[发明专利]一种新型TPU合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种新型TPU合金材料及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯(TPU)是一种新型的有机高分子合成材料，其具有优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯和PC，耐老化性好过橡胶，可以说是替代PC和PU的最理想的材料。然而在热塑性聚氨酯的制备过程中需要调控其硬段与软段比例才能保证热塑性聚氨酯具有优良的综合性能，在本领域如何调控聚氨酯的硬段与软段比例对于提高聚氨酯的性能改善具有重要作用。

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优异的工程塑料，它具有较高的尺寸稳定性，良好的电绝缘性和耐蠕变性等，被广泛运用于机械和电子等行业。但双酚A型聚碳酸酯由于分子链中含有苯环，分子链显刚性，使它熔体粘度较大加工不方便、易于应力开裂和缺口冲击敏感，它还存在耐溶剂性差和耐磨性差。

在本领域中，如果能够将TPU和PC结合起来制成一种性能优异的合金材料，兼顾PC和TPU的优点，对于扩大聚氨酯和聚碳酸酯材料的应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型TPU合金材料及其制备方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种TPU合金材料，所述TPU合金材料的原料包括以下成分：

在本发明中利用异氰酸酯与加入聚碳酸酯粉的多元醇反应来制备得到TPU/PC合金材料，利用聚碳酸酯的优异性能来改善TPU的力学性能、光热稳定性、TPU的耐老化性能，使得合金材料兼具TPU和PC的优点，具有良好的拉伸性能，良好的韧性、耐磨性、耐候性、耐腐蚀性、低温抗冲击性能、耐溶剂性，综合性能优异。

在本发明中，所述二异氰酸酯的用量可以为40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份或50重量份。

在本发明中，所述多元醇的用量可以为45重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份、57重量份、58重量份或60重量份。

在本发明中，所述聚碳酸酯粉的用量可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或30重量份。

在本发明中，所述扩链剂的用量可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、13重量份、14重量份或15重量份。

在本发明中，所述催化剂的用量可以为1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.8重量、2重量份、2.5重量份、3重量份、4重量份或5重量份。

在本发明中，所述抗氧化剂的用量可以为0.5重量份、0.8重量份、1.0重量份、1.5重量份、2.0重量份、3.0重量份、4.0重量份或5.0重量份。

在本发明中，所述相容剂的用量可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。

优选地，所述TPU合金材料的原料包括以下成分：

优选地，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的混合物，所述多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物。

在本发明中选择两种特定的二异氰酸酯和两种多元醇相互配合，克服了利用单一的聚醚多元醇或聚酯多元醇与单一的二异氰酸酯反应产生的聚氨酯弹性体不易对软段和硬段进行控制的缺陷，本发明选用上述原料，在所述用量下可以很好地控制软段和硬段，使其得到的聚氨酯弹性体具有比较理想的强度和柔韧性。

优选地，所述二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为(5-8):1，例如5:1、5.3:1、5.5:1、5.8:1、6:1、6.3:1、6.5:1、7:1、7.3:1、7.5:1、7.8:1或8:1。该两种特定二异氰酸酯相互配合使用，可以更好地调节热塑性聚氨酯的耐磨性以及柔韧性，在所述质量比例下，二者协同使得热塑性聚氨酯具有良好的拉伸强度以及耐磨性。

优选地，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的质量比为(1-3):1，例如1:1、1.3:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.3:1、2.5:1、2.8:1或3:1。

优选地，所述多元醇的数均分子量为500-5000，例如500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000或5000，优选1000-2000。