本發明涉及材料領域，具體涉及一種高性能TPU微孔彈性體材料及其制備方法。
背景技術：
熱塑性聚氨酯(TPU)不僅具有優良的物理機械性能，如高模量、高強度、高伸長、高彈性、韌性好，還具有低溫柔軟性好、耐磨、耐油、透氣性好等優點，并且可以回收利用二次加工成型。因此，TPU廣泛地應用于塑料薄膜、汽車、電線電纜、膠粘劑、醫療、鞋底材料、玩具、服飾、管材、滾輪、航空等行業。
近年來，對輕質材料的需求增長迅速，但由于TPU熱塑加工的溫度窗口較窄不易于發泡，至今通過TPU發泡來減少材料重量的方法一直無法提供令人滿意的結果。
本領域需要開發一種能夠獲得良好性能的TPU微孔彈性體材料。
技術實現要素：
本發明的目的之一在于提供一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體通過將如下第一預聚體和第二預聚體交聯得到：
所述第一預聚體的聚合單體為：聚醚二元醇和異佛二酮二異氰酸酯；
所述第二預聚體的聚合單體為：MDI和ε-己內酯；
所述第一預聚體和第二預聚體交聯的交聯劑為三羥甲基丙烷，交聯過程中，第一預聚體和第二預聚體的質量比為1:1.5～3.5。
本發明選用特定的聚合單體發生交聯，在特定比例下，能夠獲得力學性能優異的輕質彈性體。
優選地，所述第一預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
異佛二酮二異氰酸酯 30～70
聚醚二元醇 10～20
擴鏈劑 1～5
催化劑 0.05～0.1
溶劑 5～10
4A分子篩 5～8
水 40～80。
優選地，所述第二預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
MDI 30～70
ε-己內酯 15～35
擴鏈劑 1～5
催化劑 0.05～0.1
溶劑 5～10
4A分子篩 5～8
水 40～80。
優選地，所述聚醚多元醇的分子量為1200～1500。
優選地，所述擴鏈劑為小分子擴鏈劑,優選1,4-丁二醇；
優選地，所述催化劑為辛酸亞錫。
優選地，所述交聯劑為三羥甲基丙烷；
優選地，所述交聯過程使用中和劑終止反應，所述中和劑為三乙胺。
優選地，在所述第一預聚體和第二預聚體交聯過程中，還添加有增塑劑；
優選地，所述增塑劑為DEHP。
本發明目的之二是提供一種如目的之一所述復合材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：
(1)制備第一預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至60～70℃，進行反應0.5～1h；
(2)制備第二預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至50～60℃，進行反應0.5～1h；
(3)交聯
將第一預聚體和第二預聚體混合，加入交聯劑在70～75℃反應1～2h，之后加入增塑劑、中和劑中和至pH值為7。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明通過選用特定的聚合單體發生交聯，在特定比例下，能夠獲得力學性能優異的輕質彈性體，第一預聚體、第二預聚體、交聯劑、發泡劑在特定組成下協同增效獲得了優異的力學性能。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
實施例1
一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：
(1)制備第一預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至65℃，進行反應0.8h；
第一預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
異佛二酮二異氰酸酯 50
聚醚二元醇(分子量1200～1500) 15
1,4-丁二醇 3
辛酸亞錫 0.08
溶劑 7
4A分子篩 6
水 50；
(2)制備第二預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至55℃，進行反應0.8h；
所述第二預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
MDI 40
ε-己內酯 25
1,4-丁二醇 3
辛酸亞錫 0.08
溶劑 7
4A分子篩 6
水 60；
(3)交聯
將第一預聚體和第二預聚體混合，質量比為1:2，加入三羥甲基丙烷在73℃反應1.5h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。
實施例2
一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：
(1)制備第一預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至60℃，進行反應1h；
第一預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
異佛二酮二異氰酸酯 30
聚醚二元醇(分子量1200～1500) 10
1,4-丁二醇 1
辛酸亞錫 0.1
溶劑 5
4A分子篩 8
水 40；
(2)制備第二預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至50～60℃，進行反應0.5～1h；
所述第二預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
MDI 30
ε-己內酯 35
1,4-丁二醇 1
辛酸亞錫 0.1
溶劑 5
4A分子篩 8
水 40；
(3)交聯
將第一預聚體和第二預聚體混合，質量比為1:1.5，加入三羥甲基丙烷在75℃反應1h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。
實施例3
一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：
(1)制備第一預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至70℃，進行反應0.5h；
第一預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
異佛二酮二異氰酸酯 70
聚醚二元醇(分子量1200～1500) 10
1,4-丁二醇 5
辛酸亞錫 0.05
溶劑 10
4A分子篩 5
水 80；
(2)制備第二預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至60℃，進行反應0.5h；
所述第二預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
MDI 70
ε-己內酯 15
1,4-丁二醇 5
辛酸亞錫 0.05
溶劑 10
4A分子篩 5
水 80；
(3)交聯
將第一預聚體和第二預聚體混合，質量比為1:3.5，加入三羥甲基丙烷在70℃反應2h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。
對比例1
實施例1
一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：
(1)制備第一預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至65℃，進行反應0.8h；
第一預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
異佛二酮二異氰酸酯 50
聚醚二元醇(分子量1200～1500) 15
1,4-丁二醇 3
辛酸亞錫 0.08
溶劑 7
4A分子篩 6
水 50；
(2)制備第二預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至55℃，進行反應0.8h；
所述第二預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
MDI 40
ε-己內酯 25
1,4-丁二醇 3
辛酸亞錫 0.08
溶劑 7
4A分子篩 6
水 60；
(3)交聯
將第一預聚體和第二預聚體混合，質量比為1:1，加入三羥甲基丙烷在73℃反應1.5h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。
對比例2
實施例1
一種TPU微孔彈性體，所述TPU微孔彈性體的制備方法包括如下步驟：
(1)制備第一預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至65℃，進行反應0.8h；
第一預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
異佛二酮二異氰酸酯 50
聚醚二元醇(分子量1200～1500) 15
1,4-丁二醇 3
辛酸亞錫 0.08
溶劑 7
4A分子篩 6
水 50；
(2)制備第二預聚體：
將第一預聚體的原料按配方比混合，升溫至55℃，進行反應0.8h；
所述第二預聚體的制備原料按重量份數包括如下組分：
MDI 40
ε-己內酯 25
1,4-丁二醇 3
辛酸亞錫 0.08
溶劑 7
4A分子篩 6
水 60；
(3)交聯
將第一預聚體和第二預聚體混合，質量比為1:4，加入三羥甲基丙烷在73℃反應1.5h，之后加入DEHP、三乙胺中和至pH值為7。
性能測試
對實施例和對比例得到的復合材料進行邵氏A硬度測試(GB/T531-1999)，拉伸強度測試(GB/T528-1998)，延伸率(斷裂伸長率GB/T528-1998)，密度(GB/T6343-1995)，沖擊回彈(GB/T1681-1991)測試，結果見表1：
表1實施例和對比例得到的復合材料的性能測試結果
本發明通過選用特定的聚合單體發生交聯，在特定比例下，能夠獲得力學性能優異的輕質彈性體，第一預聚體、第二預聚體、交聯劑、發泡劑在特定組成下協同增效獲得了優異的力學性能。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的工藝方法，但本發明并不局限于上述工藝步驟，即不意味著本發明必須依賴上述工藝步驟才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。