[发明专利]一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法

权利要求书

1.一种高性能热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将低聚物多元醇、小分子扩链剂、二异氰酸酯和助剂混合，制备得到以羟基封端的热塑性聚氨酯弹性体，再加入热塑性聚氨酯弹性体重量0-30％的阻燃剂；异氰酸酯指数R₁值控制在0.85≤R₁≤1，硬段含量为30-50％；

(2)将低聚物多元醇、小分子扩链剂、二异氰酸酯和助剂混合，制备得到以异氰酸酯基封端的热塑性聚氨酯弹性体，再加入热塑性聚氨酯弹性体重量0-30％的阻燃剂；异氰酸酯指数R₂值控制在1≤R₂≤1.15，硬段含量为30-50％；

(3)将步骤(1)制备的以羟基封端的热塑性聚氨酯弹性体和步骤(2)制备的以异氰酸酯基封端的热塑性聚氨酯弹性体混合，将两种不同基团封端的TPU经过产品加工设备进行反应性加工，即得到高性能热塑性聚氨酯弹性体；异氰酸酯指数R₃值控制在0.98≤R₃≤1.02；

其中，步骤(1)制备的以羟基封端的热塑性聚氨酯弹性体的用量按照重量百分比计为m，步骤(2)制备的以异氰酸酯基封端的热塑性聚氨酯弹性体的用量按照重量百分比计为(1-m)；

其中，R₃＝R₁*m+R₂*(1-m)-----(Ⅰ)

通过公式(Ⅰ)计算得到m值；

其中，所述的助剂为催化剂、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂或耐水解剂中的一种或两种以上混合；

步骤(3)中所述的产品加工设备为挤出机、注塑机、开炼机或密炼机。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的低聚物多元醇，其指数均分子量为500-6000g/mol，为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或端羟基聚丁二烯多元醇中的一种或两种以上混合；其羟基官能度为1.8-2.2。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的聚酯多元醇为碳原子数2-14的小分子二元羧酸或酸酐与碳原子数2-14的小分子二元醇反应所得到的羟基封端为主的低聚物；

所述的聚醚多元醇为由环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃中的一种或两种以上混合开环所得到的羟基封端为主的低聚物、或1，3-丙二醇醚化所得到的聚1,3-丙二醇醚二醇；

所述的聚己内酯多元醇为由ε-己内酯经开环聚合得到的端羟基二元醇；

所述的聚碳酸酯多元醇为结构中含有碳酸酯基的端羟基二元醇；

所述的端羟基聚丁二烯多元醇为由羟基封端的线性聚丁二烯。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述小分子二元羧酸或酸酐为乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、对苯二甲酸或苯酐中的一种或两种以上混合；

所述小分子二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇或1,4-环己烷二甲醇中的一种或两种以上混合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的小分子扩链剂为分子量60-300g/mol、碳原子数2-20个的小分子二元醇。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述的小分子扩链剂为乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、对苯二酚二羟乙基醚HQEE或1,4-环己烷二甲醇CHDM中的一种或两种以上混合。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯H12MDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI或苯二亚甲基二异氰酸酯XDI中的一种或两种以上混合。