一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為：1)將聚酯多元醇、含氟聚醚二醇、催化劑加入反應釜中，加熱、真空條件下脫水反應，然后冷卻后通入氮氣解除真空，得混合多元醇；將含有至少一種芳香族的二異氰酸酯和至少一種脂肪族的二異氰酸酯的混合物加熱后，加入至上述混合多元醇中，經(jīng)反應得到含氟混合型聚氨酯預聚體；2)將擴鏈劑加熱后與含氟混合型聚氨酯預聚體混合，攪拌混合，得到熱塑性聚氨酯彈性體；然后經(jīng)真空干燥后，得到高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體。利用該發(fā)明公開方法制得的高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體，主要用于涂料工業(yè)、皮革裝飾、紡織整理和醫(yī)藥衛(wèi)生等諸多方面。
【專利說明】一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，尤其涉及一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性聚氨酯彈性體(又稱為TPU)新材料被稱為“劃時代的新型高分子材料”，是當前世界六大具有發(fā)展前途的合成材料之一。
[0003]由于熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)不僅具有耐磨、柔韌以及高彈性，而且透濕性和防水性能優(yōu)異，已廣泛應用于服裝行業(yè)，主要用于織物品貼合中，可達到不允許雨水等液體通過、但能保證水蒸氣自由透過的效果，即具有“可呼吸性”。目前國內(nèi)同類產(chǎn)品中聚酯型聚氨酯力學性能優(yōu)良，但透濕性低；而聚醚型聚氨酯親水性好，透濕性高，但力學性能、防水性
倉泛壟I。
[0004]目前，含氟熱塑性聚氨酯彈主要用作生物醫(yī)藥材料，由于含氟單體活性較低，使最終聚合物分子量低、力學性能不高，從而限制其應用。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種具有透濕性高、力學性能好、舒適感強等多重效果的高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為:
[0007]I)含氟混合型聚氨酯預聚體的制備:
[0008]將聚酯多元醇、含氟聚醚二醇、催化劑加入反應釜中，升溫至150~250°C，邊升溫邊抽真空，使真空度達到-0.08~-0.1MPa，在150~250°C溫度下脫水I~20h，然后冷卻至65~85°C，通入氮氣解除真空，得混合多元醇；
[0009]將含有至少一種芳香族二異氰酸酯和至少一種脂肪族二異氰酸酯的混合物加熱至40~45°C，然后加入到上述混合多元醇中，經(jīng)反應得到含氟混合型聚氨酯預聚體；
[0010]所述的聚酯多元醇與含氟聚醚二醇的質(zhì)量比為1:4~4:1 ;所述的催化劑占聚酯多元醇、含氟聚醚二醇的總質(zhì)量的0.01%~0.5%;所述的二異氰酸酯的混合物與混合多元醇的質(zhì)量比為1:1~2 ;
[0011]2)兩步法合成聚氨酯彈性體
[0012]將擴鏈劑加熱至50~80°C后與步驟I)所得含氟混合型聚氨酯預聚體混合，以600~2000rpm轉(zhuǎn)速機械攪拌30~180s，得到熱塑性聚氨酯彈性體；然后將熱塑性聚氨酯彈性體倒入潔凈干燥的聚四氟乙烯盤，水平放置于80~150°C真空烘箱中，保持真空度為-0.08~-0.1MPa，干燥4~24h后取出，得到高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體；
[0013]所述的擴鏈劑占含氟混合型聚氨酯預聚體質(zhì)量的I %~10%。
[0014]所述的聚酯多元醇的數(shù)均分子量為1000~4000 ；[0015]所述的聚酯多元醇選自下述物質(zhì)中的一種或幾種的混合:端羥基聚己二酸乙二醇酯(PEA)，端羥基聚己內(nèi)酯(PCL)，端羥基聚己二酸己二醇酯(PHA)，端羥基聚己二酸丁二醇酯(PBA)，聚四亞甲基醚二醇(PTHF)，聚丙二醇。
[0016]所述的含氟聚醚二醇為六氟雙酚A和/或聚含氟縮水甘油醚二醇(PFGE，分子量1000-3000)；
[0017]所述的芳香族二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、對苯基二異氰酸酯、4, 4- 二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種；
[0018]所述的脂肪族二異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1，6-己二氰酸酯中的一種或幾種；
[0019]所述的芳香族二異氰酸酯和脂肪族二異氰酸酯的摩爾比是1:1~4:1 ;
[0020]所述的催化劑為有機錫類催化劑，選自辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫以及二月桂酸二丁基錫中的一種或兩種混合物；
[0021]所述的擴鏈劑選自 下述物質(zhì)中的一種或幾種:1，4_ 丁二醇、1，3_丙二醇、1，4_環(huán)己醇、新戊二醇、1，6—己二醇。
[0022]有益效果:本發(fā)明將從采用聚酯與聚醚混合型聚氨酯預聚體制備技術(shù)、新型擴鏈劑應用及天然大分子甲殼素微粒與聚氨酯彈性體共混技術(shù)等方面來制備透濕型聚氨酯彈性體，從而達到透濕性高、力學性能好、舒適感強等多重效果。
[0023]通過本發(fā)明獲得的高阻尼高韌性聚氨酯彈性體的主要技術(shù)指標:拉伸強度10~20MPa，斷裂伸長率:500~800%，表面張力32_42mN/m，有效阻尼溫度范圍:_80°C~50°C。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本發(fā)明的具體實施方案。
[0025]實施例1
[0026]在反應釜中稱取端羥基己二酸乙二醇酯(PEA，分子量2000)4kg和聚含氟縮水甘油醚二醇(PFGE，數(shù)均分子量2000)4kg，質(zhì)量比為50/50，于120°C真空脫水2h，降溫至80°C，加入4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯摩爾比2:1的混合物
1.726kg，攪拌反應3h，升溫至140°C，加入I，4-丁二醇(BDO)擴鏈劑0.274kg，攪拌均勻后倒入潔凈干燥的聚四氟乙烯盤，水平放置于140°C真空烘箱中，保持真空度為-0.09MPa,20h后取出，得到高阻尼高韌熱塑性聚氨酯彈性體。
[0027]實施例2
[0028]在反應釜中稱取端羥基聚己內(nèi)酯(?(^，分子量2000)2.1kg和聚含氟縮水甘油醚二醇(PFGE，數(shù)均分子量1000) 4kg，質(zhì)量比為30/70，于120°C真空脫水2h，降溫至70°C，加入4,4- 二苯基甲烷二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯以摩爾比2.5:1的混合物2.498kg，攪拌反應3h，升溫至140°C，加入1，6-己二醇(HG)擴鏈劑0.502kg,攪拌均勻后倒入潔凈干燥的聚四氟乙烯盤，水平放置于140°C真空烘箱中，保持真空度為-0.09MPa，20h后取出，得到高阻尼高韌熱塑性聚氨酯彈性體。
[0029]實施例3
[0030]在反應釜中稱取聚四亞甲基醚二醇(PTHF，分子量2000) 6kg和聚含氟縮水甘油醚二醇(PFGE，數(shù)均分子量2000) 4kg，質(zhì)量比為50/50，于120°C真空脫水2h，降溫至80°C，加入對苯基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯以摩爾比3:1的混合物1.726kg，攪拌反應3h，升溫至140°C，加入1，4_ 丁二醇(BDO)擴鏈劑0.274kg，攪拌均勻后倒入潔凈干燥的聚四氟乙烯盤，水平放置于140°C真空烘箱中，保持真空度為-0.09MPa，20h后取出，得到高阻尼高韌熱塑性聚氨酯彈性體。
[0031]拉伸強度測定方法:IS0 37-2005，阻尼性能采用動態(tài)力學分析儀(DMA242C)對阻尼材料進行動態(tài)力學測分析，測試條件為:拉伸模式，頻率10Hz，溫度-80°C~200°C，升溫速率3/min，其測試結(jié)果見下表:
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其步驟為： 1)將聚酯多元醇、含氟聚醚二醇、催化劑加入反應釜中，升溫至150~250°C，邊升溫邊抽真空，使真空度達到-0.08~-O. IMPa，在150~250°C溫度下脫水I~20h，然后冷卻至65~85°C，通入氮氣解除真空，得混合多元醇； 將含有至少一種芳香族二異氰酸酯和至少一種脂肪族二異氰酸酯的混合物加熱至40~45°C，然后加入至上述混合多元醇中，經(jīng)反應得到含氟混合型聚氨酯預聚體； 所述的聚酯多元醇與含氟聚醚二醇的質(zhì)量比為1:4~4:1 ;所述的催化劑占聚酯多元醇、含氟聚醚二醇的總質(zhì)量的0.01%~O. 5%;所述的二異氰酸酯的混合物與混合多元醇的質(zhì)量比為I :1~2 ; 2)將擴鏈劑加熱至50~80°C后與步驟I)所得含氟混合型聚氨酯預聚體混合，以600~2000rpm轉(zhuǎn)速攪拌30~180s，得到熱塑性聚氨酯彈性體；然后將熱塑性聚氨酯彈性體置于80~150°C溫度條件、-0.08~-O. IMPa壓力條件下，干燥4~24h，得到高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體； 所述的擴鏈劑占含氟混合型聚氨酯預聚體質(zhì)量的1%~10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的聚酯多元醇的數(shù)均分子量為1000~4000。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的數(shù)均分子量為1000~4000的聚酯多元醇選自下述物質(zhì)中的一種或幾種的混合：端羥基聚己二酸乙二醇酯，端羥基聚己內(nèi)酯，端羥基聚己二酸己二醇酯，端羥基聚己二酸丁二醇酯，聚四亞甲基醚二醇，聚丙二醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的含氟聚醚二醇為六氟雙酚A和/或數(shù)均分子量為1000-3000的聚含氟縮水甘油醚二醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的芳香族二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、對苯基二異氰酸酯、4，4_ 二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的脂肪族二異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1，6_己二氰酸酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的芳香族二異氰酸酯和脂肪族二異氰酸酯的摩爾比是1:1~4:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的催化劑為有機錫類催化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的有機錫類催化劑選自辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫以及二月桂酸二丁基錫中的一種或兩種的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高阻尼高韌性熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述的擴鏈劑選自下述物質(zhì)中的一種或幾種：1，4_ 丁二醇、1，3_丙二醇、1，4_環(huán)己醇、新戊二醇、1，6—己二醇。
【文檔編號】C08G18/12GK104031238SQ201410280658
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】艾玲, 汪澤恒, 楊廷廷, 陳海風 申請人:奧斯汀新材料（張家港）有限公司