[发明专利]低析出长效耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低析出长效耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述的聚氨酯弹性体，是采用如下质量百分比的原料制备的：异氰酸酯18～44％，聚合物多元醇40～77％，小分子二醇4～15％，反应型紫外吸收剂0.1～3％，催化剂的质量用量为上述原料总质量的0.001～0.05％。本发明通过在TPU分子链上引入双官能度的反应型的紫外吸收剂，不仅可保证TPU产品长时间具备优异的耐黄变性能，而且有效避免常规紫外吸收剂在产品使用过程中出现迁移现象。此外，同时双官能度的反应型的紫外吸收剂不影响TPU分子链的进一步增长，可有效调控TPU的分子量，确保了成品优良的综合性能和广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，具体涉及一种以反应型双官能度抗紫外吸收剂为主要功能型助剂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(Thermoplastics polyurethane，TPU)大部分是以芳香族多异氰酸酯作为硬段结构，在日光或强的荧光照射下极易发生材料黄变，力学性能下降等老化现象。对于以脂肪族异氰酸酯为原料的TPU，虽然其分子结构中不含有芳香环，材料的耐黄变性能可以得到明显改善，但由于脂肪族异氰酸酯价格远远高于芳香族异氰酸酯，因此开发具有长效耐黄变特性的芳香族或芳脂族TPU依然具有十分重要的意义。

目前市面上用于改善TPU产品的耐黄变性能的方法主要是通过添加紫外吸收剂等助剂。市面上常见的紫外吸收剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等。这些紫外吸收剂的作用原理基本一致：通过选择性的吸收一定波长范围的紫外光，并转化成热量或无害的低辐射形式能量，从而避免TPU产品本身吸收较多紫外光而出现黄变或老化现象。但是目前市售的紫外吸收剂基本是非反应型助剂，与现有TPU材料体系或多或少存在相容性差的问题，导致最终产品在使用过程中紫外吸收剂会逐渐迁移至产品表面，影响产品外观及综合性能。

随着TPU材料应用领域的扩展，目前广泛地被应用于汽车、航空、体育等各种户外领域，对材料的耐黄变、耐老化等性能的要求日益提高。因此，反应型紫外吸剂的开发以及在聚合物方面的应用研究开始逐渐增多，专利CN201710478509.0报道了一种在氯苯并三唑的苯环结构上接枝了环氧丙氧基的反应型紫外吸剂，反应型紫外吸剂拥有的环氧基官能团可以与含有胺基、羟基、巯基等涂料进行反应，通过环氧基的化学反应可以将UV剂有效结构以化学键合的方式引入聚合物体系，可以明显改善UV剂析出和迁移问题。但是由于聚氨酯体系是2+2缩合反应机制，单官能度的反应型UV剂加入聚氨酯体系会变成链终止剂，影响聚合物分子链的进一步增长，最终影响产品的总体性能和应用。专利CN201510875251.9公开了另一种反应型紫外吸收剂，在2,4-二羟基二苯甲酮结构上含有双烯键，可以同时作为交联剂以及反应型紫外吸收剂，不过由于异氰酸酯和烯类官能团不能直接反应因此双烯类反应型UV剂在聚氨酯体系的应用不能体现出反应型特性，较传统UV剂无明显优势。因此，既可以通过化学键合方式引入聚氨酯反应体系，又不影响聚氨酯分子链缩合反应的多官能度反应型UV剂对于改善TPU产品的析出和迁移问题十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种低析出长效耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。

所述的聚氨酯弹性体，是采用如下质量百分比的原料制备的：

催化剂的质量用量为上述原料总质量的0.001～0.05％；

所述的异氰酸酯为以下的一种或几种的混合物：

二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，对苯二异氰酸酯(PPDI)，二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯(H6XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三甲基己二异氰酸酯(TMHDI)；