[发明专利]一种聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物领域，具体涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法。所述聚氨酯弹性体的制备方法包括以下步骤：(1)将二异氰酸酯与硅烷偶联剂混合并进行缩合反应，所述硅烷偶联剂具有两个氨基，所述二异氰酸酯与硅烷偶联剂的摩尔比为(5～10):1，得到缩合反应产物；(2)将所述缩合反应产物与多元醇和扩链剂进行缩聚反应，得到含有聚氨酯弹性体的产物。采用本发明提供的方法制得的聚氨酯弹性体具有高粘结性能。

技术领域

本发明属于聚合物领域，具体涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯TPU弹性体可以通过挤出、注塑、压延、流延、吹塑等生产工艺加工出不同结构及形状的产品。然而，传统的TPU弹性体所加工出的产品不易粘结，并且如果将TPU材料与其他材料相互粘结，需要用有机处理剂对TPU材料的表面进行预处理，这些有机处理剂对TPU材料具有腐蚀作用。此外，这些有机处理剂中含有大量的溶剂，在使用过程中，容易挥发至大气中，造成环境污染。再则，有些无法用处理剂处理的TPU异型材，则无法与其他材料粘结牢固，从而限制了TPU异型材的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的TPU弹性体不易粘结的问题，而提供一种具有高粘结性能的TPU弹性体及其制备方法。

具体地，本发明提供了一种聚氨酯弹性体的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将二异氰酸酯与硅烷偶联剂混合并进行缩合反应，所述硅烷偶联剂具有两个氨基，所述二异氰酸酯与硅烷偶联剂的摩尔比为(5～10):1，得到缩合反应产物；

(2)将所述缩合反应产物与多元醇和扩链剂进行缩聚反应，得到含有聚氨酯弹性体的产物。

优选地，所述硅烷偶联剂具有一个伯胺和一个仲胺。

优选地，所述硅烷偶联剂选自N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(分子式为NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃)、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷(分子式为NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃)、3-脲丙基三甲氧基硅烷(分子式为C₇H₁₈N₂O₄Si)和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(分子式为C₈H₂₂N₂O₂Si)中的至少一种，这几种硅烷偶联剂的分子式分别如式(1)～式(4)所示：

优选地，步骤(1)中，所述混合的方式为将所述硅烷偶联剂以30～150g/min的速率滴加至搅拌下的二异氰酸酯中，且在所述滴加的过程将体系温度控制在60℃以下。当所述硅烷偶联剂为具有一个伯胺和一个仲胺的硅烷偶联剂时，由于伯胺与二异氰酸酯的反应速率较快，而仲胺与二异氰酸酯的反应速率较慢，采用以上优选方式对硅烷偶联剂和二异氰酸酯进行混合，能够控制伯胺和仲胺与异氰酸根反应的速率，从而将硅烷偶联剂有效地接枝进入二异氰酸酯中，进而进入TPU分子链锻中，使得最终获得的TPU具有非常优异的粘结性能。

优选地，所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、己二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(氢化MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)中的至少一种。