CN108164676A - 一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述聚氨酯弹性体的邵氏硬度为60～75A，该聚氨酯弹性体包括如下原料：聚酯二元醇，1,4‑丁二醇，抗紫外线吸收剂，双(2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶醇)葵二酸酯，4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯，抗氧剂和催化剂。本发明在保证热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度达到60～75A的同时有效地缩短了注塑周期，避免了加工时出现粘模具的现象。另外，本发明通过加入抗紫外线吸收剂，使得所述的聚氨酯弹性体具有优异的耐黄变性能。并且，通过调控催化剂的用量可以平衡热塑性聚氨酯弹性体的注塑周期与强度。该聚氨酯弹性体制备方法环保经济，耐候性佳，注塑成型快，加工效率高，能够广泛用于鞋材、三角皮带、平胶带等产品的注射成型。

Description

一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，特别涉及一种邵氏硬度为60-75A的快速成型耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
塑性聚氨酯弹性体使用的领域常接触太阳光，而太阳光中的紫外线会加速塑性聚氨酯弹性体老化分解，大大地缩短制品使用寿命的同时使制品的颜色发生改变。并且，由于热塑性聚氨酯弹性体与大多数此外线吸收剂及光稳定剂的相容性不佳，尤其是低硬度的热塑性聚氨酯弹性体容易因为与助剂的相容性不好而出油析粉，影响产品外观与性能。
当塑性聚氨酯弹性体应用于鞋材时，通常要求硬度在60-75A之间。该硬度对生产设备要求相对较高，同时低硬度塑性聚氨酯弹性注塑周期长、收缩率大、加工时易粘模具，导致生产效率低、废品率高。为了减少硬度低带来的不利因素，传统的方法是向塑性聚氨酯弹性中加入大量的增塑剂以降低塑性聚氨酯弹性的表征硬度，同时添加大量的润滑剂防止加工粘模具。传统方法可以让塑性聚氨酯弹性具有低硬度的同时缩短注塑周期、提高生产效率，但加入的增塑剂在加工过程中大量挥发，污染环境并对生产人员身体造成危害。此外，增塑剂和润滑剂会随时间慢慢析出，使得制品硬度上升，表面有油层，加速制品老化，影响产品的外观和使用寿命。如何确保热塑性聚氨酯弹性体在60-75A硬度下具有尽可能短的注塑周期，但又不添加增塑剂影响制品外观和寿命，已经成为一个技术难题。
热塑性聚氨酯弹性体的注塑周期通常与硬度、所用多元醇分子量、注塑温度等因素有关。热塑性聚氨酯弹性体硬度越低、所用多元醇分子量越小、注塑温度越高，热塑性聚氨酯弹性体的注塑周期也越长。尽可能短的注塑周期、减小收缩率是提高制品生产效率减小废品率的关键。
发明内容
为了克服以上技术的不足，本发明提供一种邵氏硬度为60-75A快速成型耐黄变热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，以便改善低硬度热塑性聚氨酯弹性体的耐光性，调节缩短制品的注塑周期，提高制品的生产效率，保证制品品质。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的邵氏硬度为60～75A，该聚氨酯弹性体包括如下原料：聚酯二元醇，1,4-丁二醇，抗紫外线吸收剂，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯，4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，抗氧剂，催化剂。
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述原料的质量份数如下：
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述聚酯二元醇的分子量为3500，聚酯二元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇中的任意一种。
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑和双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的任意一种。
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168，抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:2～2:1。
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述催化剂为辛酸亚锡。
一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，将聚酯二元醇和1,4-丁二醇混合后，依次加入抗紫外线吸收剂、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯和抗氧剂，于80～90℃充分搅拌0.5～1小时，得到预混合物；再向预混合物中依次加入4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和催化剂，使之充分搅拌反应，视粘度较大时即可浇出，浇出料经过常温固化，放入烘箱待熟化后经过破碎、造粒，得到所述聚氨酯弹性体。
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述催化剂加入后，反应的温度为75～85℃。
优选的，所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述浇出料放入烘箱中在120℃的条件下，熟化3～6h后再破碎造粒。
与现有技术相比，本发明具有如下的优益效果：
本发明在保证热塑性聚氨酯弹性体的邵氏硬度达到60～75A的同时有效地缩短了注塑周期，避免了加工时出现粘模具的现象。另外，本发明通过加入抗紫外线吸收剂，使得所述的聚氨酯弹性体具有优异的耐黄变性能。并且，通过调控催化剂的用量可以平衡热塑性聚氨酯弹性体的注塑周期与强度。该聚氨酯弹性体制备方法环保经济，耐候性佳，注塑成型快，加工效率高，能够广泛用于鞋材、三角皮带、平胶带等产品的注射成型。
本发明的制备方法中将聚酯二元醇与1,4-丁二醇扩链剂及相关助剂先充分混合形成预混合物后再充分反应，而非三组分一步反应的方式，有利于助剂在后续合成反应中能够充分分散，同时降低了聚酯二元醇的粘度，加快了三组分反应速率，不仅有效地缩短了注塑周期，而且保证了制品质量。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面将通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下过程：
(1)预混合物的制备：在带有搅拌器、温度计的2000mL三口瓶中加入聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇1kg、1,4-丁二醇36g、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑5g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯2.5g、抗氧剂1010 2g和抗氧剂168 2g，搅拌情况下逐渐升温至90℃真空脱水30min，得到预混合物。所述聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇的分子量为3500。
(2)快速成型过程：在快速搅拌的情况下，向以上所得预混合物中加入计量好并预先熔好的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯181g和1滴催化剂辛酸亚锡，使之充分搅拌反应，反应的温度为75～85℃，视粘度较大时，大约2min的时间即可浇出。浇出料经过常温固化后，放入烘箱在120℃下熟化4h，熟化后的产品经过破碎、造粒机挤出造粒即可。
实施例2
一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下过程：
(1)预混合物的制备：在带有搅拌器、温度计的2000mL三口瓶中加入聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇1kg、1,4-丁二醇36g、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑5g、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯2.5g、抗氧剂1010 2g和抗氧剂168 2g，搅拌情况下逐渐升温至90℃真空脱水30min，得到预混合物。所述聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇分子量为3500；
(2)快速成型过程：在快速搅拌的情况下，向以上所得的预混合物中加入计量好并预先熔好的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯181g和1滴催化剂辛酸亚锡，使之充分搅拌反应，反应的温度为75～85℃，视粘度较大时，大约2min的时间即可浇出。浇出料经过常温固化后，放入烘箱120℃的条件下熟化4h，熟化后的产品经过破碎、造粒机挤出造粒即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的邵氏硬度为60～75A，其特征在于，该聚氨酯弹性体包括如下原料：聚酯二元醇，1,4-丁二醇，抗紫外线吸收剂，双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯，4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，抗氧剂，催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述原料的质量份数如下：
3.根据权利要求1所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚酯二元醇的分子量为3500，聚酯二元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑和双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168，抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:2～2:1。
6.根据权利要求1所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡。
7.一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：将聚酯二元醇和1,4-丁二醇混合后，依次加入抗紫外线吸收剂、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯和抗氧剂，于80～90℃充分搅拌0.5～1小时，得到预混合物；再向预混合物中依次加入4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和催化剂，使之充分搅拌反应，视粘度较大时即可浇出，浇出料经过常温固化，放入烘箱待熟化后经过破碎、造粒，得到所述聚氨酯弹性体。
8.根据权利要求7所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述催化剂加入后，反应的温度为75～85℃。
9.根据权利要求7所述的一种耐黄变热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述浇出料放入烘箱中在120℃的条件下，熟化3～6h后再破碎造粒。
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