[发明专利]一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子化合物及其制备方法，尤其是涉及一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

现有的热塑性聚氨酯弹性体的生产工艺的主流路线是由高分子二元醇(包括聚酯多元醇和聚醚多元醇)与有机二异氰酸酯在混合初期先形成聚氨酯预聚物后与定量的低分子二元醇进行扩链反应，其中异氰酸酯指数控制于0.95-1.05之间来调整聚合物的可加工性。

国内专利CN 1563133A采用了灌注机将二醇与异氰酸高速混合均匀，然后通过双螺杆挤出机制备了Shore A50～80的软质TPU材料；

专利CN1434066A公布了将三组份物料直接引入双螺杆挤出机以及两组份先经过静态混合器再与另一组分一起引入双螺杆挤出机，性能上采用静态混合器生产的TPU要明显优于不使用静态混合器的。

专利CN1495210A公布了将三组份物料经过精确计量引入到双螺杆挤出机中，证实采用静态混合器将多元醇与异氰酸酯预先混合后引入到双螺杆挤出第一段料筒，再将扩链剂引入双螺杆挤出机后续料筒，制成的TPU相对于不用静态混合器或者三组份一起引入双螺杆挤出机制成的TPU有更好的物理性能和阻燃性能。

总结国内现阶段所采用的连续式双螺杆TPU生产工艺，主要分两种：第一种，是采用静态混合器或者灌注机，将物料进行计量后在分散室进行高效混合分散，然后挤压到160-240℃反应型双螺杆挤出机中，经过输送、捏合再输送再捏合等一系列过程反应成高聚物熔体，再经过切粒机水下切粒成TPU颗粒；第二种，放弃混合器或者灌注机由反应型双螺杆挤出机在高转速下将三组份原料分散均匀，然后由切粒机挤出水下切粒。

这两种方法各有优缺点：采用静态混合器或者灌注机，经常会发生静态混合器或者灌注机容易堵死，由于剪切力不够，物料容易在分散口堵住，造成生产过程的停机；同时计量泵流量偏差造成过程中的TPU熔体的MI变化过大，造成分子量分布不均匀。采用双螺杆高速旋转来均匀分散物料的工艺，要求螺杆转速很快，这样物料在挤出机中的停留时间很短，造成部分物料并未反应完全，而且过高的转速容易导致TPU高分子的分解，导致品质下降。因此国内现有的工艺均存在着这些严重影响生产过程和产品品质的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种凝胶点少、外观色泽好、物理机械性能好、回收次数高的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，该弹性体原料包括组分A、有机二异氰酸酯及小分子二元醇，上述组分按照以下比例混合：

R=ba+c]]>

其中R为异氰酸酯指数，0.97≤R≤1.03，a为组分A的物质的量，b为有机二异氰酸酯的物质的量，c为小分子二元醇的物质的量。

所述的组分A选自聚酯多元醇或聚醚多元醇中的一种或两种。

所述的聚酯多元醇选自聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇中的一种或几种，分子量为700-3000，优选聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇，分子量为1000-2000，水分含量控制在200ppm以下。

所述的聚醚多元醇选自聚四氢呋喃醚二醇、聚环氧丙烷二醇中的一种或两中，分子量为650-3000，优选聚四氢呋喃醚二醇，分子量为650-1000，水分含量控制在200ppm以下。

所述的有机二异氰酸酯选自4，4-二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯亚甲基二异氰酸酯、1，5-奈二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种或几种，优选4，4-二苯甲烷二异氰酸酯，其中环己烷不溶物在1000ppm以下，色度在30Apha以下。

所述的小分子二元醇选自乙二醇、1，2丙二醇、1，3丙二醇、1，4丁二醇、1，3丁二醇、1，5戊二醇、新戊二醇、1，6己二醇、1，8辛二醇或氢醌羟乙基醚中的一种或几种，优选为1，4-丁二醇，水分控制在200ppm以下，金属离子显色测试为无色。