CN108559058A - 一种高透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料制造领域，尤其涉及一种高透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，由以下重量份原料制成：30‑80份大分子二元醇、3‑15份小分子二元醇、15‑55份二苯基甲烷二异氰酸酯，其得到的聚氨酯弹性体在3mm厚度条件下浊度≤1.5％，5mm厚度条件下浊度≤3.0％。

Description

一种高透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料制造领域，尤其涉及一种高透明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)是一类加热可以塑化，化学结构上没有或很少有化学交联的聚氨酯，在宽广的硬度范围内具有高强度、高模量、优良的耐磨性和良好的耐油性。另外，在一定的厚度范围内TPU还具有非常好的透明度，可以满足一些厚度2mm以下产品对TPU透明度的要求,但是在一些厚度较厚的产品比如厚度为5mm以上产品TPU的透明度还无法满足产品对高透明的要求.
为实现产品的高透明，需要打破热塑性聚氨酯弹性体结构中硬段结晶的规整性，除通过助剂和工艺优化外，通常是通过将1，4-丁二醇与带侧基的其他小分子二元醇如甲基丙二醇、一缩二乙二醇等混合后进行扩链，从而降低硬段的规整性。但此类方法也无法满足高透明特别是5mm制品的高透明要求，而且在硬段中引入侧基后，会大幅度的降低产品的强度和成型性能。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种透明度高，其在3mm厚度条件下浊度≤1.5％，5mm厚度条件下浊度≤3.0％的聚氨酯弹性体。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，由以下重量份原料制成：30-80份大分子二元醇、3-15份小分子二元醇、15-55份二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步，按原料重量的百分含量计，所述二苯基甲烷二异氰酸酯由40-90％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与10-60％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯组成，优选的60-80％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与20-40％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步，所述大分子二元醇为聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种的混合物。
进一步，所述大分子二元醇的分子量为500-4000，优选为600-2000，更优选为600-1500。
进一步，所述小分子二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、一缩二丙二醇中的一种或几种的混合物，优选为1,4-丁二醇。
本发明提供一种高透明热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
以重量份计，将30-80份大分子二元醇、3-15份小分子二元醇、15-55份二苯基甲烷二异氰酸酯加入双螺杆挤出机中，经过挤出、造粒与干燥，即得本产品；其中造粒可选为出模头后拉条造粒或水下切粒，水温控制在30-60℃。
进一步，所述双螺杆挤出机的温度控制在120-250℃。
进一步，所述干燥温度控制在40-80℃，干燥时间控制在30-120min。
本发明的有益效果是：本发明的目的是提供一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，通过采用二苯基甲烷二异氰酸酯的异构体混合物，能够较大程度的打破硬段结晶的规整性，同时对产品的强度和成型影响较小，可以满足某些厚度较厚的产品，如5mm以上制品对透明度的性能要求以及加工的要求，其在3mm厚度条件下浊度≤1.5％，5mm厚度条件下浊度≤3.0％。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
将40kg分子量为1000的聚己二酸丁二醇酯二醇、15kg1,4-丁二醇和45kg二苯基甲烷二异氰酸酯,(其中二苯基甲烷二异氰酸酯中含有60％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与40％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯)加入到温度为120℃的双螺杆挤出机中，从模头挤出的挤出物在水温为30℃条件下，通过水下切粒切成椭圆形粒料，并在40℃条件下干燥30min，即得本产品。
实施例2
将45kg分子量为1000的聚己二酸丁二醇酯二醇、13kg1,4-丁二醇和42kg二苯基甲烷二异氰酸酯,(其中二苯基甲烷二异氰酸酯中含有65％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与35％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯)加入到温度为185℃的双螺杆挤出机中，从模头挤出的挤出物在水温为45℃条件下，通过水下切粒切成椭圆形粒料，并在60℃条件下干燥75min，即得本产品。
实施例3
将55kg分子量为1000的聚己二酸丁二醇酯二醇、10kg1,4-丁二醇和35kg二苯基甲烷二异氰酸酯,(其中二苯基甲烷二异氰酸酯中含有70％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与30％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯)加入到温度为250℃的双螺杆挤出机中，从模头挤出的挤出物在水温为60℃条件下，通过水下切粒切成椭圆形粒料，并在80℃条件下干燥120min，即得本产品。
实施例4
将60kg分子量为2000的聚醚二元醇、8kg1,4-丁二醇和32kg二苯基甲烷二异氰酸酯,(其中二苯基甲烷二异氰酸酯中含有75％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与25％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯)加入到温度为180℃的双螺杆挤出机中，从模头挤出的挤出物在水温为50℃条件下，通过水下切粒切成椭圆形粒料，并在70℃条件下干燥100min，即得本产品。
实施例5
将75kg分子量为2000的聚己内酯二元醇、5kg1,4-丁二醇和20kg二苯基甲烷二异氰酸酯,(其中二苯基甲烷二异氰酸酯中含有80％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与20％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯)加入到温度为130℃的双螺杆挤出机中，从模头挤出的挤出物在水温为45℃条件下，通过水下切粒切成椭圆形粒料，并在60℃条件下干燥110min，即得本产品。
将实施例1至实施例5制备得到的本产品进行以下测试，其结果如表1所示：
(1)硬度按ASTM D2240标准进行测试；
(2)拉伸强度按ASTM D412标准进行测试；
(3)浊度按ASTM D1003标准进行测试；
表1
从表1中的数据可以看出，由本专利制备的热塑性聚氨酯弹性体的透明度高。
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 (8)

1.一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，由以下重量份原料制成：30-80份大分子二元醇、3-15份小分子二元醇、15-55份二苯基甲烷二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，按原料重量的百分含量计，所述二苯基甲烷二异氰酸酯由40-90％4，4＇二苯基甲烷二异氰酸酯与10-60％2,4＇-二苯基甲烷二异氰酸酯组成。
3.根据权利要求1所述一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述大分子二元醇为聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述大分子二元醇的分子量为500-4000。
5.根据权利要求1所述一种高透明热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述小分子二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、一缩二丙二醇中的一种或几种的混合物。
6.一种如权利要求1-5任一项所述一种高透明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：
以重量份计，将30-80份大分子二元醇、3-15份小分子二元醇、15-55份二苯基甲烷二异氰酸酯加入双螺杆挤出机中，经过挤出、造粒与干燥，即得本产品。
7.根据权利要求6所述一种高透明热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度控制在120-250℃。
8.根据权利要求6所述一种高透明热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述干燥温度控制在40-80℃，干燥时间控制在30-120min。
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