CN112094398A - 一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法,所述方法包括如下步骤:将二异氰酸酯化合物、扩链剂、改性聚酯多元醇在搅拌器中均匀混合;将混合均匀的物料喂入反应型的双螺杆挤出机中,经过反应挤出、水下切粒后得到聚氨酯弹性体的颗粒,其中双螺杆挤出机的温度控制在140‑250摄氏度,螺杆转速为150‑350RPM,根据本发明做出的产品具有非常优异的耐油污性能,可广泛应用于智能可穿戴、音箱底座、汽车换档杆等对耐污要求比较高的领域中,解决了目前行业内普遍存在的TPU耐油污差的缺点,满足了汽车、电子电器等领域对TPU的高耐油污的要求。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯弹性体材料的制备技术领域,具体涉及一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术:
目前聚氨酯弹性体(TPU)材料凭借其软质的触感、优异的回弹、出色的耐磨和加工等性能被广泛的应用于智能可穿戴、手机护套和汽车换挡器等领域,但是目前行业内存在普遍的问题为TPU的耐油污性能较差,特别是在智能手环、手机护套等领域应用时特别容易被油渍、化妆品、汗液、油墨等污染且比较难以清理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法,以解决现有技术中TPU的耐油污性能较差的缺陷。
现通过以下技术方案来实现本发明:
第一方面,提供了一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,按百分比计包括:
a)二异氰酸酯化合物:18-58%;
b)扩链剂:2-20%;
c)改性聚酯多元醇:25-75%。
结合第一方面,所述改性聚酯多元醇的结构式为:
式中R1为2~14个碳原子的线性亚烷基或3~14碳原子的支化亚烷基;
式中R2为2~14个碳原子的线性亚烷基或3~14碳原子的支化亚烷基或苯基;
式中R3为3-10个碳原子的线性亚烷基或支化亚烷基。
结合第一方面,所述改性聚酯多元醇的数均分子量为500-6000g/mol。
结合第一方面,所述改性聚酯多元醇中的n:m为1:18~1:08。
结合第一方面,所述二异氰酸酯化合物包括芳香族和脂肪族异氰酸酯。
结合第一方面,所述扩链剂为脂肪族二醇、脂肪族二胺、芳香族二醇和芳香族二胺中的一种或多种。
结合第一方面,所述弹性体中还包括酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺中的一种或多种作为聚合反应的催化剂。
结合第一方面,所述弹性体中还包括抗氧剂、光稳定剂、耐UV剂、紫外线吸收剂和润滑剂中的一种或多种加工辅助助剂。
第二方面,提供了一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体的制备方法,所述方法包括如下步骤:
将二异氰酸酯化合物、扩链剂、改性聚酯多元醇在搅拌器中均匀混合;
将混合均匀的物料喂入反应型的双螺杆挤出机中,经过反应挤出、水下切粒后得到聚氨酯弹性体的颗粒,其中双螺杆挤出机的温度控制在140-250摄氏度,螺杆转速为150-350RPM。
本发明的优点在于:该种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,具有非常优异的耐油污性能,可广泛应用于智能可穿戴、音箱底座、汽车换档杆等对耐污要求比较高的领域中,解决了目前行业内普遍存在的TPU耐油污差的缺点,满足了汽车、电子电器等领域对TPU的高耐油污的要求。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,按百分比计包括:
a)二异氰酸酯化合物:18-58%;
b)扩链剂:2-20%;
c)改性聚酯多元醇:25-75%。
在本实施例中,所述改性聚酯多元醇的结构式为:
式中R1为2~14个碳原子的线性亚烷基或3~14碳原子的支化亚烷基;
式中R2为2~14个碳原子的线性亚烷基或3~14碳原子的支化亚烷基或苯基;
式中R3为3-10个碳原子的线性亚烷基或支化亚烷基。
在本实施例中,所述改性聚酯多元醇的数均分子量为500-6000g/mol;优选的为800-4000g/mol,最优选的为1000-3000g/mol。
在本实施例中,所述改性聚酯多元醇中的n:m为1:18~1:08;优选的为1:15~1:10;最优选的为1:14~1:12。
在本实施例中,所述二异氰酸酯化合物包括芳香族和脂肪族异氰酸酯,优选二苯基甲烷二异氰酸酯及其氢化物。
在本实施例中,所述扩链剂为脂肪族二醇、脂肪族二胺、芳香族二醇和芳香族二胺中的一种或多种,其中优选的为脂肪族二醇和芳香族二醇类扩链剂;最优选的为脂肪族二醇。
在本实施例中,所述弹性体中还包括酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺中的一种或多种作为聚合反应的催化剂。
在本实施例中,所述弹性体中还包括抗氧剂、光稳定剂、耐UV剂、紫外线吸收剂和润滑剂中的一种或多种加工辅助助剂。
一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体的制备方法,所述方法包括如下步骤:
将二异氰酸酯化合物、扩链剂、改性聚酯多元醇在搅拌器中均匀混合;
将混合均匀的物料喂入反应型的双螺杆挤出机中,经过反应挤出、水下切粒后得到聚氨酯弹性体的颗粒,其中双螺杆挤出机的温度控制在140-250摄氏度,螺杆转速为150-350RPM。
以下通过实施例进一步阐述本发明的技术方案:
对照组1:
称取1000g官能度为2的聚酯多元醇(EPBA2000),305.4g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),64.4g脂肪族二醇(BDO)放入容器中,并加热到90℃;
在容器中加入0.3%EPBA2000重量的抗氧剂(1010),0.2%EPBA2000重量的抗氧剂(168),0.2%EPBA2000重量的润滑剂(E蜡),0.4%EPBA2000重量的耐UV剂(201),0.2%EPBA2000重量的紫外线吸收剂(144)以及30ppmEPBA2000重量的催化剂(辛酸亚锡),将物料充分搅拌,待温度达到105℃时停止搅拌;
将搅拌后的混合物放入到80℃的烘箱中熟化24h备用,熟化完成的成品利用粉碎机粉碎后,注塑成标准样片进行耐油污性能的测试;
对照组2
称取1000g官能度为2的聚酯多元醇(EPBA2000),370g六亚甲基二异氰酸酯(HDI),91g脂肪族二醇(BDO)放入容器中,并加热到90℃;
在容器中加入0.3%EPBA2000重量的抗氧剂(1010),0.2%EPBA2000重量的抗氧剂(168),0.2%EPBA2000重量的润滑剂(E蜡),0.4%EPBA2000重量的耐UV剂(201),0.2%EPBA2000重量的紫外线吸收剂(144)以及30ppmEPBA2000重量的催化剂(辛酸亚锡),将物料充分搅拌,待温度达到105℃时停止搅拌;
将搅拌后的混合物放入到80℃的烘箱中熟化24h备用,熟化完成的成品利用粉碎机粉碎后,注塑成标准样片进行耐油污性能的测试;
实施例1
称取1000g官能度为2.02(TMP交联)的改性聚酯多元醇(EPBA2000),305.4g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),64.4g脂肪族二醇(BDO)放入容器中,并加热到90℃;
在容器中加入0.3%EPBA2000重量的抗氧剂(1010),0.2%EPBA2000重量的抗氧剂(168),0.2%EPBA2000重量的润滑剂(E蜡),0.4%EPBA2000重量的耐UV剂(201),0.2%EPBA2000重量的紫外线吸收剂(144)以及30ppmEPBA2000重量的催化剂(辛酸亚锡),将物料充分搅拌,待温度达到105℃时停止搅拌;
将搅拌后的混合物放入到80℃的烘箱中熟化24h备用,熟化完成的成品利用粉碎机粉碎后,注塑成标准样片进行耐油污性能的测试;
实施例2
称取1000g官能度为2.05(TMP交联)的改性聚酯多元醇(EPBA2000),305.4g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),64.4g脂肪族二醇(BDO)放入容器中,并加热到90℃;
在容器中加入0.3%EPBA2000重量的抗氧剂(1010),0.2%EPBA2000重量的抗氧剂(168),0.2%EPBA2000重量的润滑剂(E蜡),0.4%EPBA2000重量的耐UV剂(201),0.2%EPBA2000重量的紫外线吸收剂(144)以及30ppmEPBA2000重量的催化剂(辛酸亚锡),将物料充分搅拌,待温度达到105℃时停止搅拌;
将搅拌后的混合物放入到80℃的烘箱中熟化24h备用,熟化完成的成品利用粉碎机粉碎后,注塑成标准样片进行耐油污性能的测试;
实施例3
称取1000g官能度为2.1(TMP交联)的改性聚酯多元醇(EPBA2000),370g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),91g脂肪族二醇(BDO)放入容器中,并加热到90℃;
在容器中加入0.3%EPBA2000重量的抗氧剂(1010),0.2%EPBA2000重量的抗氧剂(168),0.2%EPBA2000重量的润滑剂(E蜡),0.4%EPBA2000重量的耐UV剂(201),0.2%EPBA2000重量的紫外线吸收剂(144)以及30ppmEPBA2000重量的催化剂(辛酸亚锡),将物料充分搅拌,待温度达到105℃时停止搅拌;
将搅拌后的混合物放入到80℃的烘箱中熟化24h备用,熟化完成的成品利用粉碎机粉碎后,注塑成标准样片进行耐油污性能的测试。
实施例4
称取1000g官能度为2.1(TMP交联)的改性聚酯多元醇(EPBA2000),370g六亚甲基二异氰酸酯(HDI),91g脂肪族二醇(BDO)放入容器中,并加热到90℃;
在容器中加入0.3%EPBA2000重量的抗氧剂(1010),0.2%EPBA2000重量的抗氧剂(168),0.2%EPBA2000重量的润滑剂(E蜡),0.4%EPBA2000重量的耐UV剂(201),0.2%EPBA2000重量的紫外线吸收剂(144)以及30ppmEPBA2000重量的催化剂(辛酸亚锡),将物料充分搅拌,待温度达到105℃时停止搅拌;
将搅拌后的混合物放入到80℃的烘箱中熟化24h备用,熟化完成的成品利用粉碎机粉碎后,注塑成标准样片进行耐油污性能的测试。
将对照组1、2和实施例1-4的标准样片分别用油性笔、口红、红酒涂抹在表面,放入到60℃的烘箱中烘干(5min),取出后用湿纸巾擦拭干净;
结果如表1所示,
上述对照组1和对照组2均为现有技术中常规制备方法制备的,实施例1-4是通过本发明的方法制备的,由实施例和对照组的检测数据可见,本发明通过特定的改性聚酯多元醇配合二异氰酸酯化合物和扩链剂,使得TPU材料的耐污性能得到了大幅度的提高。
由技术常识可知,本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于,按百分比计包括:
a)二异氰酸酯化合物:18-58%;
b)扩链剂:2-20%;
c)改性聚酯多元醇:25-75%。
3.根据权利要求2所述的一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于:所述改性聚酯多元醇的数均分子量为500-6000g/mol。
4.根据权利要求3所述的一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于:所述改性聚酯多元醇中的n:m为1:18~1:08。
5.根据权利要求2-4所述任意的一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于:所述二异氰酸酯化合物包括芳香族和脂肪族异氰酸酯。
6.根据权利要求5所述的一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于:所述扩链剂为脂肪族二醇、脂肪族二胺、芳香族二醇和芳香族二胺中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于:所述弹性体中还包括酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺中的一种或多种作为聚合反应的催化剂。
8.根据权利要求7所述的一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体,其特征在于:所述弹性体中还包括抗氧剂、光稳定剂、耐UV剂、紫外线吸收剂和润滑剂中的一种或多种加工辅助助剂。
9.根据权利要求1-8所述的任意一种高耐污热塑性聚氨酯弹性体的制备方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
将二异氰酸酯化合物、扩链剂、改性聚酯多元醇在搅拌器中均匀混合;
将混合均匀的物料喂入反应型的双螺杆挤出机中,经过反应挤出、水下切粒后得到聚氨酯弹性体的颗粒,其中双螺杆挤出机的温度控制在140-250摄氏度,螺杆转速为150-350RPM。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201218 |