CN102796364A - 一种sbs共混改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其组成为：聚酯多元醇25%~75%；4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯10~50%；1，4-丁二醇5~20%；受阻酚抗氧剂0.05~0.2%；酰胺润滑剂0.05~0.2%；紫外吸收剂0.05~0.2%；碳化二亚胺耐水解剂0.05~0.2%；SBS 0.5~5%；催化剂0.01~0.1%。其步骤如下：根据工艺配方将计量准确的聚酯多元醇、4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯、1，4-丁二醇三种原料初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS、催化剂和其它助剂按照比例混合均匀后加入挤出机反应制备得到改性的热塑性聚氨酯弹性体。本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体通过共混改性采用连续化生产工艺获得了良好的加工性能和较高的柔顺性。

Description

一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，尤其涉及通过SBS共混改性的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）兼具橡胶的柔性和塑料的刚性，具有良好的机械强度、高硬度、耐油、耐腐蚀等优异性能，近年来，在军事、运输、纺织、体育、包装材料等很多领域得到了广泛的应用。
TPU的缺点是本体硬度高，柔顺性差，而用于与人体接触的材料一般需要低硬度和良好柔顺性，兼具柔顺性和较好加工性能的新型热塑性聚氨酯弹性体市场需求很大，热塑性丁苯橡胶SBS是一种良好的韧性改性剂，线性SBS易于加工成型，利用SBS的这种特定性能来弥补TPU的缺陷，通过共混改性开发出能在特殊环境下使用的高性能的热塑性聚氨酯弹性体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种加工性能良好，具有较高柔顺性的SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，按质量百分比，其组成为：
Figure BDA00002051247200021
所述聚酯多元醇的数均分子量为1000~3000；
所述SBS为线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其数均分子量为80000~120000；
所述催化剂为钛酸酯和/或有机锡催化剂。
所述受阻酚抗氧剂选自下述物质中的一种或几种：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-（3，5–二叔丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。
所述酰胺润滑剂选自下述物质中的一种或几种：硬脂酸酰胺、己烯基双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺。
所述紫外吸收剂为2-（2＇-羟基-5＇-甲基苯基）苯并三氮唑和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
所述碳化二亚胺耐水解剂选自下述物质中的一种或几种：二（2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（1-（1-甲基-1-苯基乙基）-2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-苯氧基-2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-叔丁基-2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、多碳化二亚胺、聚碳化二亚胺。
所述钛酸酯和/或有机锡催化剂选用下述物质中的一种或几种：钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡。
本发明所要解决的第二个问题是：提供一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
为解决第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其制备步骤为：按照上述SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的质量百分比，将聚酯多元醇、4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯和扩链剂进行预热，温度分别达到80~100℃、40~60℃、60~90℃，然后将预热后的三种原料初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，再将SBS、催化剂、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀后加入挤出机，经水下切粒机造粒，真空后熟化，并除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体。
所述进入双螺杆挤出机中进行反应时，挤出机温度为90~180℃，螺杆转速200~250rpm。
所述真空后熟化，温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa，熟化时间6~10h。
所述除湿干燥，温度为90~120℃。
所述制备过程为连续化生产。
本发明技术效果：本发明技术方案公开的SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，易于加工，具有较高的柔顺性，可作为与人体直接接触的材料，如松紧带、肩带等的制备。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明技术方案进行进一步描述：
实施例1
SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计：
制备工艺：将聚酯多元醇在80~100℃热水浴中熔融后投入储罐A，4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯在40~60℃热水浴熔融后投入储罐B，1，4-丁二醇在60~90℃热水浴熔融后投入储罐C，根据配方表将SBS和辛酸亚锡投入储罐A和多元醇搅拌均匀备用，设定挤出机温度90~180℃，螺杆转速200~250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料，在浇注口进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa的干燥机后熟化6~10h，收集生产出的TPU在90~120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。
实施例2
SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计：
Figure BDA00002051247200041
制备工艺：将聚酯多元醇在80~100℃热水浴中熔融后投入储罐A，4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯在40~60℃热水浴熔融后投入储罐B，1，4-丁二醇在60~90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度90~180℃，螺杆转速200~250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注口，同时加入SBS和辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa的干燥机后熟化6~10h，收集生产出的TPU在90~120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。
实施例3
SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计：
Figure BDA00002051247200051
制备工艺：将聚酯多元醇在80~100℃热水浴中熔融后投入储罐A，4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯在40~60℃热水浴熔融后投入储罐B，1，4-丁二醇在60~90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度90~180℃，螺杆转速200~250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注口，同时加入辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa的干燥机后熟化6~10h，收集生产出的TPU在90~120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。
实施例4
SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计：
Figure BDA00002051247200052
Figure BDA00002051247200061
制备工艺：将聚酯多元醇在80~100℃热水浴中熔融后投入储罐A，4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯在40~60℃热水浴熔融后投入储罐B，1，4-丁二醇在60~90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度90~180℃，螺杆转速200~250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注口，同时加入辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa的干燥机后熟化6~10h，收集生产出的TPU在90~120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。
实施例5
SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体配比，按照质量百分比计：
Figure BDA00002051247200062
Figure BDA00002051247200071
制备工艺：将聚酯多元醇在80~100℃热水浴中熔融后投入储罐A，4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯在40~60℃热水浴熔融后投入储罐B，1，4-丁二醇在60~90℃热水浴熔融后投入储罐C备用，设定挤出机温度90~180℃，螺杆转速200~250rpm，开启循化切粒水，准备就绪后，按照工艺配方，经过计量泵准确计量的三种原料进入浇注口，同时加入辛酸亚锡进行初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，SBS和其他助剂由喂料机加入双螺杆，再经过水下切粒机造粒后，在温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa的干燥机后熟化6~10h，收集生产出的TPU在90~120℃的除湿干燥塔中干燥至水分小于300ppm，进行包装作业。
实施例1~5所得产品的物性检测数据表：
Figure BDA00002051247200072
本发明所提供的SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体与普通热塑性聚氨酯弹性体相比物性良好，透明度大于3mm，耐水解变化率小于±30%，加工温度在150~180℃之间，挤出稳定，具有良好的柔韧性，适合松紧带、肩带等与人体直接接触的产品。

Claims (10)

1.一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，按质量百分比，其组成为：
Figure FDA00002051247100011
所述聚酯多元醇的数均分子量为1000~3000；
所述SBS为线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其数均分子量为80000~120000；
所述催化剂为钛酸酯和/或有机锡催化剂。
2.如权利要求1所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述受阻酚抗氧剂选自下述物质中的一种或几种：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-（3，5–二叔丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。
3.如权利要求1所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述酰胺润滑剂选自下述物质中的一种或几种：硬脂酸酰胺、己烯基双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺。
4.如权利要求1所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述紫外吸收剂为2-（2＇-羟基-5＇-甲基苯基）苯并三氮唑和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
5.如权利要求1所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述碳化二亚胺耐水解剂选自下述物质中的一种或几种：二（2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（1-（1-甲基-1-苯基乙基）-2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-苯氧基-2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、二（4-叔丁基-2，6-二异丙基苯基）碳化二亚胺、多碳化二亚胺、聚碳化二亚胺。
6.如权利要求1所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述钛酸酯和/或有机锡催化剂选用下述物质中的一种或几种：钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡。
7.权利要求1所述一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：按照权利要求1所述SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体质量百分比，将聚酯多元醇、4，4＇-二苯基甲烷-二异氰酸酯和1，4-丁二醇进行预热，温度分别达到80~100℃、40~60℃、60~90℃，然后将预热后的三种原料初步混合，进入双螺杆挤出机挤出反应，再将SBS、催化剂、抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀后加入挤出机，经水下切粒机造粒，真空后熟化，并除湿干燥至水分小于300ppm，制备得到SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体。
8.如权利要求7所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述进入双螺杆挤出机中进行反应时，挤出机温度为90~180℃，螺杆转速200~250rpm。
9.如权利要求7所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述真空后熟化，温度为90~120℃，压力为-0.09MPa~-0.1MPa，熟化时间6~10h。
10.如权利要求7所述的一种SBS共混改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述除湿干燥，温度为90~120℃。
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