[发明专利]一种对于PCTG有较强包覆能力的TPU合金材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料领域，提供了一种对于PCTG有较强包覆能力的TPU合金材料及其制备方法，包括：热塑性聚氨酯弹性体、相容剂、工程塑胶；作为基材的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)赋予材料耐磨性好、强度高，手感柔软以及爽滑的特点；使用上述方案配方以及硬度范围与环球软化点范围的相容剂，配方中含有的的对苯二甲酸与CHDM链段可提高TPU与工程塑胶，尤其是PCTG、PETG的相容性；可延长TPU合金材料的表干时间，使其粘性可以长时间得到保持，使TPU合金在二次注塑时依然保持黏性，产生类似于热熔胶的作用，并进一步在界面形成氢键；同时TPU合金材料在溶解度参数与极性上更进一步与PCTG接近，对包胶效果进一步提升。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种PCTG有较强包覆能力的TPU合金材料，具体涉及一种TPU合金材料及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

PCTG(聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯)，PCTG是一种非结晶性共聚酯。在其生产过程中，由于一定数量的乙二醇被1，4-cyclohexane dimethanol(CHDM)所取代，可预防结晶化，进而改善加工制造和透明度。其制品高度透明，抗冲击性能优异，特别适宜成型厚壁透明制品，其加工成型性能极佳，能够按照设计者的意图进行任意形状的设计，可能采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法，可以广泛用于板材、片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等市场，同时其二次加工性能优良，可以进行常规机加工修饰。

PCTG与PC或压克力相比，其成型周期短，温度低，成品率更高。其具有优秀的耐化学性能，PCTG可以耐受多种化学品以及常用的清洁剂。PCTG为环保材料，符合食品接触管理要求，可应用于食品，医药，化妆品等领域，PC材料含有双酚A，随着人们对双酚A(BPA)认识的不断深入，发现其并非完全合乎安全可靠的要求,发达国家对对含有双酚A的材料也做出了相应的限制应用。在需要采用高透明、高韧性和冲剂强度材料应用领域，PCTG成为食品包装、婴儿用品、医疗行业内以及3C电子中的PC材料的绝佳替代品。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由柔性连段和刚性硬链段组成的聚合物，其低温下具有橡胶弹性，升高温度又可以塑化，TPU具有优异的力学性能，具有高强度。高耐磨，高屈挠性的优良力学性能，又具有耐油、耐溶剂，耐化学品的性能，除此之外在还具有优良的耐臭氧、对皮肤接触刺激性基本没有，抗过敏性良好；应用在3C电子领域的基材或者外壳中，具有良好的手感和弹性，又对电子设备如手机，音响、手表、VR，婴儿用品等起到良好的碰撞缓冲起到保护作用。

TPU一般是与工程塑料结合包胶使用，TPU起到缓冲作用；常用的硬胶有PC、ABS等；一般认为TPU与硬胶的结合力的大小与两者的溶解度参数以及酯基密度有关，以及加工温度越接近，界面的形成互融越好，达到结合的目的。

例如PC的溶解度参数分别为20.3(J/cm ³)_1/2,聚氨酯的溶解度参数为20.4(J/cm³)_1/2左右，两者的酯基密度相当，这就为两者的结合提供了可能。PCTG的溶解度参数为22(J/cm ³)_1/2，与一般的聚氨酯溶解度参数有一定的差距，需要特殊设计聚氨酯；且TPU的加工温度一般为170-230度，而PCTG的加工温度为260-280度。由于TPU与PCTG的熔点与极性的差异，TPU无法对PCTG形成良好包覆。

一个其中的解决方案为设计TPU中软硬段，不同种类多元醇、扩链剂以及异氰酸酯，这几种原料对聚氨酯的溶解度参数和酯基密度具有一定的影响，但此类TPU具有较多的局限性，如多元醇采用长碳链的二元酸(6个碳以上)和小分子二元醇(6个碳及以上)聚合，第一此类产品成本较高，第二合成多元醇非常容易产生环酯，常温下短时间内(1个月-3个月)从TPU制品表面迁移出，形成“喷霜”，影响最终产品的外观以及食品接触类迁移测试。