CN111393607A - 热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法 - Google Patents

热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法，配方组成成分包括：聚四氢呋喃醚二元醇、C2‑C6小分子二元醇和二异氰酸酯；其中，聚四氢呋喃醚二元醇、C2‑C6小分子二元醇和二异氰酸酯的重量比为0.3‑0.5：0.5‑0.7：1。挤出成型方法包括以下步骤：(a)称取反应物，并将其加入到反应釜内；(b)于反应釜内加入抗氧剂，设置反应釜温度，加热反应物和抗氧剂，让其充分反应，得到浇注料；(c)将浇注料浇注到模具中，并固化，让其形成板材；(d)对板材进行造粒，获得热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子；(e)将热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子挤出成型。本申请所制备的TUP胶片无色透明，透光率大于85％，胶片拉伸强度大于40MPa，断裂伸长率大于300％。

Description

热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法
技术领域
本申请涉及一种电致变色玻璃，特别是涉及一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplasticpolyurethanes，TPU)胶片是一种热塑性聚氨酯功能薄膜，其具有强度高、韧性好、耐寒、耐油、耐老化、环保无毒、可分解等特性，可广泛应用于各领域。但是本申请人发现：目前国内尚没有量产的无色透明的高性能TPU胶片，其主要是依赖于进口。因此急需一种TPU胶片配方以及挤出成型方法，解决目前国内尚没有量产的无色透明的高性能TPU胶片的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法，解决目前国内尚没有量产的无色透明的高性能TPU胶片的问题。
为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，提供一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方，其组成成分包括：聚四氢呋喃醚二元醇、C2-C6小分子二元醇和二异氰酸酯；其中，聚四氢呋喃醚二元醇、C2-C6小分子二元醇和二异氰酸酯的重量比为0.3-0.5：0.5-0.7：1。
在第一方面的第一种可能实现方式中，聚四氢呋喃醚二元醇的分子量为650-1000。
在第一方面的第二种可能实现方式中，C2-C6小分子二元醇包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或两种。
在第一方面的第三种可能实现方式中，二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
第二方面，提供一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其包括以下步骤：
(a)称取反应物，并将其加入到反应釜内，其中反应物是由聚四氢呋喃醚二元醇、C2-C6小分子二元醇和二异氰酸酯按照重量比为0.3-0.5：0.5-0.7：0.5-0.7的比例混合制成；
(b)于反应釜内加入抗氧剂，设置反应釜温度，加热反应物和抗氧剂，让其充分反应，得到浇注料；
(c)将浇注料浇注到模具中，并固化，让其形成板材；
(d)对板材进行造粒，获得热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子；
(e)将热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子挤出成型，得到热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片。
在第二方面的第一种可能实现方式中，聚四氢呋喃醚二元醇的分子量为650-1000；C2-C6小分子二元醇包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或两种；二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
在第二方面的第二种可能实现方式中，在步骤(b)中，于反应釜内加入抗氧剂的重量占反应物重量的百分比为0.2％-0.5％。
在第二方面的第三种可能实现方式中，在步骤(b)中，反应釜温度设置为90-110摄氏度，反应物和抗氧剂的反应时间为15-45分钟。
在第二方面的第四种可能实现方式中，在步骤(c)中，浇注料在固化时，其固化温度为115摄氏度，固化时间大于等于12小时。
在第二方面的第五种可能实现方式中，在步骤(e)中，热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子在挤出成型时，其挤出温度为160-180摄氏度。
本申请与现有技术相比具有的优点有：
本申请的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法，所制备的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片无色透明，透光率大于85％，胶片拉伸强度大于40MPa，断裂伸长率大于300％。且本申请的挤出成型方法简单，易于操作，适合大批量生产。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请第一、第二、第三实施例的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的一实施例中，按配方组成成分分别称取：聚四氢呋喃醚二元醇、乙二醇、1,5-戊二醇和二异氰酸酯，其中聚四氢呋喃醚二元醇、乙二醇、1,5-戊二醇和二异氰酸酯的重量比为0.5：0.2：0.35：1。可选地，聚四氢呋喃醚二元醇的分子量介于650-1000之间，二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
请参考图1，其示出了本发明一实施例的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法的步骤流程示意图。按照上述配方制作TUP胶片，热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法1包括以下步骤101至步骤105，其中：
步骤101，制备反应物。将上述按配方称取的各组分加入到反应釜内，使其混合在一起，获得反应物。
步骤102，制备浇注料。于反应釜内加入占反应物重量的百分比为0.2％-0.5％的抗氧剂，设置反应釜温度，该温度优选为90-110℃，例如为90℃、100℃或者110℃，以加热反应物和抗氧剂，加热时间优选为15-45min，例如为15min、30min或者45min，让其充分反应，得到浇注料。
步骤103，浇注、固化。将上述步骤102中反应好的浇注料浇注到经过预热的模具中，然后再将模具放入烘箱，设置烘箱温度为115摄氏度，对浇注料进行固化，固化时间大于等于12小时，以使其充分固化，形成板材。
步骤104，制备TPU粒子。将固化好的板材从模具中脱模，并送入造粒机，通过造粒机将其滚切成颗粒状，获得TPU粒子。
步骤105，制备TPU胶片。将TPU粒子加入到挤出机中，通过挤出机料筒和螺杆间的作用，使其边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成TPU胶片。优选的，TPU粒子的挤出温度为160-180℃，例如为160℃、170℃或者180℃，但并不以此为限。
测试根据上述配方所制备的TPU胶片的透光率、拉伸强度和拉伸断裂伸长率，其透光率为88,拉伸强度为41MPa，断裂伸长率为889％。
本发明的二实施例中，按配方组成成分分别称取：聚四氢呋喃醚二元醇、乙二醇、1,5-戊二醇和二异氰酸酯，其中聚四氢呋喃醚二元醇、乙二醇、1,5-戊二醇和二异氰酸酯的重量比为0.3：0.3：0.4：1。可选地，聚四氢呋喃醚二元醇的分子量介于650-1000之间，二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
请参考图1，其示出了本发明二实施例的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法的步骤流程示意图。按照上述配方制作TUP胶片，热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法1包括以下步骤101至步骤105，其中：
步骤101，制备反应物。将上述按配方称取的各组分加入到反应釜内，使其混合在一起，获得反应物。
步骤102，制备浇注料。于反应釜内加入占反应物重量的百分比为0.2％-0.5％的抗氧剂，设置反应釜温度，该温度优选为90-110℃，例如为90℃、100℃或者110℃，以加热反应物和抗氧剂，加热时间优选为15-45min，例如为15min、30min或者45min，让其充分反应，得到浇注料。
步骤103，浇注、固化。将上述步骤102中反应好的浇注料浇注到经过预热的模具中，然后再将模具放入烘箱，设置烘箱温度为115摄氏度，对浇注料进行固化，固化时间大于等于12小时，以使其充分固化，形成板材。
步骤104，制备TPU粒子。将固化好的板材从模具中脱模，并送入造粒机，通过造粒机将其滚切成颗粒状，获得TPU粒子。
步骤105，制备TPU胶片。将TPU粒子加入到挤出机中，通过挤出机料筒和螺杆间的作用，使其边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成TPU胶片。优选的，TPU粒子的挤出温度为160-180℃，例如为160℃、170℃或者180℃，但并不以此为限。
测试根据上述配方所制备的TPU胶片的透光率、拉伸强度和拉伸断裂伸长率，其透光率为91,拉伸强度为45.05MPa，断裂伸长率为486％。
本发明的三实施例中，按配方组成成分分别称取：聚四氢呋喃醚二元醇、乙二醇、1,4-丁二醇和二异氰酸酯，其中聚四氢呋喃醚二元醇、乙二醇、1,4-丁二醇和二异氰酸酯的重量比为0.4：0.2：0.4：1。可选地，聚四氢呋喃醚二元醇的分子量介于650-1000之间，二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
请参考图1，其示出了本发明三实施例的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法的步骤流程示意图。按照上述配方制作TUP胶片，热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法1包括以下步骤101至步骤105，其中：
步骤101，制备反应物。将上述按配方称取的各组分加入到反应釜内，使其混合在一起，获得反应物。
步骤102，制备浇注料。于反应釜内加入占反应物重量的百分比为0.2％-0.5％的抗氧剂，设置反应釜温度，该温度优选为90-110℃，例如为90℃、100℃或者110℃，以加热反应物和抗氧剂，加热时间优选为15-45min，例如为15min、30min或者45min，让其充分反应，得到浇注料。
步骤103，浇注、固化。将上述步骤102中反应好的浇注料浇注到经过预热的模具中，然后再将模具放入烘箱，设置烘箱温度为115摄氏度，对浇注料进行固化，固化时间大于等于12小时，以使其充分固化，形成板材。
步骤104，制备TPU粒子。将固化好的板材从模具中脱模，并送入造粒机，通过造粒机将其滚切成颗粒状，获得TPU粒子。
步骤105，制备TPU胶片。将TPU粒子加入到挤出机中，通过挤出机料筒和螺杆间的作用，使其边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成TPU胶片。优选的，TPU粒子的挤出温度为160-180℃，例如为160℃、170℃或者180℃，但并不以此为限。
测试根据上述配方所制备的TPU胶片的透光率、拉伸强度和拉伸断裂伸长率，其透光率为90,拉伸强度为42.5MPa，断裂伸长率为480％。
结合上述第一至第三实施例的测试数据，可以明显的得到，根据本申请热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方和热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，所制备的TPU胶片透光率大于85％，胶片拉伸强度大于40MPa，断裂伸长率大于300％，且TPU胶片整体呈无色透明状。同时本申请的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法步骤简单，易于操作，适合大批量生产。
综上所述，本申请提供了一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方及其挤出成型方法。根据本申请热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方和热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，可以实现量产无色透明且具有高性能的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片，解决目前国内尚没有量产的无色透明的高性能TPU胶片的问题。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方，其特征在于，其组成成分包括：
聚四氢呋喃醚二元醇、C2-C6小分子二元醇和二异氰酸酯；
其中，所述聚四氢呋喃醚二元醇、所述C2-C6小分子二元醇和所述二异氰酸酯的重量比为0.3-0.5：0.5-0.7：1。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方，其特征在于，所述聚四氢呋喃醚二元醇的分子量为650-1000。
3.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方，其特征在于，所述C2-C6小分子二元醇包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片配方，其特征在于，所述二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
5.一种热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)称取反应物，并将其加入到反应釜内，其中所述反应物是由聚四氢呋喃醚二元醇、C2-C6小分子二元醇和二异氰酸酯按照重量比为0.3-0.5：0.5-0.7：0.5-0.7的比例混合制成；
(b)于所述反应釜内加入抗氧剂，设置所述反应釜温度，加热所述反应物和所述抗氧剂，让其充分反应，得到浇注料；
(c)将所述浇注料浇注到模具中，并固化，让其形成板材；
(d)对所述板材进行造粒，获得热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子；
(e)将所述热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子挤出成型，得到热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片。
6.根据权利要求5所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其特征在于，所述聚四氢呋喃醚二元醇的分子量为650-1000；所述C2-C6小分子二元醇包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或两种；所述二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
7.根据权利要求5所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，于所述反应釜内加入所述抗氧剂的重量占所述反应物重量的百分比为0.2％-0.5％。
8.根据权利要求5所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述反应釜温度设置为90-110摄氏度，所述反应物和所述抗氧剂的反应时间为15-45分钟。
9.根据权利要求5所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，所述浇注料在固化时，其固化温度为115摄氏度，固化时间大于等于12小时。
10.根据权利要求5所述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶胶片挤出成型方法，其特征在于，在所述步骤(e)中，所述热塑性聚氨酯弹性体橡胶粒子在挤出成型时，其挤出温度为160-180摄氏度。
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