[发明专利]一种原位增容制备TPU合金材料的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种TPU材料及其制备工艺，尤其涉及一种TPU合金材料及其制备工艺，属于高分子材料技术领域。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类加热可以塑化，化学结构上没有或很少有化学交联的聚氨酯，在宽广的硬度范围内具有高强度、高模量、较好的弹性、优良的耐磨性和良好的耐油性。由于TPU在弹性、耐磨性等方面的优异表现通常可以用于改善其它材料的性能。

但热塑性聚氨酯弹性体(TPU)与聚丙烯(PP)、SEBS、EVA、乙烯-辛烯共聚物(POE)等进行改性时存在相容性差的问题，需要使用相容剂，一般的方法是先合成TPU，将改性材料接枝上相容剂，如SEBS-g-MAH，EVA-g-MAH，POE-g-MAH等，然后将改性材料、TPU在高速混合机中混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出后进行造粒。由于相容剂中接枝率一般很低，且为物理相容，一般需要较大量的相容剂才能取得比较好的效果，同时对生产工艺和设备要求较高。

发明内容

本发明针对现有TPU改性材料的制备工艺存在的不足，提供一种原位增容制备TPU合金材料的工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)将100重量份的TPU原料经预混后加入到双螺杆挤出机的进料口，将5-95重量份的合金组分和0.1-10重量份的双活性物质通过侧喂料注入到双螺杆挤出机中，二者无先后顺序，0.1-5重量份的助剂加入到TPU原料中或合金组分与双活性物质的混合物中，其中，所述合金组分为聚烯烃材料、具有反应活性的热塑性高分子材料中的一种，所述双活性物质为既含有能与TPU原料反应的基团又含有能与所述合金组分反应的基团的物质，所述助剂包括引发剂；

2)控制双螺杆挤出机的反应区温度为50-250℃，挤出后的物料经水下切割造粒；

3)将步骤2)所得的造粒后的产品干燥，即得。

进一步，所述的双活性物质为含有酸酐基团、羧基-COOH、羟基-OH、氨基-NH或-NH₂、异氰酸酯基-NCO、环氧基团中的一种或多种的化合物。

进一步，所述的双活性物质为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸酰胺、烯丙基聚乙二醇、氨基酸、环氧树脂中的一种。

进一步，所述具有反应活性的热塑性高分子材料是指聚酰胺、ABS树脂、TPE、聚丙烯酸酯中的一种。

进一步，所述的聚烯烃材料为SEBS、SBS、PP、PE、EVA、POE、EPDM中的一种。

进一步，所述的TPU原料包括聚合物多元醇、扩链剂和异氰酸酯。

进一步，所述的聚合物多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、端羟基聚丁二烯二醇中的一种或多种的复配，所述的扩链剂为含12个以下碳原子的小分子二元醇或二元胺类。

进一步，所述的扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、一缩二丙二醇中的一种或多种的复配；所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯H12MDI、异弗尔酮二异氰酸酯IPDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI中的一种或多种的复配。

进一步，所述的助剂还包括抗氧剂、润滑剂和耐UV助剂。

进一步，步骤2)中所述螺杆挤出机的转速控制为80-400rpm，降温区温度控制为90-110℃。

本发明的有益效果是：

1)TPU与合金材料之间通过双活性物质的化学键连接，从根本上解决了TPU与合金材料的相容性问题，使得产品既具有TPU优良的力学性能、耐磨性能、耐化学性能、耐高低温性能、易加工性能等各方面的性能，也能提高与其他材料的结合性能，并能够提高最终制品的性能。

2)TPU的合成、双活性组分的原位增容过程、TPU与合金材料的混合过程，均在双螺杆反应挤出过程中一步实现，简化了生产工艺流程。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

一种原位增容制备TPU合金材料的工艺，包括如下步骤：