[发明专利]一种三元乙丙橡胶改性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种三元乙丙橡胶改性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法，该发泡材料组分按重量份计包括：聚氨酯弹性体100～150份；三元乙丙橡胶10～40份；增容剂2～6份；发泡剂3～30份；抗氧化剂2～6份；匀泡剂1～5份；其中，所述TPU为聚酯型TPU。其制备方法为先将聚氨酯弹性体和三元乙丙橡胶混合再加入增容剂造粒，然后加入发泡剂、匀泡剂和抗氧化剂进行熔融发泡。本发明制得的三元乙丙橡胶改性热塑性聚氨酯弹性体发泡材料性能优异，与纯TPU相比，其断裂伸长率增加10%，冲击回弹性提高40%左右，具有更高的强度、耐磨性弹性及耐低温性能，流变性能和成型加工性得到大大改善，并且本发明发泡材料制备成本较低，具有极高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种三元乙丙橡胶改性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类以低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂为主要原料制备的高聚物材料，自上世纪40年代被发明以来，其在工业、农业等领域得到非常广泛的应用，被列为世界五大材料之一。聚氨酯的分子链一般由两部分组成，即由“软段”和“硬段”构成，由于硬段和软段部分不相容，形成彼此分离又彼此联系的微相分离结构，这种独特的性能导致其与其他热塑性弹性体相比，TPU的熔融加工性能较差，在加工方面存在着明显的缺点，被认为是很难加工的弹性体，具体表现有一下几点：(1)TPU的流动性差，且受温度、压力的影响较大；(2)TPU树脂剪切热较高，塑化时剪切力大；(3)TPU熔体的强度及延伸性能低；(4)熔融的TPU树脂对加工成型设备的金属表面粘附力很强，使得很难加工成型。

为了得到既耐高温又易于加工成型，既有卓越韧性又有较高硬度，廉价易得性能良好的TPU材料，除了继续研制合成新型聚合物以外，对已知的聚合物共混改性已成为发展高性能聚合物材料的一种卓有成效的途径。与开发新型高分子聚合物相比，对已知聚合物进行改性具有周期短、费用低、易于工业化生产的特点。聚合物共混改性的主要目的和效果有以下几点：(1)综合均衡各聚合物组分的性能，取长补短，消除各单一聚合物组分性能上的弱点；(2)使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂，改性效果显著；(3)聚合物加工性能可以通过共混得以改善；(4)聚合物加工性能可以满足一些特殊的需要；(5)对某些性能卓越、单价格昂贵的工程塑料，可以通过共混，在不影响使用要求条件下降低原材料成本。

三元乙丙橡胶(EPDM)是一种弹性性能非常优良的橡胶，由乙烯、丙烯及第三弹体共聚而成，即使在很低的温度下依然能够保持很高的柔顺性，是一种与天然橡胶(聚异戊二烯)相似的近于理想的弹性体。使用EPDM与TPU共混，可以在一定程度上改善了TPU的流变特性及其成型加工性能。然而EPDM是一种非极性共聚物，其与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)等共混时，由于在分子结构、溶解度参数、极性等方面存在差异，相容性差，难以得到性能优良的改性材料。需要加入相容剂，改善两者的相容性，所制备的三元乙丙橡胶改性聚氨酯弹性体的拉伸强度、断裂伸长率及加工性能均得到极大改善，具有极其重要的科学意义和应用价值。

发明内容

针对上述存在的问题及为了实现上述目的，本发明提出一种三元乙丙橡胶改性聚氨酯弹性体发泡材料及其制备方法，首先将三元乙丙橡胶与聚氨酯弹性体共混改性，通过添加相容剂，解决现有聚氨酯弹性体强度、弹性及耐低温性能有待提高的技术问题。具体技术方案如下：

一种三元乙丙橡胶改性聚氨酯弹性体发泡材料，其组分按重量份计包括：

聚氨酯弹性体100～150份；

三元乙丙橡胶10～40份；

增容剂2～6份；

发泡剂3～30份；

抗氧化剂2～6份；

匀泡剂1～5份；

其中，所述TPU为聚酯型TPU。