[发明专利]一种耐污聚合物、包含其的耐脏污TPU复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种耐污聚合物、包含其的耐脏污TPU复合材料及其制备方法和应用，所述耐污聚合物含有‑M‑O‑Si‑结构，其中，M为金属元素；所述耐污聚合物不仅具有优异的抗脏污性，同时还与基体树脂具有良好的相容性，进而可以用于提高TPU树脂的耐脏污性，使得到耐脏污TPU复合材料具有优异的耐脏污性，特别是具有优异的耐化妆品和耐Mark笔脏污性，可用于智能穿戴领域。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种耐污聚合物、包含其的耐脏污TPU复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种可以熔融加工的热塑性聚氨酯弹性体，其在很宽的硬度范围内能保持较高的弹性，因此具有良好的机械强度和优异的耐磨性能；此外，TPU还具有优良的在耐油性、耐老化性和耐低温性，进而被广泛应用在只能穿戴领域中。但是，由于TPU分子间的极性大，进而导致其制成的产品的耐脏污性很差。

目前，常用的提升其耐脏污性的方法是采用含氟聚合物对TPU进行改性，来降低其表面张力。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的不含硅多元醇以及被有机硅通过共聚或接枝改性的多元醇；所述扩链剂小分子二元醇是指10个碳以下的小分子二元醇。但是，有机硅油以及液态硅橡胶与TPU的相容性差，进而会导致制成的产品表面容易脱层，影响使用。

CN108641057A公开了一种硅橡胶聚氨酯热塑性弹性体及其制备方法，所述硅橡胶聚氨酯热塑性弹性体按重量份数计包括下述组分：多元醇50～80份，双组份液态有机硅胶10～30份、二异氰酸酯15～40份、扩链剂3～10份和助剂0.1～2份；但是该发明提供的硅橡胶聚氨酯热塑性弹性体中添加的双组分液态硅胶的加入量很高，同样导致其与基体的相容性差，进而导致制品的稳定性差。

同时，利用含氟聚合物对TPU进行改性，含氟聚合物的引入虽然会降低TPU的表面张力，但是得到的复合材料的耐Mark笔、化妆品脏污性能其实并未得到改善。

因此，开发一种与TPU树脂基体相容性好，且具有优异耐Mark笔、化妆品脏污性能的耐污聚合物，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐污聚合物、包含其的耐脏污TPU复合材料及其制备方法和应用，所述耐污聚合物含有-M-O-Si-结构，不仅具有与树脂基体相容性好的特点，且具有优异耐Mark笔、化妆品脏污性能，进而可以与TPU搭配得到具有优异耐脏污性的耐脏污TPU复合材料，可用于智能穿戴领域。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种耐污聚合物，所述耐污聚合物含有-M-O-Si-结构，其中，M为金属元素。

本发明提供的耐污聚合物有-M-O-Si-结构，其不仅具有与TPU树脂基体相容性好的特点，且具有优异的耐脏污特性，特别是具有优异的耐Mark笔、化妆品脏污性能，进而可以与TPU树脂共同制备得到具有优异的耐Mark笔、化妆品脏污性能的TPU复合材料。

优选地，所述M选自Zr、Ti或Ge中的任意一种。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述耐污聚合物的制备方法，所述制备方法包括：将金属的四乙氧基化合物和硅烷偶联剂进行反应，得到所述耐污聚合物。

优选地，所述硅烷偶联剂包括含有氨基和/或环氧基的硅烷偶联剂。

优选地，所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂KH550和/或硅烷偶联剂KH560。