[发明专利]一种高强耐磨的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强耐磨的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯弹性体技术领域，该弹性体包括以下原料：聚醚多元醇、二异氰酸酯、聚二甲基硅氧烷、碳纳米粒子、扩链剂、催化剂、抗老化剂、固化剂、弹性改性体和环氧树脂。本发明碳纳米粒子作为纳米复合改性材料与聚醚多元醇和二异氰酸酯混合，由于碳纳米粒子比表面积大、粒子间距小，能够形成聚合物/纳米复合结构有效提高热塑性聚氨酯弹性体的力学性能，使得热塑性聚氨酯弹性体的强度和耐磨性能提高，环氧树脂与聚氨酯弹性体能够形成氨基甲酸酯和环氧基团，氨基甲酸酯和环氧基团作为极性集团增加了分子间的氢键和作用力，从而有效提高热塑性弹性体的拉伸强度和耐磨性。

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体地说，涉及一种高强耐磨的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种性能介于橡胶与塑料之间的高分子合成材料，其特点是硬度调整范围宽，既有橡胶的弹性又有塑料的硬度，具有良好的机械性能、耐磨性能和回弹性能。随着聚氨酯行业的发展，聚氨酯产品的用途也越来越广泛，对产品的性能要求也越来越高。聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等优点，主要用作涂覆材料，如软管、垫圈、轮带、辊筒、齿轮、管道等的保护、绝缘体、鞋底以及实心轮胎等方面，透明弹性体以其高透光率的优点可以用到制鞋、广告等领域。

热塑性聚氨酯弹性体在使用过程中经常会遇到剐蹭或冲击，从而导致热塑性聚氨酯弹性体的使用寿命降低，而现有的热塑性聚氨酯的强度和耐磨性能难以满足人们更高的使用需求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高强耐磨的热塑性聚氨酯弹性体，本发明的另一目的在于提供该弹性体的制备方法。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高强耐磨的热塑性聚氨酯弹性体，包括以下重量份的各原料：聚醚多元醇40-60份、二异氰酸酯30-40份、聚二甲基硅氧烷4-6份、碳纳米粒子2-6份、扩链剂1-3份、催化剂1-2份、抗老化剂1-2份、固化剂1-2份、弹性改性体20-40份和环氧树脂4-6份。

进一步地，包括以下重量份的各原料：聚醚多元醇45-55份、二异氰酸酯34-36份、聚二甲基硅氧烷4.5-5.5份、碳纳米粒子3-5份、扩链剂1.5-2.5份、催化剂1.4-1.6份、抗老化剂1.4-1.6份、固化剂1.4-1.6份、弹性改性体25-35份和环氧树脂4.5-5.5份。

进一步地，包括以下重量份的各原料：聚醚多元醇50份、二异氰酸酯35份、聚二甲基硅氧烷5份、碳纳米粒子4份、扩链剂2份、催化剂1.5份、抗老化剂1.5份、固化剂1.5份、弹性改性体30份和环氧树脂5份。

进一步地，所述聚醚多元醇的重均分子量为1000-3000。

进一步地，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的一种，所述扩链剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、 甲基丙二醇、1，3-丁二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇或新戊二醇的一种或多种，所述催化剂为有机锡、有机铋或有机锌中的一种或多种，所述固化剂为1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-环己醇、新戊二醇或1,6－己二醇中的一种，所述抗老化剂为抗老化剂1010、抗老化剂1076、抗老化剂264、抗老化剂TPP、UV-531、UV-328或UV-329中的任意一种或多种。

进一步地，所述弹性改性体为三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、乙烯-乙酸乙烯共聚物、氯化聚乙烯、苯乙烯系热塑性弹性体、聚丁二烯-1、丁苯胶、聚异丁烯或顺丁胶中的一种或多种，所述聚二甲基硅氧烷为羟基丁基封端聚二甲基硅氧烷或羟基丙基封端聚二甲基硅氧烷。

一种前述高强耐磨的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：