[发明专利]一种抗析出脂肪族热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明属于化工材料领域，尤其涉及一种抗析出脂肪族热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，抗析出脂肪族热塑性聚氨酯弹性体包含：组分A为脂肪族二异氰酸酯组分，脂肪族二异氰酸酯组分包含50‑100％摩尔分数的六亚甲基二异氰酸酯与0‑50％摩尔分数除六亚甲基二异氰酸酯外的脂肪族和/或脂环族和/或芳香族二异氰酸酯的混合物；组分B为扩链剂组分，扩链剂组分包含50‑100％摩尔分数的1,4‑丁二醇与0‑50％摩尔分数除1,4‑丁二醇外的至少一种扩链剂的混合物；组分C为至少一种多元醇组分；组分D为催化剂、抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、耐水解剂和阻燃剂中的至少一种，本发明方法简单，其产品可有效改善析出问题，力学性能优异。

技术领域

本发明属于化工材料领域，尤其涉及一种抗析出脂肪族热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种嵌段式线性大分子，其主要由二异氰酸酯和小分子扩链剂反应所形成的硬段及由二异氰酸酯和低聚物多醇反应形成的软段组成。普通的芳香族热塑性聚氨酯弹性体由于其特殊的苯环结构经过紫外照射后会发生明显的黄变，而脂肪族热塑性聚氨酯弹性体则不会受到该影响，因此又被称为永不黄变TPU。脂肪族热塑性聚氨酯弹性体在汽车车身保护膜、汽车内饰件、皮革、护套、电子注塑产品等领域有着广泛的应用前景。

现有常用于制备热塑性聚氨酯弹性体的方法主要包括两种，一种是一步法，一种是两步法。一步法包括一步连续法和一步间歇法，一步连续法即将二异氰酸酯、低聚物多醇及小分子扩链剂直接共混后通过双螺杆挤出机连续反应工艺来完成；一步间歇法是通过即将二异氰酸酯、低聚物多醇及小分子扩链剂直接共混后浇铸到输送带上，经过高温烘箱道熟化反应后再经过粉碎造粒来完成。两步法是指将二异氰酸酯和低聚物多元醇进行反应制得预聚物，再加入扩链剂进行扩链，传统的两步法需要在溶剂中反应，污染大，而且生产效率低下，现已被淘汰。

当生产六亚甲基二异氰酸酯HDI基热塑性聚氨酯弹性体时，1分子HDI 与1分子BDO会通过头尾相接的方式，发生副反应而生成环状的氨基甲酸酯低聚物(如下式)

而这些环状的氨基甲酸酯低聚物易于结晶，与聚氨酯高聚物的相容性较差而发生迁移，从而导致析出。目前传统的改善HDI基TPU的方法主要为更换扩链剂或采用后处理脱除低分子析出物。其中更换扩链剂会对TPU本身的性能造成影响，尤其是成型和物性等方面，而采用后处理脱除低分子析出物的方法的效果有限。

专利CN1130428(C)中涉及了一种可改善析出性能的HD I基脂肪族TPU 的制备方法，其改善析出的方法主要为扩链剂采用80％以上的HDO，其他扩链剂占比在20％以下。生产工艺为传统的一步法连续法和两步预聚物法。该专利通过更换扩链剂来改善析出问题，但成型和物性均会变差，而且成本也会增加。

专利CN101492524B中涉及了一种低雾度和加工性良好的透明热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。其二异氰酸酯选自1,6-HDI和至多30mo l％的其他脂肪族二异氰酸酯，扩链剂由HQEE和至少一种选自在两个羟基基团间有2 或3个碳原子的二醇组成(优选1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2- 二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,2-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇)；该专利同样是采用不使用BDO来达到规避析出问题的作用，但增加了成本和工艺难度，物性也有一定牺牲。

专利CN1283209A中涉及了一种低析出的脂肪族热塑性聚氨酯弹性体，其采用HDI和BDO的体系制得成品后经过热气流处理，从而达到改善析出的效果，但其改善析出的效果有限。