CN107325257A - 一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法 - Google Patents

一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：S1、聚氨酯弹性体原料组成，S2、聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的制配成分，S3、第一次搅拌混合，S4、第二次搅拌混合，S5、输送熔融反应物料，S6、弹性体造粒，S7、干燥脱水。本发明热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，低能耗、无污染、机械性能显著提高，使用范围更广，制备方法简单，高效稳定，可以用于大规模的工业化生产，聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料通过两次进行均匀混合，提高了产品性能。

Description

一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体为一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体（简称TPU），是一类加热可以溶解的聚氨酯产品。 它是由大分子聚酯多元醇、小分子二元醇以及二异氰酸酯聚合而得的具有 氨基甲酸酯集团的高分子化合物，在分子结构中由软段和硬段组成的嵌段 共聚物，它既有橡胶材料的高弹性，又有工程塑料的高强度；在很宽的温 度内（40-120）TPU都具有柔性；此外还具有良好的耐油性、耐溶剂性、 耐天候性和耐高能射线性能等环境介质性能；耐磨性、抗撕裂性、屈挠强度、拉伸强度、伸长率、回弹性以及剪切强度和耐冲击等力学性能也很优 良。TPU的特点是可熔可溶，可采用多种加工方法成型，产品可广泛应用 制作异型体、管材、薄膜、胶粘剂、涂料和纤维。如此优异的物理力学性 能、环境介质性能以及加工性能，使TPU在工业方面、医疗卫生、体育用 品、生活用品和军用物资等领域的应用取得了成功。同时TPU可重复加工利用，而且在自然界能够自动降解成水和二氧化碳，具有对环境不造成污 染的特性，在未来社会发展中必将得到越来越广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、聚氨酯弹性体原料组成：聚氨酯弹性体是由聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料而成，聚酯多元醇包括内醇、多元醇催、催化剂和光稳定剂，二异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和增塑剂，扩链剂包括乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇和二乙基甲苯二胺。
S2、聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的制配成分：（1）聚酯多元醇的制备方法如下：以重量百分数计，由内醇30-45％、多元醇催35-40％、催化剂10％-20％和光稳定剂5％-15％组成聚酯多元醇；（2）二异氰酸酯的制备方法如下：以重量百分数计，由二苯甲烷二异氰酸酯20％-55％、甲苯二异氰酸酯40％-70％与增塑剂5％-10％组成二异氰酸酯；（3）扩链剂的制备方法如下：以重量百分数计，由乙二醇15％-20％、丙二醇25％-30％、一缩二丙二醇25％-30％和二乙基甲苯二胺25％-30％组成扩链剂；
S3、第一次搅拌混合：把S2中的聚酯多元醇和二异氰酸酯倒入搅拌筒中进行充分搅拌，搅拌时物料升温70-80摄氏度，此时给搅拌筒内部加入氮气可解除搅拌筒内部的真空，使之抽真空搅拌混合1-2h；
S4、第二次搅拌混合：在S3之后把扩链剂加入至搅拌筒中，快速搅拌，抽真空脱气，物料温度逐渐上升到110-120摄氏度，粘度明显增加，停止搅拌；
S5、输送熔融反应物料：把S4中的熔融反应物料从搅拌筒中排出，并浇注到载于输送带上的预先涂好脱模剂的聚四氟乙烯盘中，且输送带置于100-130摄氏度的熟化炉内，连续浇注的物料在传送带上移动加热熟化；
S6、弹性体造粒：把S5熟化后的物料冷却1-2h后，送至真空造粒机中进行造粒；
S7、干燥脱水：将S6中的粒子在85-90摄氏度下干燥4-5h，脱除粒子中的水分，然后经注塑成型即可制得热塑性聚氨酯弹性体。
优选的，所述S3中第一次搅拌混合电动机的转速为400r/min，所述S4中第二次搅拌混合电动机的转速300r/min。
优选的，所述S5中熔融反应物料粘度为6000-10000CPS。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，低能耗、无污染、机械性能显著提高，使用范围更广，制备方法简单，高效稳定，可以用于大规模的工业化生产，聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料通过两次进行均匀混合，提高了产品性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、聚氨酯弹性体原料组成：聚氨酯弹性体是由聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料而成，聚酯多元醇包括内醇、多元醇催、催化剂和光稳定剂，二异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和增塑剂，扩链剂包括乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇和二乙基甲苯二胺。
S2、聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的制配成分：（1）聚酯多元醇的制备方法如下：以重量百分数计，由内醇33％、多元醇催37％、催化剂15％和光稳定剂15％组成聚酯多元醇；（2）二异氰酸酯的制备方法如下：以重量百分数计，由二苯甲烷二异氰酸酯30％、甲苯二异氰酸酯62％与增塑剂8％组成二异氰酸酯；（3）扩链剂的制备方法如下：以重量百分数计，由乙二醇17％、丙二醇28％、一缩二丙二醇26％和二乙基甲苯二胺29％组成扩链剂；
S3、第一次搅拌混合：把S2中的聚酯多元醇和二异氰酸酯倒入搅拌筒中进行充分搅拌，搅拌时物料升温72摄氏度，此时给搅拌筒内部加入氮气可解除搅拌筒内部的真空，使之抽真空搅拌混合1.5h；
S4、第二次搅拌混合：在S3之后把扩链剂加入至搅拌筒中，快速搅拌，抽真空脱气，物料温度逐渐上升到115摄氏度，粘度明显增加，停止搅拌；
S5、输送熔融反应物料：把S4中的熔融反应物料从搅拌筒中排出，并浇注到载于输送带上的预先涂好脱模剂的聚四氟乙烯盘中，且输送带置于118摄氏度的熟化炉内，连续浇注的物料在传送带上移动加热熟化；
S6、弹性体造粒：把S5熟化后的物料冷却1.4h后，送至真空造粒机中进行造粒；
S7、干燥脱水：将S6中的粒子在86摄氏度下干燥4.5h，脱除粒子中的水分，然后经注塑成型即可制得热塑性聚氨酯弹性体。
所述S3中第一次搅拌混合电动机的转速为400r/min，所述S4中第二次搅拌混合电动机的转速300r/min。
所述S5中熔融反应物料粘度为6000-10000CPS。
实施例2
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、聚氨酯弹性体原料组成：聚氨酯弹性体是由聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料而成，聚酯多元醇包括内醇、多元醇催、催化剂和光稳定剂，二异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和增塑剂，扩链剂包括乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇和二乙基甲苯二胺。
S2、聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的制配成分：（1）聚酯多元醇的制备方法如下：以重量百分数计，由内醇38％、多元醇催37％、催化剂12％和光稳定剂13％组成聚酯多元醇；（2）二异氰酸酯的制备方法如下：以重量百分数计，由二苯甲烷二异氰酸酯51％、甲苯二异氰酸酯42％与增塑剂7％组成二异氰酸酯；（3）扩链剂的制备方法如下：以重量百分数计，由乙二醇18％、丙二醇27％、一缩二丙二醇26％和二乙基甲苯二胺29％组成扩链剂；
S3、第一次搅拌混合：把S2中的聚酯多元醇和二异氰酸酯倒入搅拌筒中进行充分搅拌，搅拌时物料升温74摄氏度，此时给搅拌筒内部加入氮气可解除搅拌筒内部的真空，使之抽真空搅拌混合1.6h；
S4、第二次搅拌混合：在S3之后把扩链剂加入至搅拌筒中，快速搅拌，抽真空脱气，物料温度逐渐上升到116摄氏度，粘度明显增加，停止搅拌；
S5、输送熔融反应物料：把S4中的熔融反应物料从搅拌筒中排出，并浇注到载于输送带上的预先涂好脱模剂的聚四氟乙烯盘中，且输送带置于120摄氏度的熟化炉内，连续浇注的物料在传送带上移动加热熟化；
S6、弹性体造粒：把S5熟化后的物料冷却1.7h后，送至真空造粒机中进行造粒；
S7、干燥脱水：将S6中的粒子在87摄氏度下干燥4.7h，脱除粒子中的水分，然后经注塑成型即可制得热塑性聚氨酯弹性体。
所述S3中第一次搅拌混合电动机的转速为400r/min，所述S4中第二次搅拌混合电动机的转速300r/min。
所述S5中熔融反应物料粘度为6000-10000CPS。
实施例3
一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、聚氨酯弹性体原料组成：聚氨酯弹性体是由聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料而成，聚酯多元醇包括内醇、多元醇催、催化剂和光稳定剂，二异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和增塑剂，扩链剂包括乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇和二乙基甲苯二胺。
S2、聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的制配成分：（1）聚酯多元醇的制备方法如下：以重量百分数计，由内醇31％、多元醇催36％、催化剂19％和光稳定剂14％组成聚酯多元醇；（2）二异氰酸酯的制备方法如下：以重量百分数计，由二苯甲烷二异氰酸酯22％、甲苯二异氰酸酯69％与增塑剂9％组成二异氰酸酯；（3）扩链剂的制备方法如下：以重量百分数计，由乙二醇18％、丙二醇28％、一缩二丙二醇27％和二乙基甲苯二胺27％组成扩链剂；
S3、第一次搅拌混合：把S2中的聚酯多元醇和二异氰酸酯倒入搅拌筒中进行充分搅拌，搅拌时物料升温79摄氏度，此时给搅拌筒内部加入氮气可解除搅拌筒内部的真空，使之抽真空搅拌混合2h；
S4、第二次搅拌混合：在S3之后把扩链剂加入至搅拌筒中，快速搅拌，抽真空脱气，物料温度逐渐上升到120摄氏度，粘度明显增加，停止搅拌；
S5、输送熔融反应物料：把S4中的熔融反应物料从搅拌筒中排出，并浇注到载于输送带上的预先涂好脱模剂的聚四氟乙烯盘中，且输送带置于130摄氏度的熟化炉内，连续浇注的物料在传送带上移动加热熟化；
S6、弹性体造粒：把S5熟化后的物料冷却2h后，送至真空造粒机中进行造粒；
S7、干燥脱水：将S6中的粒子在90摄氏度下干燥5h，脱除粒子中的水分，然后经注塑成型即可制得热塑性聚氨酯弹性体。
所述S3中第一次搅拌混合电动机的转速为400r/min，所述S4中第二次搅拌混合电动机的转速300r/min。
所述S5中熔融反应物料粘度为6000-10000CPS。
本发明热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，低能耗、无污染、机械性能显著提高，使用范围更广，制备方法简单，高效稳定，可以用于大规模的工业化生产，聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料通过两次进行均匀混合，提高了产品性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、聚氨酯弹性体原料组成：聚氨酯弹性体是由聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂配料而成，聚酯多元醇包括内醇、多元醇催、催化剂和光稳定剂，二异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和增塑剂，扩链剂包括乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇和二乙基甲苯二胺；
S2、聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的制配成分：（1）聚酯多元醇的制备方法如下：以重量百分数计，由内醇30-45％、多元醇催35-40％、催化剂10％-20％和光稳定剂5％-15％组成聚酯多元醇；（2）二异氰酸酯的制备方法如下：以重量百分数计，由二苯甲烷二异氰酸酯20％-55％、甲苯二异氰酸酯40％-70％与增塑剂5％-10％组成二异氰酸酯；（3）扩链剂的制备方法如下：以重量百分数计，由乙二醇15％-20％、丙二醇25％-30％、一缩二丙二醇25％-30％和二乙基甲苯二胺25％-30％组成扩链剂；
S3、第一次搅拌混合：把S2中的聚酯多元醇和二异氰酸酯倒入搅拌筒中进行充分搅拌，搅拌时物料升温70-80摄氏度，此时给搅拌筒内部加入氮气可解除搅拌筒内部的真空，使之抽真空搅拌混合1-2h；
S4、第二次搅拌混合：在S3之后把扩链剂加入至搅拌筒中，快速搅拌，抽真空脱气，物料温度逐渐上升到110-120摄氏度，粘度明显增加，停止搅拌；
S5、输送熔融反应物料：把S4中的熔融反应物料从搅拌筒中排出，并浇注到载于输送带上的预先涂好脱模剂的聚四氟乙烯盘中，且输送带置于100-130摄氏度的熟化炉内，连续浇注的物料在传送带上移动加热熟化；
S6、弹性体造粒：把S5熟化后的物料冷却1-2h后，送至真空造粒机中进行造粒；
S7、干燥脱水：将S6中的粒子在85-90摄氏度下干燥4-5h，脱除粒子中的水分，然后经注塑成型即可制得热塑性聚氨酯弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述S3中第一次搅拌混合电动机的转速为400r/min，所述S4中第二次搅拌混合电动机的转速300r/min。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述S5中熔融反应物料粘度为6000-10000CPS。
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