CN115141479B - 包胶pc用的改性tpu及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热塑性聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种包胶PC用的改性TPU及其制备方法。由原料一和原料二两种TPU材料共混改性组成，原料一与原料二的质量比为（3‑10）:（90‑100），原料二为热塑性聚氨酯弹性体T4190，原料一由以下质量分数原料制成：聚酯型二元醇55%‑72%，二异氰酸酯23%‑36%，扩链剂3%‑9%，抗氧剂0.1%‑0.3%，光稳定剂0.1%‑0.4%，催化剂0.008%‑0.03%。本方法通过共混改性的方式，在T4190中引入存在游离羟基的胶粘剂产品，能够保证最终产品与PC之间的氢键连接效果较好，提升TPU与PC的粘接包胶作用。

Description

包胶PC用的改性TPU及其制备方法
技术领域
本发明属于热塑性聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种包胶PC用的改性TPU及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，具有高弹性、高强度、高韧性、耐水解、耐老化、防霉、高耐磨性的特点，其耐磨性能优于橡胶，可用塑胶、橡胶的所有加工方法处理加工，更具有塑料、橡胶不具有的超低温柔韧性。TPU靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随着温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性，广泛应用在医疗、卫生等相关产品以及运动、保护器材上。
TPU包胶PC护套是一种市场广泛使用的护套类型，TPU与PC的包胶粘接效果直接影响护套的使用性能，由于包胶护套TPU与PC的粘接面仅1-2mm，因此需要两种材料具有极强的粘接效果。目前市面上广泛使用的材料的包胶剥离强度在10N/mm，能够满足客户的基本要求，但对于品牌护套而言，剥离强度达到15-20N/mm才能满足其需求，此时传统的TPU不能达到此效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种包胶PC用的改性TPU，用于包胶护套的生产。
本发明的另一个目的在于提供一种包胶PC用的改性TPU的制备方法，该方法不仅可以提高TPU的剥离强度，而且方法简单，有利于工业化生产。
本发明所采取的技术方案是：
所述的包胶PC用的改性TPU，由原料一和原料二两种TPU材料共混改性组成，原料一与原料二的质量比为（3-10）:（90-100），原料二为热塑性聚氨酯弹性体T4190，原料一由以下质量分数的原料制成：
聚酯型二元醇 55%-72%；
二异氰酸酯 23%-36%；
扩链剂 3%-9%；
抗氧剂 0.1%-0.3%；
光稳定剂 0.1%-0.4%；
催化剂 0.008%-0.03%。
所述的聚酯型二元醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一丁二醇酯二醇中的一种，聚酯型二元醇的数均分子量为800-1200，优选聚己二酸丁二醇酯。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种，优选四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（1010）、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯（626）、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十二醇酯（DLTDP）中的一种。
所述的光稳定剂为Tinuvin 783、Tinuvin 123、Tinuvin 328中的一种，优选Tinuvin 783。
所述的催化剂为有机铋类催化剂，优选有机铋催化剂DY-20。
所述的二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-100）。
所述的扩链剂为己二醇（HDO）。
所述的制备方法为：将聚酯型二元醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合加热至130-150℃，将二异氰酸酯加热至45-55℃，扩链剂加热至45-55℃，混合均匀后加入挤出机中，经过水下切系统切粒，得到相应的TPU颗粒；将TPU颗粒与T4190按照一定质量比混合，再经过双螺杆挤出机捏合后，经过水下切系统切粒，得到包胶PC用的改性TPU。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）通过选择具有长链偶数碳结构的己二醇（HDO）作为扩链剂，此扩链剂具有合适的碳链个数，能够达到最佳的成型、结晶速度，从而改善产品初粘性；
（2）通过共混改性的方式，在T4190中引入存在游离羟基的胶粘剂产品，能够保证最终产品与PC之间的氢键连接效果较好，提升TPU与PC的粘接包胶作用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但其并不限制本发明的实施。
实施例和对比例所用的原料：
热塑性聚氨酯弹性体T4190 山东一诺威聚氨酯股份有限公司市售产品；
聚己二酸丁二醇酯 山东一诺威聚氨酯股份有限公司市售产品；
聚己二酸乙二醇酯 山东一诺威聚氨酯股份有限公司市售产品；
聚己二酸二乙二醇酯 山东一诺威聚氨酯股份有限公司市售产品；
MDI-100 万华化学集团股份有限公司市售产品；
HDO 江苏新素新材料有限公司市售产品；
1010 天津利安隆新材料股份有限公司市售产品；
168 天津利安隆新材料股份有限公司市售产品；
626 天津利安隆新材料股份有限公司市售产品；
Tinuvin328 天津利安隆新材料股份有限公司市售产品；
Tinuvin783 天津利安隆新材料股份有限公司市售产品；
DY-20 上海德音化学有限公司市售产品；
1,4-丁二醇 恒力石化股份有限公司市售产品。
实施例1
改性TPU由两种原料共混制成，其中原料二为热塑性聚氨酯弹性体T4190，原料一由如下质量分数的原料制成：
聚酯型二元醇 71.63%；
MDI-100 24.66%；
HDO 3.20%；
1010 0.2%；
Tinuvin783 0.3%；
DY-20 0.01%。
聚酯型二元醇为聚己二酸丁二醇酯，数均分子量为1000。
制备工艺：将聚己二酸丁二醇酯、1010、DY-20、Tinuvin783混合加热至135℃，将MDI-100加热至50℃，HDO加热至50℃，混合均匀后进入挤出机中，经过水下切系统切粒得到相应原料一的TPU颗粒。将所得TPU颗粒与T4190按照质量比3:97混合，再经过双螺杆挤出机捏合后，经过水下切系统切粒，得到包胶PC用的改性TPU。
实施例2
改性TPU由两种原料共混制成，其中原料二为热塑性聚氨酯弹性体T4190，原料一由如下质量分数的原料制成：
聚酯型二元醇 59.69%；
MDI-100 33.02%；
HDO 6.78%；
168 0.1%；
Tinuvin328 0.38%；
DY-20 0.03%。
聚酯型二元醇为聚己二酸乙二醇酯，数均分子量为800。
制备工艺：将聚己二酸乙二醇酯、168、DY-20、Tinuvin328混合加热至130℃，将MDI-100加热至45℃；HDO加热至45℃；混合均匀后进入挤出机中，经过水下切系统切粒得到相应原料一的TPU颗粒。将所得TPU颗粒与T4190按照质量比5:95混合，再经过双螺杆挤出机捏合后，最终经过水下切系统切粒，得到包胶PC用的改性TPU。
实施例3
改性TPU由两种原料共混制成，其中原料二为热塑性聚氨酯弹性体T4190，原料一由如下质量分数的原料制成：
聚酯型二元醇 55.71%；
MDI-100 35.33%；
HDO 8.45%；
626 0.3%；
Tinuvin783 0.19%；
DY-20 0.02%。
聚酯型二元醇为聚己二酸二乙二醇酯，数均分子量为1100。
制备工艺：将聚己二酸二乙二醇酯、626、DY-20、Tinuvin783混合加热至150℃，将MDI-100加热至55℃；HDO加热至55℃；混合均匀后进入挤出机中，经过水下切系统切粒得到相应原料一的TPU颗粒。将所得TPU颗粒与T4190按照质量比10:90混合，再经过双螺杆挤出机捏合后，最终经过水下切系统切粒，得到包胶PC用的改性TPU。
对比例1
T4190的制备方法：
聚酯型二元醇 53.72%；
MDI-100 37.21%；
1,4-丁二醇 8.56%；
1010 0.2%；
Tinuvin123 0.3%；
DY-20 0.01%。
聚酯型二元醇为聚己二酸乙二醇酯，数均分子量为1000。
制备工艺：将聚己二酸乙二醇酯、1010、DY-20、Tinuvin123混合加热至135℃，将MDI-100加热至50℃，1,4-丁二醇加热至50℃，混合均匀后进入挤出机中，经过水下切系统切粒得到相应T4190。
检测方法：
（1）成型周期测试：注塑机注塑1.5mm护套，测试成型周期。
（2）剥离强度测试：先将PC片置于包胶模具内，注塑包胶护套，测试剥离效果。
实施例和对比例的检测结果见表1。
表1 实施例和对比例的检测结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
通过上述检测数据可以看出，本发明所述的包胶PC用的改性TPU及其制备方法，可以有效提升剥离效果且不影响材料自身的成型效果。并且，此材料无污染、可降解，属于环保材料。

Claims (5)

1.一种包胶PC用的改性TPU，其特征在于，由原料一和原料二两种TPU材料共混改性组成，原料一与原料二的质量比为（3-10）:（90-100），原料二为热塑性聚氨酯弹性体T4190，原料一由以下质量分数的原料制成：
聚酯型二元醇 55%-72%；
二异氰酸酯 23%-36%；
扩链剂 3%-9%；
抗氧剂 0.1%-0.3%；
光稳定剂 0.1%-0.4%；
催化剂 0.008%-0.03%；
所述的催化剂为有机铋类催化剂；
所述的二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述的扩链剂为己二醇。
2.根据权利要求1所述的包胶PC用的改性TPU，其特征在于，所述的聚酯型二元醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一丁二醇酯二醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的包胶PC用的改性TPU，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
4.根据权利要求2所述的包胶PC用的改性TPU，其特征在于，所述的光稳定剂为Tinuvin783、Tinuvin 123、Tinuvin 328中的一种。
5.一种权利要求1-4任一所述的包胶PC用的改性TPU的制备方法，其特征在于，将聚酯型二元醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合加热至130-150℃，将二异氰酸酯加热至45-55℃，扩链剂加热至45-55℃，混合均匀后加入挤出机中，经过水下切系统切粒，得到相应的TPU颗粒；将TPU颗粒与T4190按照一定质量比混合，再经过双螺杆挤出机捏合后，最终经过水下切系统切粒，得到包胶PC用的改性TPU。
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