[发明专利]一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，按重量份数包括如下组分：聚醚多元醇20‑30重量份；端羟基封端的聚甲基苯基硅氧烷20‑30重量份；二异氰酸酯8‑13重量份；聚碳酸酯20‑25重量份；扩链剂4‑10重量份；催化剂1‑2重量份。本发明提供的有机硅改性热塑性弹性体具有较高的热稳定性、耐热性较好，可长期在100℃的使用温度下使用，同时本发明的材料的力学性能优异，吸水率低。

技术领域

本发明属于改性聚氨酯技术领域，涉及一种有机硅改性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)，是由大分子二元醇、二异氰酸酯和扩链剂聚合而成的弹性高分子材料。其为嵌段共聚物，由软相及硬相嵌段构成，前者由聚醚或聚酯多元醇组成，其T_g远低于室温，常温下为橡胶态；而硬相由异氰酸酯和小分子二醇或二胺构成，其T_g远高于室温，常温下为塑料态。软相和硬相由于热力学原因会自发分离并产生微观相分离；氨基甲酸酯基作为连接软硬段的交联点，将软硬段结合起来。通常软段形成连续基相，为聚氨酯提供弹性，硬段则作为填料或者形成氢键连接，起补强作用，用来改善聚氨酯的机械性能、耐溶剂性、热性能等。

TPU的分子内和分子间可以形成氢键而产生物理交联点，因而在变形时，高分子链之间也不会发生滑动，呈现弹性，而当加热时，交联点熔融后高分子链活动，便发生流动。TPU独特的结构特点使其兼具有塑料的加工工艺性能和橡胶的物理机械性能。TPU具有硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、低温柔韧性好等优良性能；而且通过调整原料及其配比可以大幅度的改变产品性能及用途。但是由于其耐温性、耐水性以及热稳定性较差，在一些领域得不到较好地应用。

CN105399917A公开了一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，弹性体由以下各组份组成，各组份的重量份为：大分子二元醇20-60份，端羟烷基封端聚二甲基硅氧烷2-10份，二异氰酸酯10-20份，小分子扩链剂2-8份，催化剂0.1-0.5份，抗氧化剂0.1-0.5份，紫外线吸收剂0.1-0.5份，该专利在一定程度上提高了聚氨酯弹性体的热稳定性，但是其热降解温度仍然低于300℃，不利于应用。CN106832184A公开了一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备方法，弹性体的原料包括如下组分：大分子多元醇25-80份；有机硅油或液态硅橡胶0-60份；二异氰酸酯10-50份；扩链剂小分子二元醇3-20份；助剂0.1-3份；所述大分子多元醇为分子量介于1000-4000g/mol的无硅多元醇以及被有机硅通过共聚或接枝改性的多元醇；所述小分子二元醇小分子二元醇是指10个碳以下的小分子二元醇，该专利最后得到的热塑性有机硅聚氨酯弹性体机械性能较好，但是其耐热性以及热稳定性没有较大改进。

因此，需要提供一种新的改性聚氨酯材料，期望其具有较好的耐热性、较高的热降解温度以及耐水性好，以满足应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。本发明提供的有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体耐温性好，长期使用温度可达100℃以上，并且吸水率低，热稳定性高，其热分解温度在300℃以上。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体，按重量份数包括如下组分：

在本发明中，利用端羟基封端的聚甲基苯基硅氧烷对聚氨酯弹性体进行改性，聚甲基苯基硅氧烷耐热性较好，热分解温度较高，可以改善聚氨酯弹性体的耐热性以及热稳定性，同时引入了聚碳酸酯，聚碳酸酯吸水率低且长期使用温度可达100℃以上，因此，在聚氨酯弹性体中加入聚碳酸酯可以进一步增加最后得到的有机硅改性热塑性聚氨酯弹性体耐热性以及热稳定性，同时降低了材料的吸水率。