CN115010888B - 一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及C08L75/04领域，具体为一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。本发明采用聚醚多元醇与二异氰酸酯进行反应，在小分子扩链剂存在的条件下，且通过控制第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为(4‑6)：3：(3‑8)，使制备的聚氨酯软硬适中，具有很高的韧性和抗撕裂强度；未使用催化剂的基础上采用润滑剂，有效避免薄膜出现晶点，提高产品质量和生产效益；紫外吸收剂、光稳定剂、抗菌剂、分散剂作为加工助剂，提高加工过程中体系的稳定性，赋予热塑性聚氨酯弹性体良好的抗老化性能和抗菌性，通过食品安全性测试，使得到的热塑性聚氨酯弹性体更适用于食品薄膜的使用。

Description

一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及C08L75/04领域，具体为一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体是由二异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇、小分子扩链剂共同反应生成的线性高分子材料，是介于橡胶和塑料之间的一种新型环保材料。目前根据热塑性聚氨酯弹性体的应用领域，选择聚醚或聚酯多元醇与二异氰酸酯反应得到柔性链段，在小分子扩链剂的存在下形成刚性链段，通过选择不同的物质或配比制备满足实际应用需求的聚氨酯热塑性弹性体的技术日渐成熟。
但是目前市场上大都用聚酯多元醇合成聚氨酯，所采用的聚酯多元醇的分子量较高，体系粘度较大，影响体系中各物质的分散性进而影响体系的稳定性，而且粘度过高导致高分子熔体粘滞于生产设备钢铁表面，导致的过度聚合或碳化而产生的晶点，影响食品薄膜的产品质量；中国专利CN108467480A公开了一种聚醚改性聚酯多元醇及其聚合而成的热塑性聚氨酯弹性体，通过二元羧酸和小分子二元醇在钛酸四丁酯或辛酸亚锡催化剂存在的条件下得到聚酯多元醇，之后与异氰酸酯和小分子扩链剂聚合而成的热塑性聚氨酯弹性体的力学性能、耐油耐高温性能优异，但是催化剂的存在不可避免会导致在生产薄膜的过程中产生晶点，影响产品质量；为了缓解薄膜生产过程中晶点的产生导致产品收益降低的问题，中国专利CN102558830B公开了一种透明薄膜级热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，通过引入润滑剂和环保催化剂，采用聚酯多元醇为柔性链原料，丁二醇为刚性链原料得到抗拉伸强度高，抗冲击轻度高、弹性好的热塑性聚氨酯弹性体，但是聚酯多元醇的分子量较高，体系粘度较大，影响体系中各物质的分散性进而影响体系的稳定性，而且粘度过高导致高分子熔体粘滞于生产设备钢铁表面，导致的过度聚合或碳化而产生的晶点。
因此，提供一种软硬适中、具有很高的韧性和耐撕裂强度的热塑性聚氨酯弹性体，赋予其良好的抗老化性能和抗菌性，避免由于催化剂及高分子量聚酯多元醇的使用导致晶点的产生，提高产品质量和生产效益，可满足食品薄膜领域较高的实际应用要求，这具有重要的现实研究和应用意义。
发明内容
本发明一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，按重量份计，至少包括以下组分：聚醚多元醇70-115份、二异氰酸酯30-50份、小分子扩链剂8-15份、润滑剂0.5-1份、助剂1-3份；
聚醚多元醇的分子量影响体系的粘度，聚醚多元醇的分子量增加虽然一定程度可以缩短聚氨酯弹性体生产周期，提高产量，但是聚醚多元醇分子量过高，在较高的熔点融化时具有较高的粘度，使其在吹膜或流延时，与体系中的其他物质的混合难度增加，导致薄膜出现晶点，降低产品质量和生产效益；作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的数均分子量范围为1000-1500，可以有效保证产品质量的同时缩短生产周期，提高产量，进而提高生产效益；
作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇至少包括第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇；
聚醚多元醇的羟值影响体系中二异氰酸酯的加入量，聚醚多元醇的羟值增加虽然可以提高反应活性，但可能导致体系中二异氰酸酯用量增加，提高生产成本，作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇的羟值为75-112mgKOH/g；优选的，所述聚醚多元醇为第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的组合；所述第一聚醚多元醇的数均分子量为1000-1200，粘度为70～130mPas(25℃)，羟值为94-112mgKOH/g，所述第二聚醚多元醇的数均分子量为1100-1300，粘度为80～140mPas(25℃)，羟值为86-102mgKOH/g，所述第三聚醚多元醇的数均分子量为1300-1500，粘度为70～130mPas(25℃)，羟值为75-86mgKOH/g；本申请人意外发现，当控制所述第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为(4-6)：3：(3-8)时，可以最大程度的改善聚氨酯弹性体的韧性和抗撕裂强度，在未使用催化剂的前提下协同体系中的润滑剂有效避免薄膜出现晶点，提高产品质量和生产效益，使得到的聚氨酯弹性体可以更好的适用于食品薄膜的生产；
所述第一聚醚多元醇的型号为BD2-600A，其数均分子量为1000，粘度为80mPas(25℃)，羟值为112mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第二聚醚多元醇的型号为BD2-700A，其数均分子量为1300，粘度为110mPas(25℃)，羟值为86mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第三聚醚多元醇的型号为DL-1000D，其数均分子量为1500，粘度为130mPas(25℃)，羟值为75mgKOH/g，购买自山东蓝星东大化工有限责任公司；
作为一种优选方案，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；
优选的，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的组合；协同本体系的聚醚多元醇、小分子扩链剂、助剂等成分使得到的热塑性聚氨酯弹性体具有有些的光稳定性、耐候性和机械性能；本申请人意外发现，所述二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为(1.5-3)：1时，在保证得到的热塑性聚氨酯弹性体具有合适的硬度、韧性和抗撕裂强度的的同时，最大程度提高其耐黄变性能，满足食品薄膜的要求；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯的CAS号为101-68-8，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的CAS号为5124-30-1，购买自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；
聚醚多元醇在聚氨酯的制备过程中作为长链多元醇化合物在聚氨酯中形成软段，而小分子扩链剂在聚氨酯中形成硬段，聚醚多元醇和小分子扩链剂的选择及其比例直接影响聚氨酯弹性体的力学性能，作为一种优选的技术方案，所述小分子扩链剂为含二元或多元羟基的小分子醇；
作为一种优选的技术方案，所述小分子扩链剂选自三羟甲基丙烷、2,2-双羟甲基丙酸、1,3-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、甘油、新戊二醇、山梨糖醇中的至少一种；
出于食品安全等考虑，所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的组合，可协同本体系的二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-丁二醇等提高聚氨酯弹性体的硬度、抗撕裂强度和抗老化性能，本申请人意外发现，当控制所述三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的质量比为(0.8-1.2)：(1-1.5)：1.5，不仅可以实现聚氨酯热塑性弹性体的硬度和柔韧性的平衡，还可以协同体系中的润滑剂提高产品质量，满足食品薄膜的需求；
基于薄膜晶点在薄膜生产过程中造成的产品质量问题进而导致产品效益降低，作为一种优选的技术方案，所述润滑剂为硬脂酸及其盐类润滑剂，所述润滑剂选自硬脂酸钠、硬脂酸钙、单硬脂酸甘油酯、单月桂酸甘油酯、单油酸甘油酯中的至少一种；优选的，所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯，可以降低体系表面粘度，消除聚氨酯弹性体生产过程中的模口积料现象，避免食品膜出现晶点，在不改变聚氨酯良好的力学性能的同时，提高产品强度和质量，使制备的聚氨酯弹性体更好的适用于制备食品膜；
所述单硬脂酸甘油酯的CAS号为123-94-4，购买自北京百灵威科技有限公司；
作为一种优选的技术方案，所述助剂至少包括紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂；
优选的，所述紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的质量比为(5-8)：(3-6)：3；可以有效提高聚氨酯弹性体的耐老化性能，改善体系的分散稳定性，进而提高产品质量和产品效益，满足食品膜对聚氨酯弹性体的抗氧化性能、力学性能、食品安全性的要求；
作为一种优选的技术方案，所述紫外吸收剂选自UV-531、UV-9、UVP-327中的至少一种；优选的，所述紫外吸收剂为UV-9，购买自上海三爱思试剂有限公司；
作为一种优选的技术方案，所述抗菌剂选自壳聚糖、壳聚糖季铵盐、有机硅季铵盐中的至少一种；优选的，所述抗菌剂为壳聚糖季铵盐，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
作为一种优选的技术方案，所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯聚乙二醇-400、吐温-80中的至少一种；优选的，所述分散剂为聚乙二醇-400，CAS号为25322-68-3，购买自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
本发明另一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
S1.聚醚多元醇混合物制备：按重量份或上述比例，将润滑剂、助剂与聚醚多元醇投入到反应釜中进行混合，控制温度为80-100℃，搅拌30-60min得到聚醚多元醇混合物；
S2.聚氨酯初步制备：之后控制温度为50-80℃，按重量份，将二异氰酸酯加入反应釜中与S1中得到的聚醚多元醇混合物进行混合制备聚氨酯预聚体，调节温度为80-100℃，将聚氨酯预聚体真空抽水4-6h；
S3.聚氨酯弹性体制备：按重量份或上述比例，将S2中真空抽水后的聚氨酯预聚体和小分子扩链剂投入到双螺杆挤出机中进行反应，控制反应温度为100-200℃，压力为3-6MPa，螺杆转速为200-300rpm，反应60-90s后进行水下切粒，之后在40-60℃下除湿干燥4-7h，最后包装得到食品级热塑性聚氨酯弹性体。
有益效果：
1、本发明提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，不仅具有合适的硬度、高撕裂强度、高拉伸强度和高断裂伸长率，而且具有优异抗老化和抗菌防霉性能，满足食品薄膜领域较高的实际应用要求；
2、采用数均分子量范围为1000-1500的聚醚多元醇，且通过控制第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为(4-6)：3：(3-8)时，可以最大程度的改善聚氨酯弹性体的韧性和抗撕裂强度，在未使用催化剂的前提下协同体系中的润滑剂有效避免薄膜出现晶点，提高产品质量和生产效益，使得到的聚氨酯弹性体可以更好的适用于食品薄膜的生产；
3、采用小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的组合，可协同本体系的二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-丁二醇等提高聚氨酯弹性体的硬度、抗撕裂强度和抗老化性能，通过控制所述三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的质量比为(0.8-1.2)：(1-1.5)：1.5，不仅可以实现聚氨酯热塑性弹性体的硬度和柔韧性的平衡，还可以协同体系中的润滑剂提高产品质量，满足食品薄膜的需求；
4、采用润滑剂为硬脂酸及其盐类润滑剂单硬脂酸甘油酯，可以降低体系表面粘度，消除聚氨酯弹性体生产过程中的模口积料现象，避免食品膜出现晶点，在不改变聚氨酯良好的力学性能的同时，提高产品强度和质量，使制备的聚氨酯弹性体更好的适用于制备食品膜；
5、采用助剂为紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂，且通过控制紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的质量比为(5-8)：(3-6)：3；可以有效提高聚氨酯弹性体的耐老化性能，改善体系的分散稳定性，进而提高产品质量和产品效益，满足食品膜对聚氨酯弹性体的抗氧化性能、力学性能、食品安全性的要求。
具体实施方式
实施例
实施例1
本发明的实施例1一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，按重量份计，包括以下组分：聚醚多元醇90份、二异氰酸酯40份、小分子扩链剂11份、润滑剂0.8份、助剂2份；
所述聚醚多元醇包括第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇为第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的组合；所述第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为5：3：6；
所述第一聚醚多元醇的型号为BD2-600A，其数均分子量为1000，粘度为80mPas(25℃)，羟值为112mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第二聚醚多元醇的型号为BD2-700A，其数均分子量为1300，粘度为110mPas(25℃)，羟值为86mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第三聚醚多元醇的型号为DL-1000D，其数均分子量为1500，粘度为130mPas(25℃)，羟值为75mgKOH/g，购买自山东蓝星东大化工有限责任公司；
所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的组合；所述二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为2：1；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯的CAS号为101-68-8，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的CAS号为5124-30-1，购买自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；
所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的组合；所述三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的质量比为1：1.2：1.5；
所述三羟甲基丙烷的CAS号为77-99-6，购买自山东凯米科环保科技有限公司；所述1,3-丁二醇的CAS号为107-88-0，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述山梨糖醇的CAS号为50-70-4，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯，所述单硬脂酸甘油酯的CAS号为123-94-4，购买自北京百灵威科技有限公司；
所述助剂包括紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂；所述紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的质量比为6：5：3；
所述紫外吸收剂为UV-9，购买自上海三爱思试剂有限公司；
所述抗菌剂为壳聚糖季铵盐，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
所述分散剂为聚乙二醇-400，CAS号为25322-68-3，购买自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
本发明的实施例1另一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
S1.聚醚多元醇混合物制备：按重量份或上述比例，将润滑剂、助剂与聚醚多元醇投入到反应釜中进行混合，控制温度为90℃，搅拌45min得到聚醚多元醇混合物；
S2.聚氨酯初步制备：之后控制温度为60℃，按重量份，将二异氰酸酯加入反应釜中与S1中得到的聚醚多元醇混合物进行混合制备聚氨酯预聚体，调节温度为90℃，将聚氨酯预聚体真空抽水5h；
S3.聚氨酯弹性体制备：按重量份或上述比例，将S2中真空抽水后的聚氨酯预聚体和小分子扩链剂投入到双螺杆挤出机中进行反应，控制反应温度为150℃，压力为5MPa，螺杆转速为280rpm，反应80s后进行水下切粒，之后在75℃下除湿干燥6h，最后包装得到食品级热塑性聚氨酯弹性体。
实施例2
本发明的实施例2一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，按重量份计，包括以下组分：聚醚多元醇115份、二异氰酸酯50份、小分子扩链剂15份、润滑剂1份、助剂3份；
所述聚醚多元醇包括第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇为第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的组合；所述第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为6：3：8；
所述第一聚醚多元醇的型号为BD2-600A，其数均分子量为1000，粘度为80mPas(25℃)，羟值为112mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第二聚醚多元醇的型号为BD2-700A，其数均分子量为1300，粘度为110mPas(25℃)，羟值为86mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第三聚醚多元醇的型号为DL-1000D，其数均分子量为1500，粘度为130mPas(25℃)，羟值为75mgKOH/g，购买自山东蓝星东大化工有限责任公司；
所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的组合；所述二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为3：1；；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯的CAS号为101-68-8，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的CAS号为5124-30-1，购买自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；
所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的组合；所述三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的质量比为1.2：1.5：1.5；
所述三羟甲基丙烷的CAS号为77-99-6，购买自山东凯米科环保科技有限公司；所述1,3-丁二醇的CAS号为107-88-0，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述山梨糖醇的CAS号为50-70-4，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯，所述单硬脂酸甘油酯的CAS号为123-94-4，购买自北京百灵威科技有限公司；
所述助剂包括紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂；所述紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的质量比为8：6：3；
所述紫外吸收剂为UV-9，购买自上海三爱思试剂有限公司；
所述抗菌剂为壳聚糖季铵盐，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
所述分散剂为聚乙二醇-400，CAS号为25322-68-3，购买自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
本发明的实施例2另一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
S1.聚醚多元醇混合物制备：按重量份或上述比例，将润滑剂、助剂与聚醚多元醇投入到反应釜中进行混合，控制温度为90℃，搅拌45min得到聚醚多元醇混合物；
S2.聚氨酯初步制备：之后控制温度为60℃，按重量份，将二异氰酸酯加入反应釜中与S1中得到的聚醚多元醇混合物进行混合制备聚氨酯预聚体，调节温度为90℃，将聚氨酯预聚体真空抽水5h；
S3.聚氨酯弹性体制备：按重量份或上述比例，将S2中真空抽水后的聚氨酯预聚体和小分子扩链剂投入到双螺杆挤出机中进行反应，控制反应温度为150℃，压力为5MPa，螺杆转速为280rpm，反应80s后进行水下切粒，之后在75℃下除湿干燥6h，最后包装得到食品级热塑性聚氨酯弹性体。
实施例3
本发明的实施例3一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，按重量份计，包括以下组分：聚醚多元醇70份、二异氰酸酯30份、小分子扩链剂8份、润滑剂0.5份、助剂1份；
所述聚醚多元醇包括第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇为第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的组合；所述第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为4：3：3；
所述第一聚醚多元醇的型号为BD2-600A，其数均分子量为1000，粘度为80mPas(25℃)，羟值为112mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第二聚醚多元醇的型号为BD2-700A，其数均分子量为1300，粘度为110mPas(25℃)，羟值为86mgKOH/g，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司；所述第三聚醚多元醇的型号为DL-1000D，其数均分子量为1500，粘度为130mPas(25℃)，羟值为75mgKOH/g，购买自山东蓝星东大化工有限责任公司；
所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的组合；所述二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为1.5：1；
所述二苯基甲烷二异氰酸酯的CAS号为101-68-8，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的CAS号为5124-30-1，购买自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；
所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的组合；所述三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的质量比为0.8：1：1.5；
所述三羟甲基丙烷的CAS号为77-99-6，购买自山东凯米科环保科技有限公司；所述1,3-丁二醇的CAS号为107-88-0，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所述山梨糖醇的CAS号为50-70-4，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯，所述单硬脂酸甘油酯的CAS号为123-94-4，购买自北京百灵威科技有限公司；
所述助剂包括紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂；所述紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的质量比为5：3：3；
所述紫外吸收剂为UV-9，购买自上海三爱思试剂有限公司；
所述抗菌剂为壳聚糖季铵盐，购买自上海麦克林生化科技有限公司；
所述分散剂为聚乙二醇-400，CAS号为25322-68-3，购买自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
本发明的实施例3另一方面提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
S1.聚醚多元醇混合物制备：按重量份或上述比例，将润滑剂、助剂与聚醚多元醇投入到反应釜中进行混合，控制温度为90℃，搅拌45min得到聚醚多元醇混合物；
S2.聚氨酯初步制备：之后控制温度为60℃，按重量份，将二异氰酸酯加入反应釜中与S1中得到的聚醚多元醇混合物进行混合制备聚氨酯预聚体，调节温度为90℃，将聚氨酯预聚体真空抽水5h；
S3.聚氨酯弹性体制备：按重量份或上述比例，将S2中真空抽水后的聚氨酯预聚体和小分子扩链剂投入到双螺杆挤出机中进行反应，控制反应温度为150℃，压力为5MPa，螺杆转速为280rpm，反应80s后进行水下切粒，之后在75℃下除湿干燥6h，最后包装得到食品级热塑性聚氨酯弹性体。
对比例1
本发明的对比例1提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述聚醚多元醇的数均分子量为5000，型号为聚醚多元醇330N，购买自江阴竹青化工有限公司。
对比例2
本发明的对比例2提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述聚醚多元醇的羟值为56±2，型号为BD3-3000A，购买自淮安巴德聚氨酯科技有限公司。
对比例3
本发明的对比例3提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
对比例4
本发明的对比例4提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述小分子扩链剂为1,3-丁二醇。
对比例5
本发明的对比例5提供了一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述润滑剂为硬脂酸铵，CAS号为1002-89-7，购买自上海邦成化工有限公司。
性能测试方法
(1)食品卫生性：对实施例和对比例制备得到的热塑性聚氨酯弹性体进行食品安全性能测试，测试方法参照GB9683；
(2)抗撕裂强度：对实施例和对比例制备得到的热塑性聚氨酯弹性体进行抗撕裂强度性能测试，测试方法参照ASTM D624；
(3)拉伸强度：参照ASTM D412，测定实施例和对比例制备得到的热塑性聚氨酯弹性体的拉伸强度；
(4)断裂伸长率：对实施例和对比例制备得到的热塑性聚氨酯弹性体进行断裂伸长率测试，测定方法参照ASTM D412；
(5)晶点：将实施例和对比例制备的热塑性聚氨酯弹性体放入辊压装置中，控制模头温度为150-200℃，辊温为40-50℃，采用双辊对压工艺将热塑性聚氨酯弹性体辊压成型，制成食品级聚氨酯薄膜，之后采用薄膜缺陷检测仪测定长8cm*宽10cm的食品级聚氨酯薄膜样本中直径在0.01mm-2mm范围内的晶点个数。
性能测试数据
对实施例1-3，对比例1-5制备得到的热塑性聚氨酯弹性体进行性能评价。
参见表1，表1为实施例1-3及对比例1-5制备得到的热塑性聚氨酯弹性体性能测试数据。

Claims (2)

1.一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，以重量份计，制备原料至少包括：聚醚多元醇70-115份、二异氰酸酯30-50份、小分子扩链剂8-15份、润滑剂0.5-1份、助剂1-3份；
所述聚醚多元醇为第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的组合；所述第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇、第三聚醚多元醇的质量比为（4-6）：3：（3-8）；所述第一聚醚多元醇的数均分子量为1000-1200，粘度为70~130mPas，羟值为94-112mgKOH/g，所述第二聚醚多元醇的数均分子量为1100-1300，粘度为80~140mPas，羟值为86-102mgKOH/g，所述第三聚醚多元醇的数均分子量为1300-1500，粘度为70~130mPas，羟值为75-86mgKOH/g；
所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷的组合；所述二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为（1.5-3）：1；
所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的组合；所述三羟甲基丙烷、1,3-丁二醇、山梨糖醇的质量比为（0.8-1.2）：（1-1.5）：1.5；
所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯；
所述助剂为紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的组合；所述紫外吸收剂、抗菌剂、分散剂的质量比为（5-8）：（3-6）：3；所述紫外吸收剂为UV-9；所述抗菌剂为壳聚糖季铵盐；所述分散剂为聚乙二醇-400。
2.一种根据权利要求1所述的一种食品薄膜用食品级热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
S1. 聚醚多元醇混合物制备：按重量份或上述比例，将润滑剂、助剂与聚醚多元醇投入到反应釜中进行混合，控制温度为80-100℃，搅拌30-60min得到聚醚多元醇混合物；
S2. 聚氨酯初步制备：之后控制温度为50-80℃，按重量份，将二异氰酸酯加入反应釜中与S1中得到的聚醚多元醇混合物进行混合制备聚氨酯预聚体，调节温度为80-100℃，将聚氨酯预聚体真空抽水4-6h；
S3. 聚氨酯弹性体制备：按重量份或上述比例，将S2中真空抽水后的聚氨酯预聚体和小分子扩链剂投入到双螺杆挤出机中进行反应，控制反应温度为100-200℃，压力为3-6MPa，螺杆转速为200-300rpm，反应60-90s后进行水下切粒，之后在60-80℃下除湿干燥4-7h，最后包装得到食品级热塑性聚氨酯弹性体。
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