[发明专利]一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。该热塑性聚氨酯弹性体，按重量份数计，包括以下原料组分：聚醚多元醇50‑80份、聚酯多元醇20‑50份、异氰酸酯77‑92份、扩链剂17‑28份、催化剂0.1‑0.12份，所述聚醚多元醇为聚乙二醇和/或聚丙二醇。本发明提供的热塑性聚氨酯弹性体，采用聚乙二醇和/或聚丙二醇为主原料，促进了聚乙二醇和/或聚丙二醇在TPU材料领域的应用，有效降低了聚醚型TPU材料的生产成本和加工难度，利用聚酯多元醇进行嵌段结构的改善，提高了热塑性聚氨酯弹性体的力学性能，最终获得具有优异的力学性能的TPU材料。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种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)是一类(AB)_n型线型嵌段共聚物，是由异氰酸酯、聚醚/聚酯大分子多元醇、扩链剂为主要成分构成的嵌段共聚体，其中异氰酸酯为固化剂，聚醚/聚酯大分子多元醇构成软段主链结构，以小分子多元醇(或胺)作为扩链剂构成硬段结构，硬段和软段交替排列，形成重复结构单元，分子链间无交联或者有少量交联。热塑性聚氨酯弹性体是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的弹性体，具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好，已成为重要的热塑性弹性体材料之一，目前热塑性聚氨酯弹性体的用途几乎延伸到各个行业，现已被广泛应用于鞋材、服装、管材、薄膜和片材、线缆、汽车、建筑、医药卫生、国防及运动休闲等众多领域。

热塑性聚氨酯弹性体有聚酯型和聚醚型两类，相比于聚酯型TPU，聚醚型TPU具有耐水解、高回弹、低温性能好等优点，但是其机械性能较差，虽然使用特殊聚醚多元醇，如聚四氢呋喃(PTMEG)聚醚或改性后具有高强度的聚醚所制备的TPU材料可以满足相关的力学性能要求，但是上述特殊聚醚多元醇的合成工艺复杂、成本过高，不利于大规模的生产和推广。聚乙二醇、聚丙二醇等中低平均分子量的聚醚多元醇具有成本低、易加工生产的优势，但是以聚乙二醇、聚丙二醇构成软段主链结构合成的热塑性聚氨酯弹性体结晶性差，加工性能低，无法满足相关力学性能要求，严重限制了聚乙二醇和聚丙二醇在TPU材料领域的应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服以聚乙二醇、聚丙二醇构成软段主链结构合成的热塑性聚氨酯弹性体力学性能差的缺陷，从而提供一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体，按重量份数计，包括以下原料组分：

聚醚多元醇 50-80份，

聚酯多元醇 20-50份，

异氰酸酯 77-92份，

扩链剂 17-28份，

催化剂 0.1-0.12份，

所述聚醚多元醇为聚乙二醇和/或聚丙二醇。

进一步地，所述聚醚多元醇与所述聚酯多元醇的质量比为(2-4):1，优选地，所述聚醚多元醇与所述聚酯多元醇的质量比为2:1。

进一步地，所述的热塑性聚氨酯弹性体，还包括，有机成核剂0.40-0.50份。

进一步地，所述有机成核剂为山梨醇类成核剂和/或羧酸金属盐类成核剂。

进一步地，所述聚酯多元醇的平均分子量为700-3000。

进一步地，所述聚酯多元醇官能度为2，羟值为35-160mgKOH/g，粘度为500-100000mPa/s，优选地，羟值为50-120mgKOH/g，粘度1000-50000mPa/s。

进一步地，所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己内酯、聚碳酸酯中的至少一种。

进一步地，所述聚醚多元醇的平均分子量为600-2000。