一种提高热塑性聚氨酯弹性体材料耐磨性能的方法

技术领域

本发明属于热塑性聚氨酯弹性体材料领域，涉及热塑性聚氨酯弹性体材料改性与制备方法。

背景技术

耐磨性是决定热塑性聚氨酯弹性体材料(TPU材料)应用领域和使用寿命的重要指标。为了减少TPU的摩擦磨损，可以选择添加聚硅氧烷液体。聚硅氧烷液体是一种会移行的耐磨添加剂，当加入TPU材料中，该助剂会缓慢移行到零件表面，并形成一层持续不断的薄膜。聚硅氧烷的粘度逾低，逾成流质状且速地移行到零件表面产提供耐磨特性。

若聚硅氧烷的粘度太低，则较易挥发，并会很快地从零件中移行消失掉，极大的影响耐磨剂的使用寿命。除此之外，聚硅氧烷移行到TPU材料表面时，会产生出油的问题，影响TPU材料的外观和手感。为解决上述问题，本发明以TPU材料为原料，加入不同种类及数量的聚硼硅氧烷，偶联剂与亚乙基双硬脂酸铵，通过密炼造粒，使TPU材料与其它材料交联，构成微交联体系的网状结构，而从而提高TPU材料的耐磨性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高TPU材料耐磨性能的方法，通过控制加入的助剂与聚硼硅氧烷的种类与数量，可以提高TPU的耐磨性能。

本发明技术方案如下所示：

一种提高热塑性聚氨酯弹性体材料耐磨性能的方法，步骤如下：

步骤1，称取一定份数的羟基硅油与硼酸投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取一定份数的热塑性弹性体材料TPU、偶联剂与亚乙基双硬脂酸铵，称取一定份数的步骤1中得到的聚硼硅氧烷一同加入密炼机中，进行密炼；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，得到抗冲击性能得到提高的热塑性弹性体材料。

优选的，步骤1中所述羟基硅油粘度为0.25-10。

优选的，步骤1中所述羟基硅油与硼酸质量份数比例为：100：2-30。

优选的，步骤2中所述TPU为聚酯型TPU，硬度为60-95A。

优选的，步骤2中，热塑性弹性体材料，聚硼硅氧烷，偶联剂，亚乙基双硬脂酸铵质量份数的比例为：100：3-30：0.2-3：0.2-1。

优选的，步骤2中偶联剂为Si69或Si75。

与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：与普通热塑性聚氨酯弹性体材料相比，该发明制备的弹性体材料耐磨性更高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1:

步骤1，称取100份粘度9.2的羟基硅油，10份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度75A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取1份Si69偶联剂，0.5份亚乙基双硬脂酸铵，3份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例2:

步骤1，称取100份粘度10的羟基硅油，30份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度60A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取3份Si75偶联剂，0.2份亚乙基双硬脂酸铵，30份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例3:

步骤1，称取100份粘度0.25的羟基硅油，3份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度95A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取2份Si75偶联剂，1份亚乙基双硬脂酸铵，20份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例4：

步骤1，称取100份粘度4的羟基硅油，15份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度75A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取2份Si69偶联剂，0.4份亚乙基双硬脂酸铵，25份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例5：

步骤1，称取100份粘度9.2的羟基硅油，25份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度75A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取3份Si69偶联剂，0.8份亚乙基双硬脂酸铵，15份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例6：

步骤1，称取100份粘度6的羟基硅油，13份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度75A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取1份Si75偶联剂，0.4份亚乙基双硬脂酸铵，10份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例7：

步骤1，称取100份粘度0.5的羟基硅油，7份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度60A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取2份Si69偶联剂，0.6份亚乙基双硬脂酸铵，5份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

实施例8：

步骤1，称取100份粘度8的羟基硅油，10份硼酸，投入捏合机中升温搅拌，待捏合机温度提升到150℃保温两小时得到聚硼硅氧烷；

步骤2，称取100份的硬度95A的TPU，将其放入105℃的烘箱中，将其烘干8个小时，再称取3份Si69偶联剂，0.5份亚乙基双硬脂酸铵，15份步骤1中得到的聚硼硅氧烷，将上述材料一同加入密炼机中，进行密炼使各配方的材料熔融混合均匀；

步骤3，将步骤2得到的材料放入造粒机中，进行造粒，即得到所述材料。

比较例1：

将硬度为75A的TPU材料进行密炼造粒，密炼温度为175℃，密炼时间为15分钟，造粒机筒温度为165℃-180℃，主机转速为17.5，得到比较例1。

比较例2

将100份硬度为75A的TPU材料与20份粘度为9.2的聚硅氧烷材料混合进行密炼造粒，密炼温度为175℃，密炼时间为15分钟，造粒机筒温度为165℃-180℃，主机转速为17.5，得到比较例2。

对实施例1，比较例1，比较例2进行耐磨性能测试，测试参照ASTM D 3884-09(2017)标准，磨轮为H-10型磨轮，负荷500g，试试圈数为6000r。

表1：测试结果

通过上述测试结果可以发现，相较于普通TPU，直降将聚硅氧烷加入TPU中确实可以提升TPU材料的耐磨性能，但与实施例1，即本发明采用的方法相比，本发明得到的TPU材料耐磨性能更好。