本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種高性能TPU微孔彈性體材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

熱塑性聚氨酯(TPU)不僅具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，如高模量、高強(qiáng)度、高伸長、高彈性、韌性好，還具有低溫柔軟性好、耐磨、耐油、透氣性好等優(yōu)點(diǎn)，并且可以回收利用二次加工成型。因此，TPU廣泛地應(yīng)用于塑料薄膜、汽車、電線電纜、膠粘劑、醫(yī)療、鞋底材料、玩具、服飾、管材、滾輪、航空等行業(yè)。

近年來，對(duì)輕質(zhì)材料的需求增長迅速，但由于TPU熱塑加工的溫度窗口較窄不易于發(fā)泡，至今通過TPU發(fā)泡來減少材料重量的方法一直無法提供令人滿意的結(jié)果。

本領(lǐng)域需要開發(fā)一種能夠獲得良好性能的TPU微孔彈性體材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體通過將如下第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體交聯(lián)得到：

所述第一預(yù)聚體的聚合單體為：聚醚二元醇和異佛二酮二異氰酸酯；

所述第二預(yù)聚體的聚合單體為：MDI和ε-己內(nèi)酯；

所述第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體交聯(lián)的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷，交聯(lián)過程中，第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體的質(zhì)量比為1:1.5～3.5。

本發(fā)明選用特定的聚合單體發(fā)生交聯(lián)，在特定比例下，能夠獲得力學(xué)性能優(yōu)異的輕質(zhì)彈性體。

優(yōu)選地，所述第一預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

異佛二酮二異氰酸酯 30～70

聚醚二元醇 10～20

擴(kuò)鏈劑 1～5

催化劑 0.05～0.1

溶劑 5～10

4A分子篩 5～8

水 40～80。

優(yōu)選地，所述第二預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

MDI 30～70

ε-己內(nèi)酯 15～35

擴(kuò)鏈劑 1～5

催化劑 0.05～0.1

溶劑 5～10

4A分子篩 5～8

水 40～80。

優(yōu)選地，所述聚醚多元醇的分子量為1200～1500。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑為小分子擴(kuò)鏈劑,優(yōu)選1,4-丁二醇；

優(yōu)選地，所述催化劑為辛酸亞錫。

優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷；

優(yōu)選地，所述交聯(lián)過程使用中和劑終止反應(yīng)，所述中和劑為三乙胺。

優(yōu)選地，在所述第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體交聯(lián)過程中，還添加有增塑劑；

優(yōu)選地，所述增塑劑為DEHP。

本發(fā)明目的之二是提供一種如目的之一所述復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)制備第一預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至60～70℃，進(jìn)行反應(yīng)0.5～1h；

(2)制備第二預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至50～60℃，進(jìn)行反應(yīng)0.5～1h；

(3)交聯(lián)

將第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體混合，加入交聯(lián)劑在70～75℃反應(yīng)1～2h，之后加入增塑劑、中和劑中和至pH值為7。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過選用特定的聚合單體發(fā)生交聯(lián)，在特定比例下，能夠獲得力學(xué)性能優(yōu)異的輕質(zhì)彈性體，第一預(yù)聚體、第二預(yù)聚體、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑在特定組成下協(xié)同增效獲得了優(yōu)異的力學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。

實(shí)施例1

一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：

(1)制備第一預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至65℃，進(jìn)行反應(yīng)0.8h；

第一預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

異佛二酮二異氰酸酯 50

聚醚二元醇(分子量1200～1500) 15

1,4-丁二醇 3

辛酸亞錫 0.08

溶劑 7

4A分子篩 6

水 50；

(2)制備第二預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至55℃，進(jìn)行反應(yīng)0.8h；

所述第二預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

MDI 40

ε-己內(nèi)酯 25

1,4-丁二醇 3

辛酸亞錫 0.08

溶劑 7

4A分子篩 6

水 60；

(3)交聯(lián)

將第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體混合，質(zhì)量比為1:2，加入三羥甲基丙烷在73℃反應(yīng)1.5h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。

實(shí)施例2

一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：

(1)制備第一預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至60℃，進(jìn)行反應(yīng)1h；

第一預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

異佛二酮二異氰酸酯 30

聚醚二元醇(分子量1200～1500) 10

1,4-丁二醇 1

辛酸亞錫 0.1

溶劑 5

4A分子篩 8

水 40；

(2)制備第二預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至50～60℃，進(jìn)行反應(yīng)0.5～1h；

所述第二預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

MDI 30

ε-己內(nèi)酯 35

1,4-丁二醇 1

辛酸亞錫 0.1

溶劑 5

4A分子篩 8

水 40；

(3)交聯(lián)

將第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體混合，質(zhì)量比為1:1.5，加入三羥甲基丙烷在75℃反應(yīng)1h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。

實(shí)施例3

一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：

(1)制備第一預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至70℃，進(jìn)行反應(yīng)0.5h；

第一預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

異佛二酮二異氰酸酯 70

聚醚二元醇(分子量1200～1500) 10

1,4-丁二醇 5

辛酸亞錫 0.05

溶劑 10

4A分子篩 5

水 80；

(2)制備第二預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至60℃，進(jìn)行反應(yīng)0.5h；

所述第二預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

MDI 70

ε-己內(nèi)酯 15

1,4-丁二醇 5

辛酸亞錫 0.05

溶劑 10

4A分子篩 5

水 80；

(3)交聯(lián)

將第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體混合，質(zhì)量比為1:3.5，加入三羥甲基丙烷在70℃反應(yīng)2h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。

對(duì)比例1

實(shí)施例1

一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：

(1)制備第一預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至65℃，進(jìn)行反應(yīng)0.8h；

第一預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

異佛二酮二異氰酸酯 50

聚醚二元醇(分子量1200～1500) 15

1,4-丁二醇 3

辛酸亞錫 0.08

溶劑 7

4A分子篩 6

水 50；

(2)制備第二預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至55℃，進(jìn)行反應(yīng)0.8h；

所述第二預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

MDI 40

ε-己內(nèi)酯 25

1,4-丁二醇 3

辛酸亞錫 0.08

溶劑 7

4A分子篩 6

水 60；

(3)交聯(lián)

將第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體混合，質(zhì)量比為1:1，加入三羥甲基丙烷在73℃反應(yīng)1.5h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。

對(duì)比例2

實(shí)施例1

一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：

(1)制備第一預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至65℃，進(jìn)行反應(yīng)0.8h；

第一預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

異佛二酮二異氰酸酯 50

聚醚二元醇(分子量1200～1500) 15

1,4-丁二醇 3

辛酸亞錫 0.08

溶劑 7

4A分子篩 6

水 50；

(2)制備第二預(yù)聚體：

將第一預(yù)聚體的原料按配方比混合，升溫至55℃，進(jìn)行反應(yīng)0.8h；

所述第二預(yù)聚體的制備原料按重量份數(shù)包括如下組分：

MDI 40

ε-己內(nèi)酯 25

1,4-丁二醇 3

辛酸亞錫 0.08

溶劑 7

4A分子篩 6

水 60；

(3)交聯(lián)

將第一預(yù)聚體和第二預(yù)聚體混合，質(zhì)量比為1:4，加入三羥甲基丙烷在73℃反應(yīng)1.5h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。

性能測試

對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例得到的復(fù)合材料進(jìn)行邵氏A硬度測試(GB/T531-1999)，拉伸強(qiáng)度測試(GB/T528-1998)，延伸率(斷裂伸長率GB/T528-1998)，密度(GB/T6343-1995)，沖擊回彈(GB/T1681-1991)測試，結(jié)果見表1：

表1實(shí)施例和對(duì)比例得到的復(fù)合材料的性能測試結(jié)果

本發(fā)明通過選用特定的聚合單體發(fā)生交聯(lián)，在特定比例下，能夠獲得力學(xué)性能優(yōu)異的輕質(zhì)彈性體，第一預(yù)聚體、第二預(yù)聚體、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑在特定組成下協(xié)同增效獲得了優(yōu)異的力學(xué)性能。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的工藝方法，但本發(fā)明并不局限于上述工藝步驟，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述工藝步驟才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。