一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量份數包括以下成分：聚醚多元醇55～68；二異氰酸酯35～50；碳二亞胺改性的二異氰酸酯1～6；擴鏈劑8～16；催化劑3～8。按配方量將所述各成分混合，采用預聚體法得到具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體。本發(fā)明采用碳二亞胺改性的二異氰酸酯作為制備熱塑性聚氨酯彈性體的耐水解助劑，提高了聚氨酯彈性體產品的水解穩(wěn)定性，并且不影響其他方面的性能。同時具有生產成本低，制備方法簡單等優(yōu)點。
【專利說明】一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方 法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱塑性聚氨酯彈性體制備【技術領域】，具體涉及一種具有高水解穩(wěn)定性 的熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 熱塑性彈性體由于其優(yōu)良的斷裂伸長，回彈性，耐磨性，耐候性及比澆注聚氨酯優(yōu) 越的加工成型方法，而得到越來越廣泛的應用。特別是由于聚氨酯行業(yè)的快速發(fā)展，又促進 原料廠家的產能不斷擴大，使得成本不斷下降，從而促進新輪聚氨酯產品的應用開發(fā)。
[0003] 但現有的熱塑性聚氨酯彈性體（TPU)的水解穩(wěn)定性較差。熱塑性聚氨酯彈性體 水解穩(wěn)定性較差的原因是水滲入彈性體后與TPU中的基團發(fā)生了化學反應，產生了化學降 解，彈性體的化學組成和物理結構被破壞，而水解作用不可逆。
[0004] 在改善TPU水解穩(wěn)定性方面，目前主要是通過增強聚氨酯彈性體的疏水性，或者 使斷裂的鏈段"再植"來解決，歸納起來有兩個方面：一是改變熱塑性聚氨酯彈性體的結構， 但由于其工藝復雜，成本較高，且還會使熱塑性聚氨酯彈性體的固有性能減弱，在應用上受 到一定的限制；二是加入化學助劑，目前工業(yè)上廣泛應用的耐水解助劑主要有環(huán)氧化合物 類和碳化二亞胺類，環(huán)氧類化合物大致可以分為縮水甘油衍生物和烴取代環(huán)氧乙烷化合物 兩大類。
[0005] CN 101457018A公開了一種耐水解的熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法，具體為 一種含有碳二亞胺改性的有機二異氰酸酯作為耐水解助劑的熱塑性聚氨酯彈性體。但其水 解穩(wěn)定性仍然存在不足。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體及其制備 方法。
[0007] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0008] -種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯 彈性體按重量份數包括以下成分：
[0009] 聚醚多元醇 55?68 二異氰酸酯 35?50 碳二亞胺改性的二異氰酸酯 1?6 擴鏈劑 8?16 催化劑 3?L
[0010] 所述聚醚多元醇的重量份數可選擇55. 02?67. 9, 58?64, 59. 3?61. 4,60. 5等， 皆可用于實施本發(fā)明。
[0011] 所述二異氰酸酯的重量份數可選擇35. 01?49. 8, 37?46, 38. 5?43. 7, 39? 42,41. 8等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0012] 所述碳二亞胺改性的二異氰酸酯的重量份數可選擇1. 02?5. 9,1. 2?5. 5, 2? 5, 2. 4?4. 7, 3?4. 2, 3. 8等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0013] 所述擴鏈劑的重量份數可選擇8. 03?15. 8,8. 4?14,9?13. 2,10?12. 4,11. 7 等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0014] 所述催化劑的重量份數可選擇3. 02?7. 9, 3. 3?7. 4, 5?7, 5. 4?6. 8, 5. 7? 6. 3,6等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0015] 所述碳二亞胺改性是指二異氰酸酯在催化劑的作用下，部分脫去二氧化碳，生成 碳二亞胺基團和少量脲酮亞胺基團。
[0016] 所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇或四氫呋喃-氧化丙烯共 聚二醇中的一種或至少兩種的混合物。典型但非限制性的例子包括：聚氧化丙烯二醇，聚 四氫呋喃二醇，四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇，聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇，四氫 呋喃-氧化丙烯共聚二醇和聚氧化丙烯二醇，聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇和四氫呋 喃-氧化丙烯共聚二醇等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0017] 所述二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、2, 4-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異 氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、3, 3' -二甲基-4, 4-聯苯二異氰酸 酯、三苯基甲烷三異氰酸酯或對苯二異氰酸酯中的一種或至少兩種的混合物，優(yōu)選2, 4-甲 苯二異氰酸酯。典型但非限制性的例子包括：甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯， 2, 4-甲苯二異氰酸酯，1，5-萘二異氰酸酯，2, 4-甲苯二異氰酸酯和苯二亞甲基二異氰酸 酯，3, 3'-二甲基-4, 4-聯苯二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯和3, 3'-二甲基-4, 4-聯 苯二異氰酸酯，三苯基甲烷三異氰酸酯和對苯二異氰酸酯，甲苯二異氰酸酯、2, 4-甲苯二異 氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和1，5-萘二異氰酸酯，1，5-萘二異氰酸酯、苯二亞甲基二 異氰酸酯、對苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0018] 所述碳二亞胺改性的二異氰酸酯為碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯。
[0019] 所述擴鏈劑為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、2, 3- 丁二醇或1，5-戊二醇中的 一種或至少兩種的混合物。典型但非限制性的例子包括：乙二醇，1，3-丙二醇，1，4- 丁二 醇，2, 3- 丁二醇，1，5-戊二醇，乙二醇和2, 3- 丁二醇，1，4- 丁二醇和1，5戊二醇，1，3丙二 醇、1，4-丁二醇和2, 3-丁二醇，乙二醇、1，4-丁二醇、2, 3-丁二醇和1，5-戊二醇等，皆可用 于實施本發(fā)明。
[0020] 所述催化劑選自辛酸亞錫、二辛酸二丁錫或二月桂酸二丁錫中的一種或至少兩種 的混合物。典型但非限制性的例子包括：辛酸亞錫，二辛酸二丁錫，二月桂酸二丁錫，二辛酸 二丁錫和二月桂酸二丁錫，辛酸亞錫和二辛酸二丁錫，辛酸亞錫、二辛酸二丁錫和二月桂酸 二丁錫等，皆可用于實施本發(fā)明。
[0021] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量份數包括以下成 分：
[0022] 聚氧化丙烯二醇 55?63 2,4-甲苯二異氰酸酯 38?42 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯1.5?4 2,3-丁二醇 10 ?13 二辛酸二丁錫 5?8。
[0023] 作為本發(fā)明最優(yōu)選的技術方案，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量份數包括以下成 分：
[0024] 聚氧化丙烯二醇 61 2,4-甲苯二異氰酸酯 40 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯3 2,3-丁二醇 12 二辛酸二丁錫 7。
[0025] 本發(fā)明所述的"包括"，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分 賦予所述熱塑性聚氨酯彈性體不同的特性。除此之外，本發(fā)明所述的"包括"，還可以替換為 封閉式的"為"或"由……組成"。
[0026] -種所述的熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，按配方量將所述各成分混合，采用 預聚體法得到具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體。
[0027] 與已有技術方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0028] 本發(fā)明采用碳二亞胺改性的二異氰酸酯作為制備熱塑性聚氨酯彈性體的耐水解 助劑，提高了聚氨酯彈性體產品的水解穩(wěn)定性，并且不影響其他方面的性能。同時具有生產 成本低，制備方法簡單等優(yōu)點。
[0029] 下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代 表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。

【具體實施方式】
[0030] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0031] 為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的 實施例如下：
[0032] 實施例1
[0033] -種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量 份數包括以下成分：
[0034] 聚四氫呋喃二醇 68 甲苯二異氰酸酯 35 碳二亞胺改性的甲苯二異氰酸酯1 1,3-丙二醇 16 辛酸亞錫 8。
[0035] 按配方量將所述各成分混合，采用預聚體法得到具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨 酯彈性體。
[0036] 實施例2
[0037] -種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量 份數包括以下成分：
[0038] 四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇 55 對苯二異氰酸酯 50 碳二亞胺改性的對苯二異氰酸酯6 1，5-戊二醇 8 二月桂酸二丁錫 3
[0039] 其制備方法同實施例1。
[0040] 實施例3
[0041] 一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量 份數包括以下成分：
[0042] 聚氧化丙烯二醇 55 2,4-甲苯二異氰酸酯 42 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯1.5 2.3- 丁二醇 10 二辛酸二丁錫 8。
[0043] 其制備方法同實施例1。
[0044] 實施例4
[0045] 一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量 份數包括以下成分：
[0046] 聚氧化丙烯二醇 63 2.4- 甲苯二異氰酸酯 38 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯4 2.3- 丁二醇 13
[0047] 二辛酸二丁錫 5。
[0048] 其制備方法同實施例1。
[0049] 實施例5
[0050] -種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，所述熱塑性聚氨酯彈性體按重量 份數包括以下成分：
[0051] 聚氧化丙烯二醇 61 2.4- 甲苯二異氰酸酯 40 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯3 2,3-丁二醇 12 二辛酸二丁錫 7。
[0052] 其制備方法同實施例1。
[0053] 對比例
[0054] 將CN 101457018A中的實施例2作為本申請的對比例。
[0055] 將實施例1-5和對比例的聚氨酯彈性體產品置于70°C左右的水槽中進行水解穩(wěn) 定性實驗，一定時間后按ASTMD412 (美國材料與試驗協(xié)會標準）進行物性測試，結果見表1。
[0056] 表1各實施例和對比例的水解穩(wěn)定性測試結果
[0057]

【權利要求】
1. 一種具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈 性體按重量份數包括以下成分： 聚醚多元醇 55?68 二異氰酸酯 35?50 碳二亞胺改性的二異氰酸酯 1?6 擴鏈劑 8?16 催化劑 3?8。
2. 如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述聚醚多元醇為聚氧化 丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇或四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一種或至少兩種的混合 物。
3. 如權利要求1或2所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述二異氰酸酯包括甲 苯二異氰酸酯、2, 4-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、苯二亞 甲基二異氰酸酯、3, 3'-二甲基-4, 4-聯苯二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯或對苯二異 氰酸酯中的一種或至少兩種的混合物，優(yōu)選2, 4-甲苯二異氰酸酯。
4. 如權利要求1-3之一所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述碳二亞胺改性 的二異氰酸酯為碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯。
5. 如權利要求1-4之一所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述擴鏈劑為乙二 醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、2, 3- 丁二醇或1，5-戊二醇中的一種或至少兩種的混合物。
6. 如權利要求1-5之一所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述催化劑選自辛 酸亞錫、二辛酸二丁錫或二月桂酸二丁錫中的一種或至少兩種的混合物。
7. 如權利要求1-6之一所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯 彈性體按重量份數包括以下成分： 聚氧化丙烯二醇 55?63 2,4甲苯二異氰酸酯 38?42 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯1 5?4 2,3 丁二醇 10?13 二辛酸二丁錫 5?8。
8. 如權利要求1-7之一所述的熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯 彈性體按重量份數包括以下成分： 聚氧化丙烯二醇 61 2,4-甲苯二異氰酸酯 40 碳二亞胺改性的苯二亞甲基二異氰酸酯3 2,3-丁二醇 12 二辛酸二丁錫 7。
9. 一種如權利要求1-8之一所述的熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，按 配方量將所述各成分混合，采用預聚體法得到具有高水解穩(wěn)定性的熱塑性聚氨酯彈性體。
【文檔編號】C08K5/29GK104193959SQ201410480070
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2014年9月18日
【發(fā)明者】何健雄, 王一良 申請人:東莞市吉鑫高分子科技有限公司, 蘇州市雄林新材料科技有限公司