[发明专利]一种低压缩永久变形热塑性聚氨酯弹性体

说明书

技术领域：

本发明涉及热塑性聚氨酯弹性体技术领域，具体地讲是一种低压缩永久变形热塑性聚氨酯弹性体制备方法，适用于生产密封圈、汽车减震部件、轴衬或其他要求具有低压缩永久变形的部件。

背景技术：

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）因其良好的弹性体性能和可热塑加工性而具有极大的工业重要性。如在山西省化工研究所编著的《聚氨酯弹性体手册》（化学工业出版社，2005，P398）中详细介绍了有关TPU制备、性能与应用。

压缩永久变形值是材料在一定温度下被压缩至一定形状，并维持一定时间后而发生永久性变形的量。压缩永久变形是弹性体的重要指标之一，弹性体压缩永久变形的大小，涉及到弹性体材料的弹性与恢复，在一些应用场合，要求TPU具有优异耐压缩永久变形的机械性能，如汽车上的减震垫片、密封圈等。

目前提高TPU耐压缩永久变形性能的常用方法是对造粒后的TPU进行后熟化处理，造完粒的TPU风送至流化床或熟化料仓，在80-120℃停留3-4hrs。但后熟化处理需要耗费很大能量和时间，但效果并不显著，不能满足工业需求。

已有专利文献中使用混合扩链剂制备特殊性能TPU，如专利JP11029619披露了一种可用于高压油管、线缆和防震制件等的具有高机械性能的TPU，这种TPU的扩链剂采用酰胺短链二元醇和2-6个碳原子的脂肪族短链二元醇混合物，在捏合机中反应10-60min，制得的TPU的拉伸强度比用纯脂肪族扩链剂的配方提高20%；专利 JP10259223中的扩链剂中加入0.5-30mol%（基于扩链剂的量）氨基酚，得到的TPU拉伸强度与原来的配方相比提高了30%。但这两篇专利仅仅关注了拉伸强度和伸长率的改善。对影响性能较大的耐压缩变形性能并没有涉及。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种低压缩永久变形热塑性聚氨酯弹性体，主要解决现有的提高TPU耐压缩永久变形性能的方法复杂、效果不理想等问题。

本发明的技术方案是：一种低压缩永久变形热塑性聚氨酯弹性体，其特殊之处在于它是基于下述组分的反应产物：

a至少一种多元醇，它的摩尔质量为500-8000g/mol，对异氰酸酯呈反应活性基团的平均官能度为1.8-2.3，所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇；其中聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇可单用或混用，聚醚多元醇单独使用；

b扩链剂，由至少两种化合物组成：（1）主扩链剂是摩尔质量为50-400 g/mol的脂肪族、芳脂族、芳族或脂环族的反应活性基团的官能度为2的短链醇，基于扩链剂组分的量，主扩链剂当量含量50%-99.5%；（2）第二扩链剂是摩尔质量100-600g/mol的脂族、芳脂族、芳族或脂环族的活性基团的官能团大于2的短链醇，基于扩链剂组分的量其当量含量0.5%-50%；

c至少一种有机二异氰酸酯，为脂族、环脂族、芳脂族和/或芳族异氰酸酯，所述异氰酸酯指数范围是95-110；

d助剂，催化剂、抗氧剂。

所述弹性体的肖氏硬度为65A-98A，优选85A－95A，具有较低的压缩永久变形性能（70℃/22hrs，根据ASTM D 395 B法）。

进一步的，所述组分a的摩尔质量为600-6000g/mol，最佳摩尔质量为800-4000 g/mol，反应活性基团的平均官能度为1.9-2.2，优选官能度为2的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇，这些多元醇由于生产的原因，常常含有少量的非线性化合物，因此，它们常被称作“基本线性多元醇”。

其中，聚酯多元醇包括由含2-12个，优选4-6个碳原子的二元羧酸与二元醇制成。适用的二元羧酸有脂族二元羧酸，如丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸，或芳香族二元羧酸，如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。二元羧酸可以单独使用也可以混合物的形式，例如以丁二酸、己二酸混合物的形式使用，制备聚酯多元醇，最好使用二元羧酸衍生物，如羧酸酐。可用来制备聚酯多元醇的二元醇包括含2-10个碳原子，优选2-个碳原子的二元醇，如乙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇。二元醇可以单独使用也可以彼此混合物的形式使用。本发明中聚酯多元醇优选聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯（PBA）、聚己二酸乙二醇-1,4丁二醇酯、聚己二酸1,6-己二醇新戊二醇酯、聚己二酸1,6-己二醇-1,4-丁二醇酯以及聚己内酯，可以单独使用也可以彼此混合物的形式使用。