CN101857720A - 一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物及其制备方法，该组合物包括以下组分及重量份含量：热塑性聚氨酯60-95、热塑性聚酯5-40，将上述原料在混合机中混合均匀后，利用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180-220℃，机头温度为170-200℃，挤出造粒得到产品。与现有技术相比，本发明具有高耐热性、高耐磨性及耐化学品性，并且有效弥补了热塑性聚氨酯弹性体冷却速度慢的缺点。

Description

一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯组合物及其制备方法，尤其是涉及一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是由玻璃化温度低于室温的柔性链段(亦称软链段或软段)和玻璃化温度高于室温的刚性链段(亦称硬链段或硬段)嵌段而成。它既具有橡胶的弹性又具有热塑性塑料的刚性和加工性能，具有高强度和高弹性，优异的耐磨性，耐低温性能，在很多领域得到应用。比如：弹性管材，薄膜，机械零件等。但是热塑性聚氨酯的耐热性不足，一般使用温度不能超过80℃，否则它的力学性能会随着温度的升高而大幅下降。此外熔融的聚氨酯弹性体的冷却速度慢，注塑成型时易粘膜，成型周期长。这些缺点使其应用受到一定的限制。中国专利CN200710120611.X报道了以长链碳尼龙来改善热塑性聚氨酯弹性体的耐热性。中国专利CN 1189509A通过添加异氰脲酸酯环提高聚氨酯弹性体的耐热性。到目前为止，尚未见到以热塑性聚酯为分散相对热塑性聚氨酯弹性体进行改性的相关专利。本发明提供了一种简单的方法，通过共混法，采用一定量的热塑性聚酯对热塑性聚氨酯的弹性体进行改性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种综合性能优异、易于成型加工的高强耐热的热塑性聚氨酯组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
热塑性聚氨酯            60-95；
热塑性聚酯              5-40。
所述的热塑性聚氨酯选自聚酯型热塑性聚氨酯弹性体或聚醚型热塑性聚氨酯弹性体，热塑性聚氨酯加入量优选70-90重量份。
所述的热塑性聚氨酯加入量更优选85-90重量份。
所述的聚酯型热塑性聚氨酯弹性体包括市售的Elastollan或Desmopan聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，该热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为70A-70D。
所述的聚醚型热塑性聚氨酯弹性体包括市售的Texin或Estane聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。
所述的热塑性聚酯为对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，热塑性聚酯加入量优选10-30重量份。
所述的热塑性聚酯加入量更优选10-15重量份。
一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
热塑性聚氨酯          60-95，
热塑性聚酯            5-40；
(2)将上述原料在混合机中混合均匀后，利用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180-220℃，机头温度为170-200℃，挤出造粒得到产品。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)对苯二甲酸丁二醇酯具有优异的物理性能，如高耐热性、低摩擦系数，耐化学品，因此将其与聚氨酯弹性体共混可以显著提高后者的耐热性，同时赋予了组合物的高耐磨性和耐化学品性；
(2)对苯二甲酸丁二醇酯与热塑性聚氨酯的分子结构相似，具有良好的相容性，两者之间可形成良好的界面粘结，从而保证了共混物的优异的性能；
(3)对苯二甲酸丁二醇酯的熔体低温下可迅速结晶，冷却速度快，有效弥补了热塑性聚氨酯弹性体冷却速度慢的缺点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1-4
一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)准备原料，按照表1所述的组分及含量准备原料，其中热塑性聚氨酯弹性体为市售的Elastollan聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，邵氏硬度为70A，或市售的Texin聚醚型热塑性聚氨酯弹性体；
(2)将上述原料在混合机中混合均匀后，利用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180℃、190℃、200℃、220℃，螺杆挤出机机头温度为180℃，挤出造粒得到具有高强耐热的热塑性聚氨酯组合物。
表1
  组成成分(重量份)  实施例1  实施例2  实施例3  实施例4
  聚酯型热塑性聚氨酯弹性体 90 70 / /
  聚醚型热塑性聚氨酯弹性体 / / 90 70
  对苯二甲酸丁二醇酯 10 30 10 30
对实施例1-实施例4制得的产品性能进行测试，包括拉伸强度、100％定伸及维卡软化温度，测试得到的结果如表2所示。
表2
  测试项目  实施例1   实施例2  实施例3   实施例4
  拉伸强度/MPa  40   55  38   50
  100％定伸/MPa  16   32  15   30
  维卡软化温度/℃  95   105  91   100
实施例5
一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：60kg热塑性聚氨酯、40kg热塑性聚酯；其中热塑性聚氨酯为市售的Desmopan聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，邵氏硬度为70D，热塑性聚酯为对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；
(2)将上述原料在混合机中混合均匀后，利用用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180℃、190℃、200℃、220℃，机头温度为170℃，挤出造粒得到产品。
实施例6
一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：95kg热塑性聚氨酯、5kg热塑性聚酯；其中热塑性聚氨酯为市售的Estane聚醚型热塑性聚氨酯弹性体，热塑性聚酯为对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；
(2)将上述原料在混合机中混合均匀后，利用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180℃、190℃、200℃、220℃，机头温度为200℃，挤出造粒得到产品。
实施例7
一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：85kg热塑性聚氨酯、15kg热塑性聚酯；其中热塑性聚氨酯为市售的Estane聚醚型热塑性聚氨酯弹性体，热塑性聚酯为对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；
(2)将上述原料在混合机中混合均匀后，利用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180℃、190℃、200℃、220℃，机头温度为190℃，挤出造粒得到产品。

Claims (8)

1.一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
热塑性聚氨酯            60-95；
热塑性聚酯              5-40。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯选自聚酯型热塑性聚氨酯弹性体或聚醚型热塑性聚氨酯弹性体，热塑性聚氨酯加入量优选70-90重量份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯加入量更优选85-90重量份。
4.根据权利要求2所述的一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，所述的聚酯型热塑性聚氨酯弹性体包括市售的Elastollan或Desmopan聚酯型热塑性聚氨酯弹性体，该热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度为70A-70D。
5.根据权利要求2所述的一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，所述的聚醚型热塑性聚氨酯弹性体包括市售的Texin或Estane聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。
6.根据权利要求1所述的一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，所述的热塑性聚酯为对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，热塑性聚酯加入量优选10-30重量份。
7.根据权利要求1或6所述的一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物，其特征在于，所述的热塑性聚酯加入量更优选10-15重量份。
8.一种高强耐热的热塑性聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
热塑性聚氨酯        60-95，
热塑性聚酯          5-40；
(2)将上述原料在混合机中混合均匀后，利用双螺杆挤出机造粒，控制挤出机各段的温度为180-220℃，机头温度为170-200℃，挤出造粒得到产品。
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