CN108102347B - 高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，包括以下质量百分比的组份：热塑性聚氨酯弹性体80％‑95％，高抗冲聚苯乙烯2.5％‑19％，雾面调节剂0.5％‑2％，改性硅酮母粒0.1％‑0.5％，抗氧剂0.1％‑0.5％，润滑剂0.1％‑0.5％。与现有技术相比，本发明雾面效果良好，且成本较低，改善采用无机雾面剂导致材料物性降低，雾面效果不佳的缺点以及采用其他有机高分子材料雾面剂成本较高的缺点，且可以根据实际需求对加工工艺进行调整得到理想哑光效果。

Description

高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

技术领域

本发明涉及哑光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)具有良好的耐撕裂性能、耐磨性能以及低温柔韧性，正被应用于越来越多的领域和产品中，鞋材、手机套、电线电缆、薄膜、输送带等等。尤其是随着人们对环保要求越来越高，TPU正逐步取代聚氯乙烯(PVC)应用到各种薄膜、电线电缆等产品上。

但是纯的TPU制成的电线电缆表面一般是比较光亮的,影响了美观，部分产品会对材料提出哑光的要求。

为使TPU可以达到哑光效果，目前采用的方法有：

一、添加无机的消光剂粉末，如纳米氧化锌、氧化铝、氧化镁或气相二氧化硅等。专利CN101599314A，上海斯瑞聚合科技有限公司采用二氧化硅做雾面剂，并加入EVA做粘度调节剂以及阻燃剂做成一种环保阻燃热塑性聚氨酯弹性体。该专利存在的缺陷是雾面效果较差，物性不理想。

专利CN103087505A，安徽科聚新材料有限公司同样采用了二氧化硅作为消光剂，并加入了磷系阻燃剂制成了热塑性聚氨酯同时具备哑光和阻燃的效果。但是该方法需要加入的消光剂量比较大，会影响TPU的力学性能，且得到的产品雾面效果比较粗糙。

二、加入一些其他高分子材料制成高分子合金来实现消光目的，如加入SEBS、EPDM等也可以达到消光效果。专利CN10345662A烟台开发区新龙华包装有限公司采用EPDM作为雾面剂并加入一定量的相容剂制得表面哑光效果可根据要求随意调节的雾面热塑性聚氨酯弹性体。专利CN102199343A上海锦湖日丽有限公司采用SEBS作为作为雾面剂同样制得了哑光效果可调节的哑光热塑性聚氨酯。

专利CN104497553A马燕荣在采用SEBS/SEPS/EPDM/NBR等做为雾面剂的基础上用不含双键的高分子量端氨基聚醚部分代替橡胶类物质，降低双键含量制得了耐老化的哑光聚氨酯组合物。但是雾面剂与TPU之间相容性较差，分散不均匀会导致外观比较粗糙，而且普通的双螺杆改性过程中存在剧烈剪切，这会导致改性过程中螺杆扭矩过高影响产能，而且剧烈的剪切还会导致TPU的大幅度降解，从而使物性下降，从实施例看最大拉伸强度也不超过31Mpa，这大大限制了在一些对强度要求高产品上的应用。

发明内容

本发明的目的是提供已一种高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。

所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，包括以下质量百分比的组份：

各个组份的百分比之和为100％；

所述的热塑性聚氨酯弹性体，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中的一种以上；

所述的高抗冲聚苯乙烯的数均分子量优选为5万～25万；

所述的雾面调节剂优选平均分子量10000-20000的高密度聚乙烯；

所述的改性硅酮母粒选自聚乙烯基硅酮母粒、高抗冲聚苯乙烯基硅酮母粒、TPU基硅酮母粒或ABS基硅酮母粒；

所述的抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂的任一种或几种；

所述的润滑剂优选为脂肪酸盐、蒙旦蜡的一种或几种，优选的，所述的润滑剂为EBS和E蜡的1:2的混合物。

术语：

“EBS”的化学名称为乙撑双硬脂酸酰胺；

E蜡采用科莱恩公司牌号为Licowax E蜡的产品；

所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

将上述的各个组份，按照比例混合，加入到双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，干燥，即可获得所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

采用了性价比较高的高抗冲聚苯乙烯作为雾面剂对热塑性聚氨酯弹性体进行改性，雾面效果良好，且成本较低，改善采用无机雾面剂导致材料物性降低，雾面效果不佳的缺点以及采用其他有机高分子材料雾面剂成本较高的缺点，且可以根据实际需求对加工工艺进行调整得到理想哑光效果。

加入了雾面调节剂，可以进一步改善产品的雾面效果，并可以根据产品的要求，通过调节用量对雾面效果进行调节。

普通的双螺杆重新造粒改性，在改性过程中会有很强烈的剪切作用，这会导致生产过程电机电流过高，既影响产能又增加了能耗，而且强烈的剪切作用还会使TPU大幅度降解，影响最终产品的物性。在本发明中，可以通过加入上述配方比例的硅酮母粒来减少由于改性过程中造成剪切作用，改善TPU的降解，使生成的哑光热塑性聚氨酯具有优异的拉伸性能、耐磨性能，以及较宽的加工温度范围。

本发明克服了采用无机消光剂由于相容性不好导致表面不够均匀，以及在双螺杆改性过程中意外发现通过加入适量的硅酮母粒可以有效地减少螺杆剪切过于剧烈导致产能无法提高以及TPU物性偏差的问题,同时所采用的雾面剂相比于其他有机高分子雾面剂SEBS、EPDM等有更好的成本优势。

具体实施方式

以下结合实施事例对本发明的原理和特征进行描述。所举实例为方便本领域技术人员更好地理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1～11以及对比例1～5

实施例1～6和对比例1～2中所涉及的原料如下：

TPU为华峰热塑性聚氨酯有限公司85A的聚醚型TPU和聚酯型TPU；

高抗冲聚苯乙烯为独山子的HIE-1；

雾面调节剂为高密度聚乙烯；

改性硅酮母粒为TPU基硅酮母粒，采用道康宁公司牌号为MB50-004的产品；

抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯，商品名称为克莱恩抗氧剂1010；

润滑剂为EBS和E蜡的1:2(重量比)的混合物；

雾面调节剂为蒙脱土。

实施例1～6中各组分及质量百分比如表1所示。

表1

制备方法：

制备方法：

按照表1所示百分比含量，将各个组份，按照比例混合，加入到双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，干燥， 即可获得所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体；

对制备得到的材料的各项性能进行检测，结果见表2。

表2

表2中，对比实施例2和对比例4，可以发现采用高抗冲聚苯乙烯做雾面剂的(实施例2)哑光效果要好于用蒙脱土做雾面剂的(对比例4)，对比例的表面有粗糙感，而实施例2的表面更为细腻，并且实施例2的抗拉强度明显要好于对比例4。对比实施例3与对比例5，可以发现实施例3的拉伸强度要大大高于对比例5，说明硅酮母粒的加入确实可以有效地减少双螺杆改性过程中TPU的降解，从而减少了物性的损失，此外还可以解决在加工过程中口模容易积料的问题。从实施例3和对比例3的比较中可以看出，加入了雾面调节剂可以有效地提高产品的雾面效果，60°光泽度从23.0降到了10.1。

从上述的实施例中可以看出，无论是聚酯型TPU还是聚醚型TPU，采用高抗冲聚苯乙烯改性后都可以制得物性较好的哑光热塑性聚氨酯弹性体，且哑光效果良好，表面细腻。此外增加高抗冲聚苯乙烯的加入量会提高哑光热塑性聚氨酯弹性体的硬度和哑光效果，但加入量过多会导致拉伸强度的降低，在所有的实施例3/4/5/6/9/10/11中，拉伸强度均在40Mpa以上，物性优良。

综上所述，本发明的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体制得的产品表面哑光效果良好，表面细腻，且物理性能优良。表面的哑光效果可以根据实际需求，通过调整加工工艺进行随意调整，得到想要的哑光效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，包括以下质量百分比的组份：

各个组份的百分比之和为100％；

所述的高抗冲聚苯乙烯的数均分子量为5万～25万；

所述的雾面调节剂为平均分子量10000-20000的高密度聚乙烯；

所述的改性硅酮母粒为TPU基硅酮母粒。

2.根据权利要求1所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体，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中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂的任一种或几种。

4.根据权利要求1所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的润滑剂为脂肪酸盐、蒙旦蜡的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的润滑剂为EBS和E蜡的1:2质量比的混合物。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各个组份，按照比例混合，加入到双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，干燥，即可获得所述的高物性哑光热塑性聚氨酯弹性体。