CN104119496B - 密炼压延型tpu弹性体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密炼压延型TPU弹性体的制备方法，采用原料：二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸脂；将脂肪醇二羧酸脂投入长链多元醇保持槽中混合均匀，然后混合进入双螺杆挤出机反应聚合成TPU熔体后，直接进行水下挤出造粒制得密炼压延型TPU弹性体。在配方原料中长链多元醇内添加脂肪醇二羧酸脂，透过双螺杆押出机反应塑化取得密炼压延型TPU弹性体。该弹性体在密炼压延过程中，与密炼机、开炼机、压延机等金属设备有良好的离型不沾黏效果，克服TPU弹性体与金属物质之间的黏附力，同时在高速密炼与熔体塑化过程，具有不易黄变、热降解特性。

Description

密炼压延型TPU弹性体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种密炼压延型TPU弹性体的制备方法。
背景技术
TPU弹性体具有高机械性能、抗水解、抗微生物侵蚀性能，既有宽广硬度范围又有高回弹性；可透过押出、流延、吹塑、吸塑、注塑工艺进行加工得到优良制品。由于TPU弹性体高温熔融下具有黏附性，对于密炼压延工艺无法正常加工取得良好制品。故针对TPU弹性体在密炼压延加工问题，本发明透过TPU弹性体配方与制程设计，使其TPU弹性体可正常稳定用于密炼压延型加工取得制品。
中国发明专利公开号CN103289360A公开了一种压延性热塑性聚氨酯及其制备方法，但其作法是将添加剂(鲸鱼脂腊与长链脂肪酸盐)于双螺杆反应器中后段外添加于TPU熔体内。该方法存在以下缺陷：1、由于该添加剂是粉体状态，外添加方式的稳定性不足将无法均匀分散于TPU熔体内；2、在反应生成TPU熔体后才将与金属粘附性的添加剂加入，并且添加剂于双螺杆反应器塑化时间短，存在兼容性与分散性问题，用于压延加工后制品表面将出现严重助剂析出现象。
发明内容
目的：为解决现有技术的不足，解决现有压延工艺使用TPU弹性体出现黏轮、黄变、热裂解、助剂析出的技术问题，针对TPU弹性体在密炼压延过程中因黏附问题无法正常加工与现有压延性热塑性聚氨酯及其制备方法出现添加稳定性与兼容性不足现象，本发明提供一种密炼压延型TPU弹性体的制备方法，该方法将脂肪醇二羧酸脂投入长链多元醇保温原料槽内，保持槽内温度在100-120度，并充分搅拌5-10分钟后，将二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸脂混合进入双螺杆挤出机反应聚合成TPU熔体后，直接进行水下挤出造粒，得到密炼压延型TPU弹性体。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种密炼压延型TPU弹性体的制备方法，采用原料：二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸脂；将脂肪醇二羧酸脂投入长链多元醇保持槽中混合均匀，然后混合进入双螺杆挤出机反应聚合成TPU熔体后，直接进行水下挤出造粒制得密炼压延型TPU弹性体。
所述的密炼压延型TPU弹性体的制备方法，采用的原料为：二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸脂；各组分含量之和为100％；所述百分比均为质量百分比，组分含量如下：
二异氰酸酯16-30％，
长链多元醇58-72％,
扩链剂8-15％,
抗氧化剂与抗热裂解剂0.5-2％,
紫外线吸收剂0.3-1％,
脂肪醇二羧酸脂0.5-1％；
其中所述二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂为用于生成TPU熔体的反应物；紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸脂为助剂。
所述的密炼压延型TPU弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：将扩链剂放入保温罐中，温度保持度在50-60度，将抗氧化剂与抗热裂解剂投入扩链剂的保温罐中，充分搅拌5-10分钟混合均匀得混合物1备用；
步骤2)：将长链多元醇放入保温罐内，温度维持在100-120度，将紫外线吸收剂、与包覆TPU熔体形成与金属设备离型层的脂肪醇二羧酸脂加入长链多元醇的保温罐内，充分搅拌5-10分钟均匀得混合物2备用；
步骤3)：将上述制得的混合物1、混合物2、二异氰酸酯同时注入双螺杆挤出机内反应塑化50-70秒，TPU熔体在塑化过程中不需要再另外添加任何助剂，可直接过滤挤出，进行水下造粒，得到密炼压延型TPU弹性体。
有益效果：本发明提供的密炼压延型TPU弹性体的制备方法中，在配方原料中长链多元醇内添加脂肪醇二羧酸脂，透过双螺杆押出机反应塑化取得密炼压延型TPU弹性体；该弹性体在密炼压延过程中，与密炼机、开炼机、压延机等金属设备有良好的离型不沾黏效果，克服TPU弹性体与金属物质之间的黏附力，同时在高速密炼与熔体塑化过程，具有不易黄变、热降解特性。由于密炼压延型TPU弹性体是采用原料内添加聚合反应造粒，与市场上在TPU双螺杆押出机后段添加于TPU熔体方式有所不同，该TPU弹性体在密炼与压延过程中与金属设备形成离型效果，由于该弹性体于双螺杆挤出机聚合反应时间长，添加剂分散性与兼容性优良，在加工过程可充分包覆密炼压延过程中的TPU熔体，达到完全不沾黏之效果；该技术方案在反应塑化过程具有优异的分散性与兼容性，并提高TPU弹性体物性强度。在密炼压延过程与金属设备起到良好离型效果，并解决TPU弹性体密炼压延过程出现黄变、热裂解与成品严重析出的技术问题；具有优良的分子量分布特性及出色的耐热与抗黄变性质。
本发明具有以下特点：
1.密炼压延型TPU弹性体具备与金属物质产品良好离型效果，客户加工时无须另添加助剂来克服沾黏问题。
2.密炼压延型TPU弹性体制备方式采用原料内添加之聚合反应方式，与市场上于TPU熔体外添加方式不同，克服并改善既有助剂分散性与兼容性问题。
3.密炼压延型TPU弹性体由于反应塑化时间长充分混炼，提高TPU弹性体物性强度，加工时熔体不会因长时间塑化出现黄变、热裂解现象。并改善密炼压延后成品出现助剂严重析出的技术问题。
4.透过配方调节与助剂内添加克服TPU弹性体在压延工艺的局限性，并且密炼压延型TPU弹性体生产前无须干燥可直接密炼压延生产，大幅缩短加工时间，提高生产效率。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做具体说明：
实施例1：一种密炼压延型TPU弹性体，组成如下：
二异氰酸酯16％，
长链多元醇70％,
扩链剂12％,
抗氧化剂与抗热裂解剂1％,
紫外线吸收剂0.5％,
脂肪醇二羧酸脂0.5％；
总量为100％。
所述的密炼压延型TPU弹性体的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)：将扩链剂放入保温罐中，温度保持度在50-60度，将抗氧化剂与抗热裂解剂投入扩链剂的保温罐中，充分搅拌5-10分钟混合均匀得混合物1备用；
步骤2)：将长链多元醇放入保温罐内，温度维持在100-120度，将紫外线吸收剂、与包覆TPU熔体形成与金属设备离型层的脂肪醇二羧酸脂加入长链多元醇的保温罐内，充分搅拌5-10分钟均匀得混合物2备用；
步骤3)：将上述制得的混合物1、混合物2、二异氰酸酯同时注入双螺杆挤出机内反应塑化50-70秒，TPU熔体在塑化过程中不需要再另外添加任何助剂，可直接过滤挤出，进行水下造粒，得到密炼压延型TPU弹性体。
实施例2至实施例5：
按以下表1中指定的各组分含量重复实验实施例1的方法，分别得到不同组分含量的密炼压延型TPU弹性体产品2至产品5：
表1
将实施例1至实施例5中制得的密炼压延型TPU弹性体产品1至产品5，进行对比实验和空白实验，实验结果表明：
本发明提供和制备出来的密炼压延型TPU弹性体，与现有的制备方法相比，具有以下优点：1)藉由TPU弹性体高温熔体下与金属物质沾黏之原理，在TPU弹性体配方原料中添加脂肪醇二羧酸脂助剂，藉由该助剂充分与TPU熔体混合均匀反应造粒。该弹性体在密炼压延过程中，与密炼机、开炼机、压延机等金属设备有良好的离型不沾黏效果，克服TPU弹性体与金属物质之间的黏附力，并使加工设备充分热传导混炼均匀特性。
由于密炼压延型TPU弹性体是采用原料内添加助剂再聚合反应造粒，与市场上在TPU双螺杆挤出机后段添加于TPU熔体方式有所不同。该技术方案反应塑化时间长、混炼效果佳，具有优异的分散性与兼容性，并提高TPU弹性体物性强度。在密炼压延过程与金属设备起到良好离型效果，解决TPU弹性体密炼压延时间长、熔体高速搅拌塑化而出现黄变、热裂解现象，并改善密炼压延后，成品出现助剂严重析出的技术问题。1.密炼压延型TPU弹性体具备与金属物质产品良好离型效果，客户加工时无须另添加助剂来克服沾黏问题。2.密炼压延型TPU弹性体制备方式采用原料内添加之聚合反应方式，与市场上于TPU熔体外添加方式不同，克服并改善既有助剂分散性与兼容性问题。3.密炼压延型TPU弹性体由于反应塑化时间长充分混炼，提高TPU弹性体物性强度，加工时熔体不会因长时间塑化出现黄变、热裂解现象。并改善密炼压延后成品出现助剂严重析出的技术问题。4.透过配方调节与助剂内添加克服TPU弹性体在压延工艺的局限性，并且密炼压延型TPU弹性体生产前无须干燥可直接密炼压延生产，大幅缩短加工时间，提高生产效率。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种密炼压延型TPU弹性体的制备方法，采用原料：二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸酯；制备方法包括以下步骤：
步骤1）：将扩链剂放入保温罐中，温度保持度在50-60度，将抗氧化剂与抗热裂解剂投入扩链剂的保温罐中，充分搅拌5-10分钟混合均匀得混合物1备用；
步骤2）：将长链多元醇放入保温罐内，温度维持在100-120度，将紫外线吸收剂、与包覆TPU熔体形成与金属设备离型层的脂肪醇二羧酸酯加入长链多元醇的保温罐内，充分搅拌5-10分钟均匀得混合物2备用；
步骤3）：将上述制得的混合物1、混合物2、二异氰酸酯同时注入双螺杆挤出机内反应塑化50-70秒，TPU熔体在塑化过程中不需要再另外添加任何助剂，直接过滤挤出，进行水下造粒，得到密炼压延型TPU弹性体。
2.根据权利要求1所述的密炼压延型TPU弹性体的制备方法，采用的原料为：二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸酯；各组分含量之和为100%；所述百分比均为质量百分比，组分含量如下：
二异氰酸酯16-30%，
长链多元醇58-72%,
扩链剂8-15%,
抗氧化剂与抗热裂解剂0.5-2%,
紫外线吸收剂0.3-1%,
脂肪醇二羧酸酯0.5-1%；
其中所述二异氰酸酯、长链多元醇、扩链剂为用于生成TPU熔体的反应物；紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗热裂解剂、脂肪醇二羧酸酯为助剂。
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