CN114805725A - 一种具有良好加工性能的tpu树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及TPU树脂合成技术领域，尤其是一种具有良好加工性能的TPU树脂及其制备方法。一种具有良好加工性能的TPU树脂，是由包含以下原料制备而成：异氰酸酯组合物、催化剂、助剂、3甲基‑1,5‑戊二醇、3甲基‑1，5‑戊二醇改性聚酯多元醇；3甲基‑1，5‑戊二醇改性聚酯多元醇是由有机酸、二元醇和催化剂制备而成；二元醇为3甲基‑1,5‑戊二醇搭配1，4丁二醇和1，6己二醇中的至少一种。采用本申请制备的TPU树脂所生产的流延膜具有较好的平整性和连续性，加工性能优异且成品率较高。
Description
技术领域
本申请涉及TPU树脂合成技术领域，尤其是涉及一种具有良好加工性能的TPU树脂及其制备方法。
背景技术
热塑型聚氨酯弹性体(TPU)因具有特殊的软硬段嵌段共聚物结构，具有高强度、高模 量和优良的机械性能。和其他弹性体材料相比，TPU硬度范围宽(45A-80D)，在耐磨性能、弹性和力学性能等方面具有较好的综合性能，因此在脚轮、轴套或筛板等领域得到越来越广 泛的关注。
专利CN101633717B报道了以聚四氢呋喃多元醇(PTMG)为原料合成的浇注型聚氨酯 弹性体，其硬度86～93A，回弹率大于70％，撕裂强度大于100KN/m；JP8231669报道了将PTMG掺混和MDI合成NCO含量为5～15％的预聚体，再采用醇扩链得到聚氨酯弹性体， 其回弹率大于70％，硬度为70-85A，撕裂强度为63～70KN/m。
上述资料合成的聚氨酯弹性体以PTMG为原料，均获得了较高的回弹性和力学性能。 但其合成产品均为浇注型聚氨酯弹性体，属于热固性聚氨酯材料，在用于加工脚轮或轴套等 产品时存在操作效率低、废品率高且无法重复使用等问题。聚氨酯弹性体软段采用纯PTMG 为原料，产品的力学性能、耐磨性能和刚性等存在不足。针对上述中的相关技术，发明人发 现技术方案存在以下缺陷：虽然获得了较高的回弹性和力学性能，但是实际加工过程中发现， 所成薄膜的平整性和连续性较差，存在加工难度大和废品率高的问题。
发明内容
为了解决相关技术中存在的加工难度大和废品率高的问题，本申请提供了一种具有良 好加工性能的TPU树脂及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种具有良好加工性能的TPU树脂，是通过以下技术方案得 以实现的：
一种具有良好加工性能的TPU树脂，是由包含以下原料制备而成：异氰酸酯组合物、催化剂、 助剂、3甲基-1,5-戊二醇、3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇；所述3甲基-1,5-戊二醇中羟 基的摩尔量和3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇中羟基的摩尔量之和与异氰酸酯组合物中 -NCO-的摩尔量之比为1:(0.95-0.99)；所述3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由有机酸、 二元醇和催化剂制备而成；所述二元醇为3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4丁二醇和1，6己二醇 中的至少一种。
本申请主要是以3甲基-1，5-戊二醇为扩链剂进行TPU整体配方的优化改进其加工性 能，3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇搭配扩链剂3甲基-1，5-戊二醇所制备的TPU树脂的 加工性能得到了优化，且采用本申请所生产的TPU树脂所制备的流延膜不仅具有较好的平整 性和连续性，加工性能良好，成品率较高，而且在力学性能上也有进一步的改善。
优选的，所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的分子量为1000-3000；所述有机酸为己 二酸、葵二酸、棕榈油中的至少一种；所述3甲基-1,5-戊二醇与3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯 多元醇的摩尔比是2-8:1。
通过采用上述技术方案，可制备得到重均分子量为1000-3000的3甲基-1,5-戊二醇聚 酯多元醇，进而保证所生产的TPU树脂所制备的流延膜不仅具有较好的平整性、连续性和加 工性能。
优选的，所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步骤一，投 料，有机酸、二元醇和催化剂混合均匀；步骤二，升温至130-140℃，反应至出水；步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2-2.5h；步骤四，检测酸值低于25mgKOH/g，开始抽真空， 持续0.1-3.0h，检测OH-值，OH-值控制在35.4-115，出料得成品。
通过采用上述技术方案，可制备得到质量优良且批次质量稳定的3甲基-1,5-戊二醇聚 酯多元醇，进而保证所制备得到的TPU粒料的质量。此外，本申请中3甲基-1,5-戊二醇聚酯 多元醇的制备方法相对简单，便于实现工业级批量生产。
优选的，所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的分子量为3000；所述有机酸为棕榈油； 所述二元醇为3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4丁二醇和1，6己二醇；所述3甲基-1,5-戊二醇、1， 4丁二醇和1，6己二醇的质量比为2:3:2；所述3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇和1，6己二 醇摩尔量之和是棕榈油的摩尔量的1.51-1.60倍；所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的制备方 法，包括以下步骤：步骤一，投料，按配比将棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇和1， 6己二醇混合均匀；步骤二，升温至130-140℃，反应至出水；步骤三，升温至220-230℃， 酯交换反应2-2.5h；步骤四，检测酸值低于25mgKOH/g，开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续0.1-3h，检测OH-值，OH-值控制在37.4±2。
通过采用上述技术方案，可制备得到高质量的棕榈油改性3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元 醇，进一步保证所生产的TPU树脂所制备的流延膜不仅具有较好的平整性、连续性和加工性 能。
优选的，所述异氰酸酯组合物是由MDI、MDI-50中的至少一种与HDI形成的异氰酸酯混合物。
通过采用上述技术方案，通过优化HDI与MDI、MDI-50的搭配，可制备得到的高质量的TPU粒料。
优选的，所述异氰酸酯是由MDI、MDI-50和HDI构成；所述MDI、MDI-50和HDI 的摩尔比为(0.8-0.85):0.1：(0.05-0.1)。
通过采用上述技术方案，通过优化MDI、MDI-50和HDI的使用比例，可制备得到的高质量的TPU粒料。
优选的，所述助剂包括流平剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、润滑剂、脱膜剂中的至少一种。
通过采用上述技术方案，通过优化助剂的选择可生产得到符合客户需求的TPU粒料， 且可根据实际需求选择赋予TPU粒料较好的抗老化性、抗紫外性能、阻燃性能、加工性能。
优选的，所述催化剂为有机铋；所述催化剂的质量为芳香族异氰酸酯、3甲基-1,5-戊 二醇和3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇总质量的0.01％-0.1％。
通过采用上述技术方案，通过优化催化剂的选择和用量，不仅可起到较好的催化效果， 而且可降低生产成本。
第二方面，本申请提供的一种具有良好加工性能的TPU树脂的制备方法，是通过以下 技术方案得以实现的：
一种具有良好加工性能的TPU树脂的制备方法，包括以下步骤：
S1，进料，
将计量准确的3甲基-1,5-戊二醇投入双螺杆挤出机的第一料槽中，
将计量准确的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇投入双螺杆挤出机的第二料槽中， 将异氰酸酯组合物、催化剂、助剂搅拌均匀后投入双螺杆挤出机的第三料槽中；
S2，双螺杆挤出机中的机筒段温度为160-220℃，使用齿轮泵将材料从挤出机中排出；
S3，水冷粒化，干燥得TPU粒料。
通过采用上述技术方案，本申请的制备方法相对简单，易于实现工业化生产，且可生 产制备得到高质量的TPU粒料，所生产的各批次粒料质量稳定。
优选的，所述S2中干燥操作为：在流化床干燥器中于80℃-95℃下干燥所得粒料，停 留时间为5-10min，至水含量＜0.03％，随后在80℃下，进行15-20h的热调，得TPU粒料。
通过采用上述技术方案，有效降低TPU粒料的含水量，进而保证最终获得TPU粒料的质量。
综上所述，本申请具有以下优点：
1、采用本申请制备的TPU树脂所生产的流延膜具有较好的平整性和连续性，加工性能优异 且成品率较高。
2、本申请采用的是环保性的生物基原料-棕榈油与多元醇反应制备得棕榈油改性聚酯 多元醇作为TPU的合成材料，可降低对石油的依赖，降低生产成本。
3、本申请的制备方法相对简单，易于实现工业化生产，且可生产制备得到高质量的 TPU粒料。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
制备例
制备例1
分子量为1000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由己二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔 量之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是己二酸、3甲基-1,5-戊二醇和1，4丁二醇 总质量的40ppm。
分子量为1000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在112±3，得分子 量为1000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例2
分子量为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由己二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔 量之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是己二酸、3甲基-1,5-戊二醇和1，4丁二醇 总质量的40ppm。
分子量为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在56±3，得分子量 为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例3
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由己二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔 量之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是己二酸、3甲基-1,5-戊二醇和1，4丁二醇 总质量的40ppm。
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在37.4±2，得分子 量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例4
分子量为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由葵二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。葵二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔 量之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是葵二酸、3甲基-1,5-戊二醇和1，4丁二醇 总质量的40ppm。
分子量为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在56±3，得分子量 为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例5
分子量为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由己二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 6己二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，6己二醇的摩尔 量之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是己二酸、3甲基-1,5-戊二醇和1，6己二醇 总质量的40ppm。
分子量为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，6己二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在56±3，得分子量 为2000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例6
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔 比为2:1.1:2.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇总质 量的40ppm。
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将棕榈油、钛酸四异丙酯、1，4丁二醇和3甲基-1,5-戊二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在37.4±2，得分子 量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例7
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 6己二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，6己二醇的摩尔 比为2:1.1:2.1。钛酸四异丙酯的用量是棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，6己二醇总质量的40ppm。
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将棕榈油、钛酸四异丙酯、1，6己二醇和3甲基-1,5-戊二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在37.4±2，得分子 量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例8
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 6己二醇、1，4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，6 己二醇和1，4丁二醇的摩尔量之比为2:1.03:0.83:1.24。钛酸四异丙酯的用量是棕榈油、3甲 基-1,5-戊二醇搭配1，6己二醇、1，4丁二醇总质量的40ppm。
分子量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将棕榈油、钛酸四异丙酯、1，4丁二醇、1，6己二醇和3甲基-1,5-戊二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在37.4±2，得分子 量为3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例9
分子量为500的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由己二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4 丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔量 之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇总 质量的40ppm。
分子量为1000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在224±3，得分子 量为500的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例10
分子量为5000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由己二酸、3甲基-1,5-戊二醇搭配1， 4丁二醇和催化剂-钛酸四异丙酯制备而成。己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇的摩尔 量之比为2:1.1:1.1。催化剂-钛酸四异丙酯的用量是己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇 总质量的40ppm。
分子量为1000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步 骤一，投料，将计量准确的己二酸、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇投入至反应釜中，混合均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在22.4±0.6，得分 子量为5000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例11
分子量为500的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，投料，以摩尔比4:3.1:3.1将棕榈油、1，4丁二醇和3甲基-1，5-戊二醇投入至反应 釜中，后加入棕榈油、1，4丁二醇和3甲基-1，5-戊二醇总质量40ppm的钛酸四异丙酯混合 均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在224±3，得分子 量为500的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
制备例12
分子量为5000的棕榈油改性聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，投料，以摩尔比4:3.1:3.1将棕榈油、1，4丁二醇和3甲基-1，5-戊二醇投入至反应 釜中，后加入棕榈油、1，4丁二醇和3甲基-1，5-戊二醇总质量40ppm的钛酸四异丙酯混合 均匀，备用；
步骤二，升温至130-135.0℃，反应至出水；
步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2.0h；
步骤四，检测酸值，酸值高于25mgKOH/g，则继续酯交换反应10min再对酸值进行检测，重 复上述操作直至酸值低于25mgKOH/g；酸值低于25mgKOH/g，则开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续15min后检测物料的OH-值，OH-值控制在22.4±0.6，得分 子量为5000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇。
实施例
实施例1
一种具有良好加工性能的TPU树脂，是由以下原料制备而成：
200.21g的MDI
25.03g的MDI-50
16.82g的HDI
210.3g制备例1中的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇
47.85g3甲基-1,5-戊二醇
36.49g1，4丁二醇
0.16g的辛癸酸铋
1.07g的流平剂-KMT-5514
5.37g的抗氧化剂BHT
5.37g的阻燃剂-液体稀土稳定剂RE120
2.20g的抗紫外线吸收剂312
3.22g的TPU添加剂-润滑剂
2.68g的GLYCOLUBEVL脱模剂。
一种具有良好加工性能的TPU树脂的制备方法，包括以下步骤：
S1，将计量准确的3甲基-1,5-戊二醇和1，4丁二醇投入双螺杆挤出机的第一料槽中，将计量 准确的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇投入双螺杆挤出机的第二料槽中，同时将计量准 确的MDI异氰酸酯、MDI-50异氰酸酯、HDI异氰酸酯、辛癸酸铋、流平剂-KMT-5514、抗 氧化剂BHT、液体稀土稳定剂RE120搅拌均匀后投入双螺杆挤出机的第三料槽中，双螺杆挤 出机中的机筒段温度为160-220℃，使用齿轮泵将材料从挤出机中排出；
S2，水冷粒化，干燥，在流化床干燥器中于85℃下干燥所得粒料，停留时间为10min，至水 含量＜0.03％，随后在80℃下，进行20h的热调整，得TPU粒料。
实施例2-8的TPU树脂的配方参见表1。
表1是实施例2-8中TPU树脂的配方
实施例9-15中TPU树脂的配方参见表2。
表2是实施例9-15中TPU树脂的配方
实施例16-20中TPU树脂的配方参见表3。
表3是实施例16-20中TPU树脂的配方
对比例
对比例1-5中TPU树脂的配方参见表3。
表4是对比例1-5中TPU树脂的配方
性能检测试验
检测方法/试验方法
1、对实施例1-22和对比例1-5中的TPU粒度进行硬度测试，邵氏硬度计进行硬度测试。
2、流延膜的制备方法，分别采用实施例1-22和对比例1-5中的TPU粒度进行流延膜的制备。流延膜的制备方法为：TPU薄膜流延挤出法。
2.1、晶点检测：灯光下观察流延膜的晶点数量，检测流延膜的规格为1.0m*2.0m。取 不同批次的10张流延膜进行晶点检测，晶点数量＝晶点总数/10。
2.2、连续性检测：观察流延膜加工过程中，流延薄膜是否易发生断裂。
3、力学强度测试：拉伸强度测试按照GB1040-79塑料拉伸试验方法测试。拉伸断裂率测试按照GB1040-79塑料拉伸试验方法测试。
数据分析
表5是实施例1-22和对比例1-5的测试参数
结合实施例1-20和对比例1-5并结合表5可以看出，实施例1-3与对比例1-2相对比，实施 例1-3中TPU粒料制备的薄膜力学性能稍优于对比例1-2中TPU粒料制备的薄膜，且实施例 1-3中TPU粒料制备的薄膜的晶点数量小于对比例1-2中TPU粒料制备的薄膜，因此，分子 量为1000-3000的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇生产的TPU树脂，薄膜加工性能较好。
结合实施例1-20和对比例1-5并结合表5可以看出，实施例1与实施例6相对比，实施例6中TPU粒料制备的薄膜力学性能与实施例1中TPU粒料制备的薄膜相近，且实施例5 中TPU粒料制备的薄膜的晶点数量与实施例1中TPU粒料制备的薄膜相近，因此，采用棕 榈油改性聚酯多元醇生产的TPU树脂可降低对石油资源的依赖，降低生产成本。
结合实施例1-20和对比例1-5并结合表5可以看出，实施例3、实施例11与对比例5相对比，实施例3和11中TPU粒料制备的薄膜力学性能优于对比例5中TPU粒料制备的薄 膜，且实施例3和111中TPU粒料制备的薄膜的晶点数量小于对比例4中TPU粒料制备的 薄膜，因此，3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4丁二醇和/或1，6己二醇制备的TPU树脂质量更好。
结合实施例1-20和对比例1-5并结合表5可以看出，实施例15与实施例3、11相对比，实施例15中TPU粒料制备的薄膜力学性能优于实施例3、11中TPU粒料制备的薄膜， 且实施例/5中TPU粒料制备的薄膜的晶点数量与实施例3、11中TPU粒料制备的薄膜相差 较小，因此，3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4丁二醇、1，6己二醇制备的TPU树脂质量更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在 阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的 权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述产品是由包含以下原料制备而成：异氰酸酯组合物、催化剂、助剂、3甲基-1,5-戊二醇、3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇；所述3甲基-1,5-戊二醇中羟基的摩尔量和3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇中羟基的摩尔量之和与异氰酸酯组合物中-NCO-的摩尔量之比为1:（0.95-0.99）；所述3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇是由有机酸、二元醇和催化剂制备而成；所述二元醇为3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4丁二醇和1，6己二醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的分子量为1000-3000；所述有机酸为己二酸、葵二酸、棕榈油中的至少一种；所述3甲基-1,5-戊二醇与3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇的摩尔比是2-8:1。
3.根据权利要求2所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的制备方法， 包括以下步骤：步骤一，投料，有机酸、二元醇和催化剂混合均匀；步骤二，升温至130-140℃，反应至出水；步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2-2.5h；步骤四，检测酸值低于25mgKOH/g，开始抽真空，持续0.1-3.0h，检测OH-值，OH-值控制在35.4-115，出料得成品。
4.根据权利要求1所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的分子量为3000；所述有机酸为棕榈油；所述二元醇为3甲基-1,5-戊二醇搭配1，4丁二醇和1，6己二醇；所述3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇和1，6己二醇的质量比为2:3:2；所述3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇和1，6己二醇摩尔量之和是棕榈油的摩尔量的1.51-1.60倍；所述3甲基-1,5-戊二醇聚酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：步骤一，投料，按配比将棕榈油、3甲基-1,5-戊二醇、1，4丁二醇和1，6己二醇混合均匀；步骤二，升温至130-140℃，反应至出水；步骤三，升温至220-230℃，酯交换反应2-2.5h；步骤四，检测酸值低于25mgKOH/g，开始抽真空，表压从0.018MPa抽至0.098MPa，持续0.1-3h，检测OH-值，OH-值控制在37.4±2。
5.根据权利要求4所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述异氰酸酯组合物是由MDI、MDI-50中的至少一种与HDI形成的异氰酸酯混合物。
6.根据权利要求5所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述异氰酸酯是由MDI、MDI-50和HDI构成；所述MDI、MDI-50和HDI的摩尔比为（0.8-0.85）:0.1：（0.05-0.1）。
7.根据权利要求1所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述助剂包括流平剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、润滑剂、脱膜剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂，其特征在于：所述催化剂为有机铋；所述催化剂的质量为芳香族异氰酸酯、3甲基-1,5-戊二醇和3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇总质量的0.01%-0.1%。
9.权利要求1-8中任一项所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，进料，
将计量准确的3甲基-1,5-戊二醇投入双螺杆挤出机的第一料槽中，
将计量准确的3甲基-1，5-戊二醇改性聚酯多元醇投入双螺杆挤出机的第二料槽中，
将异氰酸酯组合物、催化剂、助剂搅拌均匀后投入双螺杆挤出机的第三料槽中；
S2，双螺杆挤出机中的机筒段温度为160-220℃，使用齿轮泵将材料从挤出机中排出；
S3，水冷粒化，干燥得TPU粒料。
10.根据权利要求9所述的一种具有良好加工性能的TPU树脂的制备方法，其特征在于：所述S2中干燥操作为：在流化床干燥器中于80℃-95℃下干燥所得粒料，停留时间为5-10min，至水含量＜0.03%，随后在80℃下，进行15-20h的热调，得TPU粒料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210304575.7A CN114805725A (zh) | 2022-03-26 | 2022-03-26 | 一种具有良好加工性能的tpu树脂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202210304575.7A CN114805725A (zh) | 2022-03-26 | 2022-03-26 | 一种具有良好加工性能的tpu树脂及其制备方法 |
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