[发明专利]一种高透易加工成型BI-SiO2

说明书

本发明属于热塑性弹性体领域，具体涉及一种高透易加工成型的BI‑SiO₂/TPU制备方法与应用。本发明在热塑性聚氨酯弹性体基体中加入成核剂BI‑SiO₂，BI‑SiO₂的作用是提供异相成核点，在树脂中起晶核的作用，使原有的均相成核变成异相成核，增加结晶体系内晶核的数目，使微晶数量增多，球晶数目减少，使TPU结晶晶体尺寸变细，增加透光率，结晶速度及结晶温度也会相应增加，使得聚合物加工成型时间缩短，成型变快。并在改善TPU透明度及成型性同时不会降低其机械性能。

技术领域

本发明属于热塑性弹性体领域，具体涉及一种高透易加工成型的BI-SiO₂/TPU 制备方法与应用。

背景技术

在材料领域，对于材料的透明性要求越来越广，需求越来越多，并对性能和多功能化的要求也越来越高。如我们现在的常用的透明手机壳，透明电脑键盘保护膜，以及一些应用在透明领域的地方。透明材料的好处是在后期加工中可加入自己相搭配的颜色填料，增加用户体验感。传统的透明材料是玻璃，但是玻璃没有柔韧性，应用范围受限制，热塑性聚氨酯弹性体既有橡胶的弹性，又有塑料的硬度，并且其机械性能及力学性能优良可以替代玻璃成为透明材料，弥补玻璃弹性差、易碎的缺点。

热塑性聚氨酯弹性体在生产过程中为了缩短加工成型时间，提高生产效率，需提高其熔体冷却速度，聚合物从熔融状态到脱模硬化冷却的时间缩短，冷却时间应以塑料在开模顶出时具有足够的刚度，不致引起制品变形为宜。在保证制品质量的前提下，为获得高效率，要尽量减少冷却时间，缩短加工成型周期。

本发明在热塑性聚氨酯弹性体基体中加入成核剂BI-SiO₂，BI-SiO₂的作用是提供异相成核点，在树脂中起晶核的作用，使原有的均相成核变成异相成核，增加结晶体系内晶核的数目，使微晶数量增多，球晶数目减少，使TPU结晶晶体尺寸变细，增加透光率，结晶速度及结晶温度也会相应增加，使得聚合物加工成型时间缩短，成型变快。并在改善TPU透明度及成型性同时不会降低其机械性能。在纳米二氧化硅的无机表面接枝BI，提高了纳米粒子的空间位阻，空间位阻阻止了改性纳米粒子的聚集，生成的氨基甲酸酯与热塑性聚氨酯的重复结构相同，增加二者有机亲和力，其有机亲和力提高了在有机溶剂和聚合物中的分散能力，成核剂良好的分散性能增加其在聚合物基体中的成核效率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种高透易加工成型的 BI-SiO₂/TPU的制备方法，其具有良好的透明性及加工成型性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

上述包括以下步骤：

一种高透易加工成型BI-SiO₂/TPU的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1 BI-SiO₂的制备：

步骤S11将5-10粒4A型分子筛放在120℃真空烘箱活化12h，将活化后的4A 型分子筛加入20ml N-甲基吡咯烷酮密封24h以除去N-甲基吡咯烷酮中的水分。将 0.5-1.0g纳米二氧化硅在真空烘箱中120℃烘5h，以除去表面吸附的水分，得到活化SiO₂。

步骤S12在室温下，将烘好的纳米二氧化硅称取0.5g分散于步骤S11中干燥后的20ml N-甲基吡咯烷酮溶液，磁力搅拌30min、超声分散30min后，加入到三口烧瓶中，同时加入10ml异氰酸正丁酯BI，滴入4～5滴二月桂酸二丁基锡催化，在水浴锅中缓慢升温至60℃，BI与纳米二氧化硅表面的羟基在干燥的氮气保护在水浴锅内搅拌反应12h。

步骤S13将步骤S12产物用30ml N-甲基吡咯烷酮萃取，产物用20ml无水乙醇超声洗涤离心25min三次，洗去二月桂酸二丁基锡和异氰酸正丁酯，加20ml水分散，在冻干机中冻干得到改性BI-SiO₂。