[发明专利]一种聚丁腈有机硅二元醇及其制备方法，及透明型热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其用途

说明书

本发明公开一种聚丁腈有机硅二元醇及其制备方法，及透明型热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其用途。所述聚丁腈有机硅二元醇，结构式为：其特点是该Si‑TPU弹性体不仅具有优异的透明性，而且材料的分子链中含该弹性体相分离程度较小，产物具有意料不到的良好的透明性，此外该弹性体兼具PDMS和CTBN的特性，因此本发明制备得到的热塑性有机硅聚氨酯弹性体除了具有良好的透明性，还具有优异的力学性能，突出的低温回弹性、耐油性、表面疏水性和爽滑性等，可用于各类箱包表面、电子产品护套、医疗器械、智能穿戴设备、各类油箱衬里、油管、电线电缆等材料领域。

技术领域

本发明属于聚合物多元醇领域及弹性体材料领域，具体涉及聚丁腈有机硅二元醇，及热塑性有机硅聚氨酯弹性体。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由热力学不相容的软段和硬段组成的具有高强度、高韧性、高弹性等优异性能的综合性材料，TPU可通过多种熔融加工方法，如注射模塑和挤出等，制备成管材、薄膜、复杂模塑体等多样化的产品，可广泛应用于各行各业中。

TPU虽然具有众多优异的性能，但是其耐低温性以及表面惰性表现不尽如人意，许多学者对此进行了研究，有机硅系列产品中的聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有极好的柔顺性，其Tg小于-100℃，此外还具有极低的表面能，且容易发生表面迁移，因此有学者用PDMS对TPU进行合成改性，来提升TPU的耐低温性和表面惰性。

专利CN106565933A公开了一种有机硅热塑性聚氨酯的制备方法，该专利选用两末端反应型聚二甲基硅氧烷、二异氰酸酯等作为原料，采用分步聚合法，合成了一种分子链中部含有有机硅链段，且具有优异的耐低温性能和表面疏水性能的有机硅热塑性聚氨酯(Si-TPU)弹性体。专利CN109485826A采用单端单/双官能度反应性有机硅作为原料，制备了一种有机硅链段分布于产物分子链端/侧链的Si-TPU，链端/侧链的有机硅链段相比于链中有机硅链段，更容易发生表面迁移，使得该Si-TPU弹性体具有良好的表面疏水性和耐低温性能。专利CN104448231A采用聚醚有机硅嵌段聚合物PEO-PDMS-PEO作为原料，制备了一种Si-TPU弹性体，该弹性体具有良好的力学性能、耐低温性能和表面疏水性。专利CN108641057A通过反应挤出的方式将硅橡胶混入到TPU中，制备得到一种硅橡胶聚氨酯热塑性弹性体，该弹性体力学性能优良、触感丝滑，可广泛应用于医疗器械、智能穿戴设备等领域。

对于透明TPU薄膜领域，对透明性、表面粘膜性即表面惰性都有很高的要求；例如鞋材上的气垫材料，对透明性、低温回弹性即耐低温性同样具有很高的要求。以上几种方式虽然都能有效提升TPU的耐低温性能和表面惰性，但由于有机硅具有极低的溶度参数，具有高度的不相容性，容易造成产物产生严重的相分离，在TPU分子链上引入有机硅会使得产物完全不透明或者透光率很低，从而限制了这类Si-TPU的应用，目前关于透明型Si-TPU的制备并无相关文献报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种聚丁腈有机硅二元醇及其制备方法，及透明型热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其用途。溶度参数适中的聚丁腈有机硅二元醇制备得到的Si-TPU相分离程度较小，产物透明性良好。该弹性体兼具PDMS和CTBN的特性，还具有优异的力学性能，突出的低温回弹性、耐油性、表面疏水性和爽滑性等。

为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种透明型热塑性有机硅聚氨酯弹性体，其特征在于，制备原料包含以下组分，按总重量为100份计：

(1)二异氰酸酯：19～41份，优选23～36份；

(2)聚丁腈有机硅二元醇：26～58份，优选32～48份；

(3)其他大分子二元醇：6～42份，优选15～36份；

(4)小分子扩链剂：3～18份，优选5～12份。

其中所述聚丁腈有机硅二元醇的结构如式(I)所示：