聚氨酯及其制备方法和用途，本发明的热塑性聚氨酯适用于脚轮、鞋材、矿山筛网、密封件、传送带、电子产品等要求具有较好耐磨性且生物环保的制品。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由柔性软链段和刚性硬链段组成的聚合物，其在低温下具有橡胶弹性，升高温度后又能塑化成型。TPU具有优异的力学性能，例如硬度可调范围宽，机械性能佳，耐油、耐磨等，因此其在工业应用领域具有极其重要性和广泛性。

TPU的耐磨性是指材料抵抗摩擦、刮擦、侵蚀等机械作用的能力，这种机械作用引起材料表面逐步磨损。耐磨性是TPU的重要指标之一，耐磨性的大小，涉及到TPU制品在不同领域的使用寿命，在一些特殊的应用场合中，要求TPU具有优异的耐磨性，如脚轮、鞋材、矿山筛网、传送带等领域。普通热塑性聚氨酯的DIN磨耗基本在45-150mm³之间。

目前提高TPU耐磨性的主要方法为提高TPU的分子量、TPU分子中引入物理或化学交联结构、或者采用物理共混法加入无机耐磨助剂，如CN104311786A一种交联型抗疲劳耐磨聚氨酯橡胶，其专利中采用聚醚三元醇、三羟甲基丙烷扩链以及含苯环的萘二异氰酸酯合成耐磨优、回弹好的聚氨酯材料。

CN104140666A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，其专利中采用纳米改性TPU复合材料(聚氨酯-纳米粉体复合)制成。

CN104151814A一种耐磨型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，其专利中采用适当比例的EPDM(三元乙丙橡胶)对热塑聚氨酯弹性体进行物理改性，改进TPU的耐磨性能和挤出成型稳定性。但上述方法存在加工工艺复杂且性能一般等缺点，不能很好满足工业应用。

另外，随着人们环保意识的不断提高及国家一系列环境法律法规的出台，在商业上，有越来越多的企业明确提出需要其具有改进的性质和更高生物基含量的可再生型生物基TPU，即生物基TPU中有一部分或者全部成分来自于可再生的生物质原料，在这种强烈的需求及社会环境下，开发出一种既能满足TPU材料的特殊使用性能—耐磨性，又能降低对环境危害的生物基型TPU已经刻不容缓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨性优异的热塑性聚氨酯，通过独特的分子结构设计来解决TPU耐磨性问题，与普通热塑性聚氨酯相比，本发明的热塑性聚氨酯的DIN磨耗可以大幅降低至20-60mm³，优选25-45mm³，耐磨性能降低幅度为5％-60％，另外作为一种优选的方案，本发明专利中还创新性的使用了完全不同于石化路线产品的生物质原料，使得本发明的热塑性聚氨酯还具有生物降解性能。

本发明的另一个目的在于提供所述热塑性聚氨酯的制备方法，操作步骤简单易行。

本发明的再一个目的提供所述热塑性聚氨酯在鞋材、脚轮、传送带、矿山筛网、密封件、电缆、油管方面的应用。

为达到以上目的，本发明的技术方案如下：

一种热塑性聚氨酯，该热塑性聚氨酯主要由包含以下的原料制备得到：

(1)30-80质量份，优选32-75质量份，更优选40-65质量份的聚酯多元醇；