CN103145946A - 一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述热塑性聚氨酯弹性体具有很高的透明性，同时拉伸强度和断裂伸长率也很高，已在部分体育用品上得到了广泛应用，例如雪地靴、高尔夫球鞋和足球鞋大底等一些高端运动鞋上得到了大量应用，并取得了很好的使用效果，同时可在许多大型透明注塑件上进行应用。本发明所述热塑性聚氨酯弹性体的成型效率很高，采用本发明所述的配方和生产工艺可大大节约企业的生产资源，降低企业的生产成本。

Description

一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体的制造领域，特别涉及一种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（简称TPU）作为聚氨酯产业中不可或缺的一部分，具有良好的耐磨、耐刮性能，同时具有拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度高等优异性能，广泛应用于汽车、机械、医用设备和安全防护等领域，但由于常规TPU的光学透明性与成型效率成反比例关系，所以在许多大型透明注塑件上的应用受到了一定的限制。因此高透明性的TPU合成工艺研发成为近几年来国内外很多生产厂家进行研究的热点课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述热塑性聚氨酯弹性体具有很高的透明性，同时拉伸强度和断裂伸长率也很高，弹性体的成型效率也很高。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种热塑性聚氨酯弹性体，其组成成分按质量份数计如下：
Figure BDA0000290636191
Figure BDA0000290636192
上述的一种热塑性聚氨酯弹性体，其中，所述的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇1为相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇。
上述的一种热塑性聚氨酯弹性体，其中，所述的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇2为相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇。
上述的一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其中，制备步骤如下：采用间歇式工艺两步法经水下造粒系统制得聚氨酯弹性体颗粒，首先将相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、1,4-丁二醇和新戊二醇加入反应釜中搅拌混合均匀，搅拌速度为50－70r/min，温度设定为90－100℃，再将4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入另一个反应釜中，设定温度为65－75℃，搅拌速度为50－70r/min，待温度稳定后，将这两个反应釜中的原料加入灌注机中进行反应，反应混合头温度设定为130－140℃，再将混合料放到装有熟化盘的传送带上，通过配有10－14段烘箱的烘道，烘箱温度设定从80℃到200℃均匀递增，将混合料加热固化成块状物料，再将块状物料取出并放入80－100℃的熟化室熟化16－24h，然后再将块状物料通过破碎机破碎成直径为2－3cm的小块物料，最后经单螺杆挤出造粒机加工成椭圆形聚氨酯弹性体颗粒。
本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体具有很高的透明性，同时拉伸强度和断裂伸长率也很高，已在部分体育用品上得到了广泛应用，例如雪地靴、高尔夫球鞋和足球鞋大底等一些高端运动鞋上得到了大量应用，并取得了很好的使用效果，同时可在许多大型透明注塑件上进行应用。本发明所述热塑性聚氨酯弹性体的成型效率很高，采用本发明所述的配方和生产工艺可大大节约企业的生产资源，降低企业的生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，制备步骤如下：首先将32份的相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、22.4份的相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、8份的1,4-丁二醇和3份的新戊二醇加入反应釜中搅拌混合均匀，搅拌速度为50r/min，温度设定为90℃，再将30份的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入另一个反应釜中，设定温度为65℃，搅拌速度为50r/min，待温度稳定后，将这两个反应釜中的原料加入灌注机中进行反应，反应混合头温度设定为130℃，再将混合料放到装有熟化盘的传送带上，通过配有10－14段烘箱的烘道，烘箱温度设定从80℃到200℃均匀递增，将混合料加热固化成块状物料，再将块状物料取出并放入80℃的熟化室熟化16h，然后再将块状物料通过破碎机破碎成直径为2cm的小块物料，最后经单螺杆挤出造粒机加工成椭圆形聚氨酯弹性体颗粒。
实施例2
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，制备步骤如下：首先将33份的相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、23份的相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、9份的1,4-丁二醇和4份的新戊二醇加入反应釜中搅拌混合均匀，搅拌速度为60r/min，温度设定为95℃，再将32份的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入另一个反应釜中，设定温度为70℃，搅拌速度为60r/min，待温度稳定后，将这两个反应釜中的原料加入灌注机中进行反应，反应混合头温度设定为135℃，再将混合料放到装有熟化盘的传送带上，通过配有10－14段烘箱的烘道，烘箱温度设定从80℃到200℃均匀递增，将混合料加热固化成块状物料，将块状物料取出并放入90℃的熟化室熟化20h，然后再将块状物料通过破碎机破碎成直径为2.5cm的小块物料，最后经单螺杆挤出造粒机加工成椭圆形聚氨酯弹性体颗粒。
实施例3
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，制备步骤如下：首先将34份的相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、24.4份的相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、10份的1,4-丁二醇和5份的新戊二醇加入反应釜中搅拌混合均匀，搅拌速度为70r/min，温度设定为100℃，再将33份的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入另一个反应釜中，设定温度为75℃，搅拌速度为70r/min，待温度稳定后，将这两个反应釜中的原料加入灌注机中进行反应，反应混合头温度设定为140℃，再将混合料放到装有熟化盘的传送带上，通过配有10－14段烘箱的烘道，烘箱温度设定从80℃到200℃均匀递增，将混合料加热固化成块状物料，将块状物料取出并放入100℃的熟化室熟化24h，然后再将块状物料通过破碎机破碎成直径为3cm的小块物料，最后经单螺杆挤出造粒机加工成椭圆形聚氨酯弹性体颗粒。
本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体的性能测试结果如下：
1、硬度测试
用硬度计LX-A测试，硬度值为95±2A。
2、力学性能测试
把聚氨酯弹性体材料注塑成哑铃形状，根据ASTM-D 412标准测试。
拉伸强度＞40MPa，断裂伸长率＞600%。
3、透明性及成型性测试
与其他品牌的热塑性聚氨酯弹性体材料作对比，测试在相同条件下，把聚氨酯弹性体颗粒注塑成厚度为8mm的薄片所需的成型时间，并通过UV-7500型可见分光光度计测试透光率。
8mm透光率 成型时间
本发明热塑性聚氨酯弹性体材料 94% 55s
普通的热塑性聚氨酯弹性体材料 84.7% 60s
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (4)

1.一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，其组成成分按质量份数计如下：
聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇1             32－34份
聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇2         22.4－24.4份
4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯                 30－33份
1,4-丁二醇                                 8－10份
新戊二醇                                    3－5份。
2.如权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇1为相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇。
3.如权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇2为相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇。
4.如权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：采用间歇式工艺两步法经水下造粒系统制得聚氨酯弹性体颗粒，首先将相对分子质量为1000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、相对分子质量为700的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、1,4-丁二醇和新戊二醇加入反应釜中搅拌混合均匀，搅拌速度为50－70r/min，温度设定为90－100℃，再将4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入另一个反应釜中，设定温度为65－75℃，搅拌速度为50－70r/min，待温度稳定后，将这两个反应釜中的原料加入灌注机中进行反应，反应混合头温度设定为130－140℃，再将混合料放到装有熟化盘的传送带上，通过配有10－14段烘箱的烘道，烘箱温度设定从80℃到200℃均匀递增，将混合料加热固化成块状物料，再将块状物料取出并放入80－100℃的熟化室熟化16－24h，然后再将块状物料通过破碎机破碎成直径为2－3cm的小块物料，最后经单螺杆挤出造粒机加工成椭圆形聚氨酯弹性体颗粒。
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