[发明专利]一种抗冲击防护热塑性聚氨酯材料及其制备方法

说明书

本发明提供过了一种抗冲击防护热塑性聚氨酯材料及其制备方法。本发明制备含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯TPU，其中，聚硼硅氧烷链段含有的B:O弱键可以耗能；同时，本发明采用两种不同硬度的材料TPU1和TPU2搭配，并控制两种材料的邵氏硬度为一定范围，将这两种TPU材料搭配，通过后续共混注塑或微层共挤出，使不同热塑性聚氨酯之间形成宏观相分离面，在受到冲击时，两种聚氨酯之间的界面相互摩擦，提供额外的能量损耗，即本发明采用B:O动态配位键和增大相界面摩擦两种耗能策略，从而在冲击时可以有效降低冲击力，起到防护作用，达到更好的抗冲击防护效果。

技术领域

本发明涉及有机材料领域，特别涉及一种抗冲击防护热塑性聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

在抗冲击防护领域，热塑性聚氨酯由于其独特的手感、透明的成色且易于加工，已经用于手机壳的制作。如今有很多知名手机配件商采用热塑性聚氨酯为原料制作手机壳，例如，苹果公司生产的Tech21 Evo Art Botanical保护壳，使用该手机壳的手机能够承受多次从最高3米处掉落的冲击；X·ONE公司选用热塑性聚氨酯材料，同时在手机壳的四个边角引入吸能的防撞气囊设计，这对手机起到了更好的抗冲击防摔的作用。

作为手机外壳的热塑性聚氨酯的消能冲击能量的比例为85％左右，这对于小质量的手机保护是满足要求的。但是，对于更重的电子产品等的防护，由于质量越大，落地冲击能量越大，就需要具有更高冲击能量损耗比的材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗冲击防护热塑性聚氨酯材料及其制备方法。本发明提供的抗冲击防护热塑性聚氨酯材料不仅具有合适的硬度、满足手感要求，而且具有较高的能量耗散比，在受到冲击时可以耗散更多的冲击能量。

本发明提供了一种抗冲击防护热塑性聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将末端含羟基的聚硼硅氧烷、聚醚多元醇、异氰酸酯和扩链剂混合反应，得到含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯1；

b)将末端含羟基的聚硼硅氧烷、聚醚多元醇、异氰酸酯和扩链剂混合反应，得到含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯2；

c)对所述含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯1粉碎、造粒，得到母粒1；

对所述含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯2粉碎、造粒，得到母粒2；

d)将所述母粒1和母粒2进行共混注塑或微层共挤出，得到抗冲击防护热塑性聚氨酯材料；

其中：

所述含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯1的邵氏硬度为65～90A；

所述含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯2的邵氏硬度为35～65A；

所述含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯1的邵氏硬度＞所述含聚硼硅氧烷链段的热塑性聚氨酯2的邵氏硬度；

所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。

优选的，所述含聚硼硅氧烷的热塑性聚氨酯1的邵氏硬度为75～85A；

所述含聚硼硅氧烷的热塑性聚氨酯2的邵氏硬度为55～63A。

优选的，所述步骤a)中，所述聚醚多元醇的分子量为250～1500g/mol；

所述步骤b)中，所述聚醚多元醇的分子量为2500～6000g/mol；

所述步骤d)中，所述母粒1和母粒2的质量比为1∶(1～3)。

优选的，所述步骤a)中，所述末端含羟基的聚硼硅氧烷的松弛时间为0.5～3s，分子量为16000～800000g/mol；