一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體及其制備方法，彈性體的原料包括如下組分：大分子多元醇25?80份；有機硅油或液態硅橡膠0?60份；二異氰酸酯10?50份；擴鏈劑小分子二元醇3?20份；助劑0.1?3份；所述大分子多元醇為分子量介于1000?4000g/mol的無硅多元醇以及被有機硅通過共聚或接枝改性的多元醇；所述小分子二元醇小分子二元醇是指10個碳以下的小分子二元醇。本發明專利技術的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體具有如下優異的性能參數：硬度Shore?A40?D80；拉伸強度≥5MPa；手感爽滑；耐灰塵等臟污；耐液體滲透；對皮膚無刺激；對PC、ABS、TPU等包膠效果好，180°剝離強度>25N/25mm。

【技術實現步驟摘要】
一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體及其制備方法
本專利技術涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體，尤其涉及一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于高分子材料

技術介紹
熱塑性聚氨酯彈性體(以下簡稱TPU)，是由大分子二元醇、二異氰酸酯和小分子二元醇或二元胺聚合而成的線性高分子材料。TPU是一種嵌段共聚物，由大分子二元醇形成軟段，由二異氰酸酯和小分子二元醇反應形成硬段，軟段和硬段交替的分子結構形成微相區并產生微觀相分離；此外由于大量極性基團的存在，TPU的分子內和分子間可以形成氫鍵而產生物理交聯點，因而在變形時，高分子鏈之間也不會發生滑動，而呈現彈性，而當加熱時，交聯點熔融后高分子鏈活動，便發生流動。TPU獨特的結構特點使其兼具有塑料的加工工藝性能和橡膠的物理機械性能。TPU可溶可熔，不僅具有硬度范圍寬、強度高、耐磨、耐油、低溫柔韌性好等優良性能；而且通過調整原料及其配比可以大幅度的改變產品性能及用途。廣泛應用于醫療衛生、電子電器、工業及體育等方面。但是TPU親膚性較差，耐臟污、耐滲透能力不足；而硅橡膠產品具有較優異的親膚性，光穩定性，耐臟耐滲透，但是其力學強度尤其是拉伸強度和撕裂強度較差。因此存在如下需求，提供一種親膚性良好，力學強度優良的熱塑性聚氨酯彈性體，特別是提供高抗張強度和撕裂強度、無致敏性、耐黃變、加工性能好可重復加工使用的，同時保證生產工藝比較簡單高效且便于自動化生產，并能廣泛應用于智能穿戴設備、醫療、工業包膠、皮革等對手感和耐臟污性能要求較高領域的一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體。
技術實現思路
本專利技術針對現有TPU材料在親膚性、耐臟污、耐滲透能力方面存在的不足以及硅橡膠在力學強度方面存在的不足，提供一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體及其制備方法。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，所述彈性體的原料包括如下組分：大分子多元醇25-80份；有機硅油或液態硅橡膠0-60份；二異氰酸酯10-50份；擴鏈劑小分子二元醇3-20份；助劑0.1-3份；其中，所述大分子多元醇為分子量介于1000-4000g/mol的無硅多元醇、被有機硅通過共聚或接枝改性的多元醇中的一種；所述小分子二元醇是指含有10個以下碳原子的二元醇。進一步，所述大分子多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羥基聚烯烴多元醇中的一種或多種的復配，以及上述的聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羥基聚烯烴多元醇被有機硅通過共聚或接枝改性的聚合物中的一種。進一步，所述的有機硅油為含醇羥基的有機硅油，其中醇羥基的官能團數為1-3個。進一步，所述的液態硅橡膠為工業化的室溫固化硅橡膠，固化時間大于60分鐘。進一步，所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種或多種的復配。進一步，所述的小分子二元醇為乙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇，1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-環己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、一縮二丙二醇、氫醌-雙(β-羥乙基)醚中的一種或多種的復配。進一步，所述的助劑是指抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑、催化劑和抗靜電劑中的一種或多種。本專利技術的有益效果是：本專利技術的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體具有如下優異的性能參數：硬度ShoreA40-D80；拉伸強度≥5MPa；手感爽滑；耐灰塵等臟污；耐液體滲透；對皮膚無刺激；對PC、ABS、TPU等包膠效果好，180°剝離強度>25N/25mm。本專利技術還要求保護上述的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體在穿戴設備、醫療、工業包膠、電子注塑、皮革領域的應用。本專利技術還提供了上述的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體的制備方法，包括如下步驟：1)將稱量好的助劑加入到大分子多元醇中，攪拌使助劑完全溶解；2)后將步驟1)中所得的大分子多元醇與計量份的小分子多元醇、液體狀態的二異氰酸酯以及液體狀態的有機硅油或液態硅橡膠加入到雙螺桿擠出機中，擠出后的物料經水下切割造粒；3)將步驟2)所得的造粒后的產品干燥，即得。進一步，步驟2)中所述雙螺桿擠出機的溫度設定為120-250℃，造粒水溫控制在5-70℃，步驟3)中所述干燥的干燥溫度控制在50-90℃，干燥時間控制在0.5-4h。具體實施方式以下結合實例對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。實施例1：一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其原料組成如下：分子量2000g/mol的聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)，57份；兩端由PEG封端的有機硅油，羥值為38mgKOH/g，15份；二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，23份；1,4-丁二醇，總體系中R＝nNCO/nOH＝1.01，15份；抗氧劑1010，0.6份；光穩定劑622，0.5份，3280.8份；潤滑劑EBO，0.3份，硅酮粉0.2份。上述熱塑性有機硅聚氨酯彈性體的制備方法如下：1)將稱量好的抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑加入到聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)中，加熱至100℃攪拌2小時使助劑徹底溶解；2)后將加熱的聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇、45-50℃的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、60-120℃的有機硅油按計量份數加入到雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的溫度控制為120-250℃，模頭排出的聚合物經水下切割造粒制得橢圓形粒料，水的溫度控制為20-30℃；3)將步驟2)所得的粒料置于50℃下干燥2小時，后包裝。實施例2：一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其原料組成如下：分子量1800g/mol的聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)，59份；兩端由PEG封端的有機硅油，羥值為55mgKOH/g，30份；二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，32份；1,4-丁二醇，總體系中R＝nNCO/nOH＝1.01，20份；抗氧劑1010，0.2份，1076，0.3份；光穩定劑770，1.0份，P0.5份；潤滑劑EBS，0.5份，油酸酰胺0.5份。上述熱塑性有機硅聚氨酯彈性體的制備方法如下：1)將稱量好的抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑加入到聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)中，加熱至100℃攪拌2小時使助劑徹底溶解；2)后將加熱的聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇、45-50℃的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、60-120℃的有機硅油按計量份數加入到雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的溫度控制為120-250℃，模頭排出的聚合物經水下切割造粒制得圓形粒料，水的溫度控制為30-40℃；3)將步驟2)所得的粒料置于60℃下干燥1.5小時，后包裝。實施例3：一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其原料組成如下：分子量2500g/mol的聚氧化乙烯二醇(PEG)，45份；兩端由PEG封端的有機硅油，羥值為40mgKOH/g，30份；甲苯二異氰酸酯(TDI)，50份；1,3-丙二醇，總體系中R＝nNCO/nOH＝1.01，10份；抗氧劑1010，0.2份，1076，0.2份，1098，0.2份；光穩定劑770，1.5份，P0.5份；潤滑劑芥酸酰胺，0.6份，硬脂酸酰胺0.6份。上述熱塑性有機硅聚氨酯彈性體的制備方法如下：1)將稱量好的抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑加入到聚氧化乙烯二醇(P本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其特征在于，所述彈性體的原料包括如下組分：大分子多元醇25?80份；有機硅油或液態硅橡膠0?60份；二異氰酸酯10?50份；擴鏈劑小分子二元醇3?20份；助劑0.1?3份；其中，所述大分子多元醇為分子量介于1000?4000g/mo?l的無硅多元醇、被有機硅通過共聚或接枝改性的多元醇中的一種；所述的小分子二元醇是指含有10個以下碳原子的二元醇。

【技術特征摘要】
1.一種熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其特征在于，所述彈性體的原料包括如下組分：大分子多元醇25-80份；有機硅油或液態硅橡膠0-60份；二異氰酸酯10-50份；擴鏈劑小分子二元醇3-20份；助劑0.1-3份；其中，所述大分子多元醇為分子量介于1000-4000g/mol的無硅多元醇、被有機硅通過共聚或接枝改性的多元醇中的一種；所述的小分子二元醇是指含有10個以下碳原子的二元醇。2.根據權利要求1所述的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其特征在于，所述大分子多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯多遠醇、聚碳酸酯多元醇、端羥基聚烯烴多元醇中的一種或多種的復配，以及上述的聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、端羥基聚烯烴多元醇被有機硅通過共聚或接枝改性的聚合物中的一種。3.根據權利要求1所述的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的有機硅油為含醇羥基的有機硅油，其中醇羥基的官能團數為1-3個。4.根據權利要求1所述的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的液態硅橡膠為工業化的室溫固化硅橡膠，固化時間大于60分鐘。5.根據權利要求1所述的熱塑性有機硅聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種或多種的復配。6.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王黑龍，宋紅瑋，劉德富，張生，王仁鴻，
申請(專利權)人：美瑞新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37