[发明专利]一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属聚氨酯弹性体制备技术领域，涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，特别是涉及一种采用点击反应法对合成的硬段中含有氰基单元的热塑性聚氨酯弹性体本体进行交联改性的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由柔性链段和刚性链段组成，在低温下具有橡胶弹性，升高温度时又能塑化成型的高分子合成材料。TPU具有良好的加工性能，硬度范围宽，耐油、耐溶剂、耐磨，是工程材料的良好选择。

随着工业的发展，在一些特殊的户外领域如野外机器的高压密封件、汽车减震垫等要求材料具有很高的力学强度、良好的耐紫外光降解性和较低的压缩永久变形值。然而，TPU中的氨基甲酸酯键在长时间的紫外光照射下很容易发生断裂，引起TPU分子链降解，从而造成力学强度下降并影响压缩永久变形；另一方面，未经改性的TPU材料由于其分子链的线性结构，分子链在压缩过程中会产生很多不可逆的滑动，从而产生了不可逆的压缩形变，造成压缩永久形变值偏大，很难满足这些领域的要求。

一定程度的化学交联是提高TPU力学性能，降低压缩永久形变的重要方法。

中国专利CN102532464披露了一种交联TPU，该种TPU在合成过程中采用可与异氰酸酯基团反应的具有三官能度的化合物如丙三醇、三羟基甲基丙烷和三乙醇胺等作为交联剂，使TPU分子链由线性变成三维网络结构，抑制其在压缩过程中产生的滑移变形，该方法所制备的TPU压缩永久形变值可降低至20％左右。但由于交联剂是在合成TPU时加入，采用该种方法制备的交联TPU会导致后期加工困难，并且交联度的调节比较繁琐。

中国专利CN 101466755A在TPU合成过程中加入具有不饱和键的单醇或单胺作为链终止剂，使得TPU在分子链末端含有不饱和官能团，后期在TPU加工过程中再加入引发剂进行热引发或紫外光引发交联，避免了加工困难的问题并可以较方便地控制TPU的交联度。但TPU合成通常是在高温下进行，在此过程中不饱和官能团有可能会产生分解，并且后期的热引发和紫外光引发过程在一定程度上会导致TPU本身的黄变。

中国专利CN 101198648A制备了富含异氰酸酯的TPU母粒，然后在TPU基料加工过程中按比例将母粒加入，制得交联TPU。该方法使用简单方便，交联度可控，但由于异氰酸酯很容易与空气中的水反应而失去活性，因此母粒的保存条件会比较苛刻。

发明内容

本发明的目的是提供一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，特别是提供一种采用点击反应法对合成的硬段中含有氰基单元的热塑性聚氨酯弹性体本体进行交联改性的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。本发明的一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，交联度可控，加工使用方便，所得热塑性聚氨酯弹性体的力学性能良好。

本发明的一种热塑性聚氨酯弹性体，结构通式如下：

其中，R₁为-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-、

R₂为-CH₂CH₂OCH₂CH₂-、

R₃为

R₄为

其中，x＝1-10，y＝1-10，n＝3-15；

所述热塑性聚氨酯弹性体按GB/T14522.2008标准，紫外光UV340灯管老化96小时后产品的压缩永久形变值小于35％。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种热塑性聚氨酯弹性体，硬度范围为邵氏80A-邵氏65D；结构通式中部分为热塑性聚氨酯弹性体的软段，为聚己二酸乙二醇酯软段、聚己二酸-1,4-丁二醇酯软段、聚己二酸-1,6-己二醇酯软段、聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯软段、聚己二酸乙二醇-1,6-己二醇酯软段、聚己二酸-1,4-丁二醇-1,6-己二醇酯软段、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯软段、聚己二酸一缩二乙二醇酯软段、聚己内酯软段、聚碳酸1,6-己二醇酯软段、聚四氢呋喃软段或聚丙二醇软段。

本发明还提供了一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

(1)硬段中含有氰基的热塑性聚氨酯弹性体本体的制备；