[发明专利]一种有机硅-聚氨酯热塑性弹性体的制备方法及其用途

说明书

本发明公开一种有机硅‑聚氨酯热塑性弹性体的制备方法，该制备方法包括如下步骤：Ⅰ、在50～120℃温度下，通过将大分子有机硅二元醇、二异氰酸酯、增容剂按照一定的方式进行混合，反应得到异氰酸酯基封端的预聚体；Ⅱ、将步骤Ⅰ所得预聚体与小分子扩链剂均匀混合，并将混合物浇注后熟化。所制备的有机硅‑聚氨酯热塑性弹性体除了具有良好的力学性能外，还具有优异的疏水性能和耐低温性能。

技术领域：

本发明属于弹性体材料领域，进一步涉及一种有机硅-聚氨酯热塑性弹性体的制备方法。

背景技术：

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由热力学不相容的软段和硬段组成的具有高强度、高韧性、高弹性等优异性能的综合性材料，被广泛用于各行各业中。

有机硅是含有硅元素的众多高分子化合物的总称，其中聚有机硅氧烷应用最为广泛，聚有机硅氧烷具有良好的热稳定性、耐氧化性，良好的拒水性，低的玻璃化转变温度，低表面能，优异的生理惰性。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种最常见的聚有机硅氧烷，将PDMS引入到TPU中制成含硅TPU的研究最多。但是由于PDMS极性低，溶解度参数小，与其他组分的相容性差，导致所制得的含硅TPU的物理机械性能差。

现有关于制备含硅TPU的研究中，基本是通过改性软段来改善聚有机硅氧烷与硬段之间的相容性，包括以下两个方面：

第一，通过加入另一溶解度参数较高的软段(一般为聚醚、聚酯、聚碳酸酯等大分子二元醇)，如美国专利US 006313254 B1公开了一种含聚硅氧烷的聚氨酯弹性体的制备、组成及性能，该发明选用MDI/BDO作为硬段，软段至少选用一种聚硅氧烷大分子二醇和至少一种聚醚/聚碳酸酯大分子二醇，所得产物的物理机械性能一般，且该发明的操作工艺复杂。

第二，通过对聚有机硅氧烷进行分子内改性(如制备PEO-PMDS-PEO，PCL-PDMS-PCL，在PDMS分子中引入氯丙基、腈乙基等侧基)，如中国专利CN104448231A公开了一种聚醚有机硅嵌段聚氨酯材料的制备方法、产品及用途，该发明采用两步法，选用MDI/BDO作为硬段，软段选用聚环氧乙烷-聚二甲基硅氧烷-聚环氧乙烷(PEO-PDMS-PEO)，所得产物的力学强度不高，且该发明难以方便地根据不同组成进行调整，有一定的局限性。

通过改性硬段来改善聚有机硅氧烷与硬段之间的相容性，减小软硬段之间的相分离程度，提升所制备含硅TPU的物理机械性能还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机硅-聚氨酯热塑性弹性体的制备方法，通过选用特殊结构的增容剂来改变硬段的特性，并通过优化制备工艺，来提升聚有机硅氧烷与硬段之间的相容性，获得了具有良好力学性能的有机硅-聚氨酯热塑性弹性体产物，且该产物还具有优异的疏水性能和耐低温性能。

为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种有机硅-聚氨酯热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤：

Ⅰ、在50～120℃温度下，通过将大分子有机硅二元醇、增容剂、二异氰酸酯按照一定的方式进行混合，反应得到异氰酸酯基封端的预聚体；

Ⅱ、将步骤Ⅰ所得预聚体与小分子扩链剂均匀混合，并将混合物浇注后熟化，即得到有机硅-聚氨酯热塑性弹性体；

作为一种优选的技术方案，步骤Ⅰ中所述的混合方式选用以下方式中的任意一种，优选方式3)：

方式1)依次将大分子有机硅二元醇、增容剂逐渐加入到二异氰酸酯中；

方式2)依次将二异氰酸酯、增容剂逐渐加入到大分子有机硅二元醇中；