CN108641346A - 一种原位改性制备tpu合金材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工材料合成领域，尤其涉及一种原位改性制备TPU合金材料的方法，包括以下步骤：A、以重量份计，在120‑150℃下的40‑65份大分子二元醇中加入5‑35份PVC或TPE粉料混匀，得到混合物；B、在步骤A中得到的混合物中加入2‑15份小分子二元醇、15‑55份二异氰酸酯混匀，再加入双螺杆挤出机中，出模头后经拉条造粒或水下切粒，干燥即得本产品，本发明产品通过原位改性的方法制备TPU合金材料，与传统方法相比，本发明的工艺简单易行，其得到的产品具有优异的力学性能。

Description

一种原位改性制备TPU合金材料的方法
技术领域
本发明属于化工材料合成领域，尤其涉及一种原位改性制备TPU合金材料的方法。
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。由于TPU在弹性、耐磨性等方面的优异表现通常可以用于改善其它材料的性能。一般的方法是先合成TPU，然后将其与改性材料、相容剂混合均匀后通过双螺杆挤出制备出TPU改性材料，这种方法普遍存在相容性和分散问题，加之TPU经过一次高温加工后性能下降明显，最终产品的力学性能、耐磨性等均会有明显的下降。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其得到的产品具有优异的力学性能，制备方法简单。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种原位改性制备TPU合金材料的方法，包括以下步骤：
A、以重量份计，在120-150℃下的40-65份大分子二元醇中加入5-35份PVC或TPE粉料混匀，得到混合物；
B、在步骤A中得到的混合物中加入2-15份小分子二元醇、15-55份二异氰酸酯混匀，再加入双螺杆挤出机中，出模头后经拉条造粒或水下切粒，干燥即得本产品。
进一步，在步骤A中，所述PVC(聚氯乙烯)与TPE(热塑性弹性体材料)粉料粒径为100-300目，所述TPE选自SBS(苯乙烯类热塑性弹性体)、SEBS(以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)、TPO(聚烯烃热塑性弹性体)、TPV(热塑性硫化橡胶)、POE(乙烯-辛烯共聚物)中的一种。
进一步，在步骤A中，所述大分子二元醇为聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚己内酯二元醇中的一种。
进一步，在步骤A中，所述大分子二元醇的分子量为500-4000。
进一步，在步骤B中，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。
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、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的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设定为120-250℃，造粒水温控制在30-80℃，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：本发明的目的是通过原位改性的方法制备TPU合金材料，与传统方法相比，本发明的工艺简单易行，其得到的产品具有优异的力学性能。
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5kg聚合度为900，粒径为100目的聚氯乙烯加入到温度为120℃的40kg分子量为1000g的聚己二酸乙二醇酯二醇中，混合均匀，然后将其8kg1，4-丁二醇和52kg甲苯二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到TPU合金材料，其中，双螺杆挤出机的温度设定为120℃，造粒水温控制在30℃，干燥温度控制在40℃，干燥时间控制在30min。
实施例2
将10kg聚合度1500，粒径为200目的聚氯乙烯加入到温度为130℃的45kg聚己二酸丁二醇酯二醇中，混合均匀，然后将其15kg1，6-己二醇和40kg二苯基甲烷二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到TPU合金材料，其中，双螺杆挤出机的温度设定为150℃，造粒水温控制在40℃，干燥温度控制在50℃，干燥时间控制在80min。
实施例3
将12kg的分子量为70000，粒径为300目的SEBS加入到温度为150℃的55kg分子量为1500的聚醚二元醇中，混合均匀，然后将其10kg1，4-环己烷二甲醇和35kg二苯基甲烷二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到TPU合金材料，其中，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，造粒水温控制在60℃，干燥温度控制在80℃，干燥时间控制在120min。
实施例4
将20kg分子量为100000，粒径为200目的SEB白色粉末加入到温度为140℃的60kg分子量为2000的聚己内酯二元醇中，混合均匀，然后将其15kg1，4-环己烷二甲醇和25kg二苯基甲烷二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到TPU合金材料，其中，双螺杆挤出机的温度设定为250℃，造粒水温控制在60℃，干燥温度控制在60℃，干燥时间控制在100min。
实施例5
将30kg分子量为220000，粒径为250目的SEBS加入到温度为150℃的65kg聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇中，混合均匀，然后将其15kg1，4-丁二醇和20kg六亚甲基二异氰酸酯计量后加入到双螺杆挤出机中，采用一步法双螺杆反应性挤出工艺，出模头后经拉条造粒或水下切粒后置于除湿、干燥料斗中干燥得到TPU合金材料，其中，双螺杆挤出机的温度设定为220℃，造粒水温控制在45℃，干燥温度控制在70℃，干燥时间控制在90min。
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
单位 ShoreA/D MPa
实施例1 55D 45.8
实施例2 50D 34.5
实施例3 90A 38.3
实施例4 90A 35.4
实施例5 70A 19.7
从表1的数据可以看出，本发明产品具有优异的硬度和强度，可有效的满足市场需求。
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 (7)

1.一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、以重量份计，在120-150℃下的40-65份大分子二元醇中加入5-35份PVC或TPE粉料混匀，得到混合物；
B、在步骤A中得到的混合物中加入2-15份小分子二元醇、15-55份二异氰酸酯混匀，再加入双螺杆挤出机中，出模头后经拉条造粒或水下切粒，干燥即得本产品。
2.根据权利要求1所述一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其特征在于，在步骤A中，所述PVC与TPE粉料粒径为100-300目，所述TPE选自SBS、SEBS、TPO、TPV、POE中的一种。
3.根据权利要求1所述一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其特征在于，在步骤A中，所述大分子二元醇为聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚己内酯二元醇中的一种。
4.根据权利要求3所述一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其特征在于，在步骤A中，所述大分子二元醇的分子量为500-4000。
5.根据权利要求1所述一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其特征在于，在步骤B中，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.根据权利要求1所述一种原位改性制备TPU合金材料的方法，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、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述一种原位改性制备TPU合金材料的方法，其特征在于，在步骤B中，所述双螺杆挤出机的温度设定为120-250℃，造粒水温控制在30-80℃，干燥温度控制在40-80℃，干燥时间控制在30-120mi n。
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