[发明专利]一种高结晶能力的热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高结晶能力的热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述组合物包括：热塑性聚氨酯弹性体100重量份和层状无机化合物0.1‑20重量份，其中，层状无机化合物优选是经过有机离子插层改性剂处理的改性层状无机化合物，有机离子插层改性剂的用量为相对于改性层状无机化合物的10‑60wt％，优选用量30‑50wt％。本发明的高结晶能力热塑性聚氨酯弹性体组合物的结晶峰温度可提高10℃以上，结晶度提高10％以上。

技术领域

本发明属于热塑性弹性体复合材料领域，特别是涉及一种高结晶能力的热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种可以熔融加工的热塑性弹性体。它可以在很宽的硬度范围内保持较高的弹性，具有良好的机械强度和优异的耐磨性能，此外，TPU还具有优良的在耐油性、耐老化性和耐低温性。因而被广泛应用于汽车工业、机械工业、医疗产业、交通运输、体育用品等。

TPU是一种线性嵌段大分子。微观结构是由硬段相和软段相组成的微相分离结构，其中，硬段相由扩链剂和二异氰酸酯反应形成，软段相由多元醇和二异氰酸酯反应得到。软段和硬段在各自的相中呈现有序、无序排列。TPU的结晶会直接影响到两相的混合与分离，进而对材料的性能产生重要影响。然而，TPU自身结晶能力不强，结晶度不高，机械强度和耐热性能受到一定限制，这制约了它的应用。

专利公开CN 101967276 A提到了经脂肪族一元醇处理的纳米硫酸钙及微米白炭黑作为TPU的成核剂，提高了TPU的初粘强度。但是，成核剂制备及复合材料制备过程繁复，未提及成核剂对TPU的结晶能力的贡献程度，未提及成核剂复合材料耐热性能的影响，且此成核剂对拉伸强度的提高程度有限。

专利公开CN 104884492 A提到，在TPU合成过程中采用包含短链结晶化合物的链终止剂，其短链结晶化合物的官能团为位于结晶化合物内的末端位置上的活性氢官能团。通过此方法制备的TPU的结晶温度得到一定提高，低硬度TPU因结晶速率慢而存在的粘结现象得到改善。但是TPU的结晶温度依旧较低，且物理性能一般。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高结晶能力的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)组合物及其制备方法，解决TPU自身结晶能力不强、结晶度不高的问题，以求提高TPU的机械强度和耐热性能，拓宽其应用领域。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种高结晶能力的热塑性聚氨酯弹性体组合物，其包括：

100重量份热塑性聚氨酯弹性体和0.1-20重量份层状无机化合物。

进一步，相对于所述纯热塑性聚氨酯弹性体，该组合物的结晶峰温度提高10℃以上，例如10-35℃、结晶度提高10％以上，例如10-50％，优选20-50％。进一步，相对于在同样条件下由所述纯热塑性聚氨酯弹性体制备的材料，由该组合物制备的复合材料的拉伸强度提高10-30％，撕裂强度提高10-35％，维卡软化点提高3-15℃。

本发明的一种高结晶能力热塑性聚氨酯弹性体组合物，所述改性层状无机化合物的比例优选0.2-10重量份，进一步优选0.5-5重量份。

所述的层状无机化合物是阳离子层状无机化合物、阴离子层状无机化合物、中性层状无机化合物中的一种、两种或多种。

优选地，所述的阳离子层状无机化合物是蒙脱土、累托石、贝得石、绿脱石、蛭石、云母等层状硅酸盐化合物中的一种、两种或多种。所述的阴离子层状无机化合物是水滑石、水镁石、水镁铁石、水铝镍石等层状双氢氧化合物中的一种、两种或多种。所述的中性层状无机化合物是石墨、二硫化钼、五氧化二钒等中的一种、两种或多种。层状无机化合物优选蒙脱土、累托石、水滑石、二硫化钼等。