CN108586698B - 一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚氨酯弹性体的制备领域，尤其涉及一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：A、以重量份计，在氮气气氛条件下，将50‑80份二元酸与50‑80份二元醇加入到反应温度为160‑180℃的反应釜中，当酯化率为78‑82％时加入50‑80份一元酸或一元醇，并升温至220‑250℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为‑0.09MPa至‑0.095MPa，再反应10‑20min，得到反应产物；B、将步骤A中得到的反应产物与二元醇、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；本发明产品具有优异的脱模性、自润滑与力学性能，同时还具有抗析出性能，其制备方法简单。

Description

一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体的制备领域，尤其涉及一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
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，其下游的加工方式包括注塑、挤出、吹塑等。
特别对于注塑产品来说，对TPU的脱模性能要求是比较高的，所以配方中往往会添加润滑剂来改善TPU的脱模性能以满足产品对脱模的要求，但配方中加入润滑剂有可能会影响产品的透明度、抗析出性能甚至一些打印、电镀等性能。特别是对于某些抗析出性能要求高的产品而言，配方中加入的润滑剂会随着存放环境的变化以及存放时间的延长最终析出到产品表面从而影响到产品的外观导致客户无法接受。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其得到的产品具有优异的脱模性、自润滑与力学性能，同时还具有抗析出性能。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
A、以重量份计，在氮气气氛条件下，将50-80份二元酸与50-80份二元醇加入到反应温度为160-180℃的反应釜中，当酯化率为78-82％时加入50-80份一元酸或一元醇，并升温至220-250℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.09MPa至-0.095MPa，再反应10-20min，得到反应产物；
B、将步骤A中得到的反应产物与3-15份二元醇、15-55份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℃。
本发明的有益效果是：本发明产品具有优异的脱模性、自润滑与力学性能，同时还具有抗析出性能，其制备方法简单。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在步骤A中，所述二元酸为己二酸、丁二酸中的一种或两者的混合物。
进一步，在步骤A中，所述二元醇为乙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或几种的混合物。
进一步，在步骤A中，所述一元酸为硬脂酸、十六酸、油酸、十二酸、二十二酸中的一种或几种的混合物。
进一步，在步骤A中，所述一元醇为十二醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十二醇中的一种或几种的混合物。
进一步，在步骤B中，所述二元醇为乙二醇、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1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、三乙二醇中的一种或几种的混合物。
进一步，在步骤B中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合物，优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中一种或几种的混合物。
进一步，在步骤B中，所述双螺杆挤出机的温度控制在120-250℃，所述干燥温度控制在40-80℃，干燥时间控制在30-120min。
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50kg己二酸、50kg乙二醇加入反应釜中，在氮气的保护下进行反应，温度控制在180℃，当酯化率为80％时加入50kg硬脂酸，并升温至220℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.09MPa，再反应10min得到反应产物，再将反应产物与10kg1，4-丁二醇和50kg甲苯二异氰酸酯通过加入到双螺杆挤出机中，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60kg己二酸、60kg乙二醇加入反应釜中，在氮气的保护下进行反应，温度控制在160℃，当酯化率为78％时加入60kg油酸，并升温至230℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.091MPa，再反应12min得到反应产物，再将反应产物与15kg1，4-丁二醇和40kg二苯基甲烷二异氰酸酯通过加入到双螺杆挤出机中，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70kg己二酸、70kg乙二醇加入反应釜中，在氮气的保护下进行反应，温度控制在175℃，当酯化率为82％时加入70kg十二醇，并升温至240℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.092MPa，再反应14min得到反应产物，再将反应产物与9kg1，4-丁二醇和41kg二苯基甲烷二异氰酸酯通过加入到双螺杆挤出机中，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80kg己二酸、80kg乙二醇加入反应釜中，在氮气的保护下进行反应，温度控制在180℃，当酯化率为80％时加入80kg十二酸，并升温至220℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.094MPa，再反应10min得到反应产物，再将反应产物与13kg1，4-丁二醇和32kg二环己烷二异氰酸酯通过加入到双螺杆挤出机中，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己二酸、75kg乙二醇加入反应釜中，在氮气的保护下进行反应，温度控制在180℃，当酯化率为80％时加入75kg二十二酸，并升温至220℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.095MPa，再反应20min得到反应产物，再将反应产物与5kg1，4-丁二醇和30kg六亚甲基二异氰酸酯通过加入到双螺杆挤出机中，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
表1
性能指标 硬度 拉伸强度 脱模性能
单位 Shore A/D MPa /
实施例1 55D 53.9 好
实施例2 50D 48.3 好
实施例3 95A 45.7 好
实施例4 90A 42.9 好
实施例5 80A 34.7 好
通过表1可知，本发明产品的硬度与拉伸强度性能优异，其脱模性能好。
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)

1.一种自润滑热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、以重量份计，在氮气气氛条件下，将50-80份二元酸与50-80份二元醇加入到反应温度为160-180℃的反应釜中，当酯化率为78-82％时加入50-80份一元酸或一元醇，并升温至220-250℃，继续反应，当酯化率大于90％时控制反应釜内的真空度为-0.09MPa至-0.095MPa，再反应10-20min，得到反应产物，所述一元酸为硬脂酸、十六酸、油酸、十二酸、二十二酸中的一种或几种的混合物，所述一元醇为十二醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十二醇中的一种或几种的混合物；
B、将步骤A中得到的反应产物与3-15份二元醇、15-55份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。
2.根据权利要求1所述一种自润滑热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述二元酸为己二酸、丁二酸中的一种或两者的混合物。
3.根据权利要求1所述一种自润滑热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，在步骤A中，所述二元醇为乙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述一种自润滑热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述二元醇为乙二醇、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。
5.根据权利要求1所述一种自润滑热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述一种自润滑热塑性聚氨酯的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述双螺杆挤出机的温度控制在120-250℃，所述干燥温度控制在40-80℃，干燥时间控制在30-120min。
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