一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于c08g技术领域，更具体的涉及一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。


背景技术：

2.热塑性聚氨酯弹性体作为气垫常用的材料，但是，随着技术进步，现阶段常用的气垫用聚氨酯材料多采用发泡材料，通过多元醇和异氰酸酯的作用，协同发泡剂，得到具有弹、软特性的材料。
3.如公开专利号为cn110698627a的中国发明专利公开了一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，在公开专利中通过聚醚多元醇和碳化二亚胺改性的异氰酸酯，制备得到一种不同硬度和透气性能的鞋垫制品。但是在公开的专利中通过发泡的方法制备得到的鞋垫其发泡密度和发泡效果对制备材料的力学性能具有较大的影响，在长期使用的过程中会出现气垫爆破等现象，影响其使用价值。
4.为了进一步保证聚氨酯材料在鞋材气垫领域中的应用，制备一种力学性能和抗菌性能兼具并且还具有较好的透明性和可加工性的聚氨酯材料成为一项重要的研究。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按重量百分比计，包括：聚酯多元醇50～60％、异氰酸酯30～40％、扩链剂5～10％、助剂补充余量至100％。
6.在一些优选的实施方式中，所述的聚酯多元醇的重均分子量为500～2000g/mol。
7.在一些优选的实施方式中，所述的聚酯多元醇的重均分子量为800～1200g/mol。
8.进一步优选的，所述的聚酯多元醇的重均分子量为1000g/mol。
9.在一些优选的实施方式中，所述的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇和/或芳香族聚酯多元醇。
10.在一些优选的实施方式中，所述的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇。
11.进一步优选的，所述的脂肪族聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯。
12.聚己二酸丁二醇酯，型号：p916124，购于上海麦克林试剂官网。
13.在一些优选的实施方式中，所述的扩链剂包括但不限于1，4-丁二醇、1.6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、山梨醇、乙二胺中的至少一种。
14.进一步优选的，所述的扩链剂为1，4-丁二醇。
15.在一些优选的实施方式中，所述的助剂包括抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、稳定剂。
16.在一些优选的实施方式中，所述的抗氧剂为抗氧剂626和抗氧剂1010。
17.在一些优选的实施方式中，所述的抗氧剂626和抗氧剂1010的重量比为1：(1～4)；
18.进一步优选的，所述的抗氧剂626和抗氧剂1010的重量比为1：2。
19.在一些优选的实施方式中，所述的润滑剂包括但不限于e蜡、c蜡。
20.在一些优选的实施方式中，所述的e蜡中c蜡的重量比为(1-3)：1。
21.进一步优选的，所述的e蜡中c蜡的重量比为2：1。
22.在一些优选的实施方式中，所述的稳定剂为碳化二亚胺。
23.在一些优选的实施方式中，制备原料还包括2-甲基-1，3丙二醇，其重量百分比为0.5～1％。
24.在一些优选的实施方式中，所述的2-甲基-1，3丙二醇和扩链剂的重量比为1：(5～20)。
25.进一步优选的，所述的2-甲基-1，3丙二醇和扩链剂的重量比为1：(10～20)。
26.在实验过程中，经过申请人大量的创造性实验探究，发现在本体系中，加入2-甲基-1，3丙二醇的加入，尤其在与扩链剂协同作用，可以大大改善制备得到材料的透明度，尤其在2-甲基-1，3丙二醇和扩链剂1,4-丁二醇的重量比为1：(10-20)，时，可以保证在制备材料的过程中，促进小分子的物质在聚氨酯体系中起到晶核的作用，提升体系内晶核的数量，使微晶的数量增多，并且提升了分子间酯基和活性基团之间的强相互作用，破坏了体系的规整性，提升了其透明度，透明度达到5mm以上。
27.本发明的第二方面提供了一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
28.1)将聚酯多元醇和异氰酸酯、扩链剂通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行初混合；
29.2)然后向初混合后的浇注头中加入助剂，混合均匀后，输至双螺杆反应挤出机使其进一步混合均匀并进行化学反应，后处理，即得。
30.本发明的第三方面提供了一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的应用，用于鞋材气垫领域。
31.有益效果：经本发明提供的抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体具有以下优势：
32.1.经本发明制备的热塑性聚氨酯弹性体的抗菌率可以高达99％以上，将其用于鞋材气垫中使用时可以避免在使用过程中因脚部运动多闷热出汗等出现的细菌等的感染；
33.2.经本发明提供的热塑性聚氨酯弹性体具有较好的透明度，透明度结果在5mm以上；
34.3.经本发明制备的热塑性聚氨酯弹性体具有较好的加工性能，并且具有较好的撕裂强度和拉伸性能，其在气垫领域使用时可以避免因为撕裂、拉伸等外力作用造成成品的破坏，提升其在鞋材气垫领域的使用寿命和使用价值。
具体实施方式
35.实施例
36.实施例1
37.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按重量百分比计，包括：聚酯多元醇55％、异氰酸酯35％、扩链剂6％、2-甲基-1，3丙二醇0.6％、助剂补充余量至100％。
38.所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯，重均分子量为1000g/mol，型号：p916124，购于上海麦克林试剂官网。
39.所述的异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯；
40.所述的扩链剂为1，4-丁二醇；
41.所述的助剂包括：抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、稳定剂；
42.所述的抗菌剂为银离子抗菌剂，重量百分比为1.5％，购于康业生物科技(东莞)有限公司；
43.所述的抗氧剂为抗氧剂626和抗氧剂1010，抗氧剂626的重量百分比为0.3％，抗氧剂1010的重量百分比为0.6％；
44.所述的稳定剂为碳化二亚胺，重量百分比为0.4％；
45.所述的润滑剂的重量补充余量至100％，包括e蜡和c蜡，其重量比为2：1，购于上海凯茵化工有限公司；
46.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
47.1)将聚酯多元醇和异氰酸酯、扩链剂通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行初混合；
48.2)然后向初混合后的浇注头中加入助剂和2-甲基-1，3丙二醇，混合均匀后，输至双螺杆反应挤出机，将c蜡通过双螺杆反应挤出机加入，使其进一步混合均匀并进行化学反应，后处理，即得。
49.实施例2
50.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按重量百分比计，包括：聚酯多元醇55％、异氰酸酯35％、扩链剂6％、2-甲基-1，3丙二醇0.6％、助剂补充余量至100％。
51.所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯，重均分子量为2000g/mol，型号：p916125，购于上海麦克林试剂官网。
52.所述的异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯；
53.所述的扩链剂为1，4-丁二醇；
54.所述的助剂包括：抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、稳定剂；
55.所述的抗菌剂为银离子抗菌剂，重量百分比为1.5％，购于康业生物科技(东莞)有限公司；
56.所述的抗氧剂为抗氧剂626和抗氧剂1010，抗氧剂626的重量百分比为0.3％，抗氧剂1010的重量百分比为0.6％；
57.所述的稳定剂为碳化二亚胺，重量百分比为0.4％；
58.所述的润滑剂的重量补充余量至100％，包括e蜡和c蜡，其重量比为2：1，购于上海凯茵化工有限公司；
59.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
60.1)将聚酯多元醇和异氰酸酯、扩链剂通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行初混合；
61.2)然后向初混合后的浇注头中加入助剂和2-甲基-1，3丙二醇，混合均匀后，输至双螺杆反应挤出机，将c蜡通过双螺杆反应挤出机加入，使其进一步混合均匀并进行化学反应，后处理，即得。
62.实施例3
63.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按重量百分比计，包括：聚酯多元醇55％、异氰酸酯35％、扩链剂6％、助剂补充余量至100％。
64.所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯，重均分子量为1000g/mol，型号：p916124，购于上海麦克林试剂官网。
65.所述的异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯；
66.所述的扩链剂为1，4-丁二醇；
67.所述的助剂包括：抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、稳定剂；
68.所述的抗菌剂为银离子抗菌剂，重量百分比为1.5％，购于康业生物科技(东莞)有限公司；
69.所述的抗氧剂为抗氧剂626和抗氧剂1010，抗氧剂626的重量百分比为0.3％，抗氧剂1010的重量百分比为0.6％；
70.所述的稳定剂为碳化二亚胺，重量百分比为0.4％；
71.所述的润滑剂的重量补充余量至100％，包括e蜡和c蜡，其重量比为2：1，购于上海凯茵化工有限公司；
72.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
73.1)将聚酯多元醇和异氰酸酯、扩链剂通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行初混合；
74.2)然后向初混合后的浇注头中加入助剂和2-甲基-1，3丙二醇，混合均匀后，输至双螺杆反应挤出机，将c蜡通过双螺杆反应挤出机加入，使其进一步混合均匀并进行化学反应，后处理，即得。
75.实施例4
76.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按重量百分比计，包括：聚酯多元醇55％、异氰酸酯35％、扩链剂6％、2-甲基-1，3丙二醇0.6％、助剂补充余量至100％。
77.所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯，重均分子量为1000g/mol，型号：p916124，购于上海麦克林试剂官网。
78.所述的异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯；
79.所述的扩链剂为1，4-丁二醇；
80.所述的助剂包括：抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、稳定剂；
81.所述的抗菌剂为银离子抗菌剂，重量百分比为1.5％，购于康业生物科技(东莞)有限公司；
82.所述的抗氧剂为抗氧剂1010，其重量百分比为0.9％；
83.所述的稳定剂为碳化二亚胺，重量百分比为0.4％；
84.所述的润滑剂的重量补充余量至100％，包括e蜡和c蜡，其重量比为2：1，购于上海凯茵化工有限公司；
85.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
86.1)将聚酯多元醇和异氰酸酯、扩链剂通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行初混合；
87.2)然后向初混合后的浇注头中加入助剂和2-甲基-1，3丙二醇，混合均匀后，输至双螺杆反应挤出机，将c蜡通过双螺杆反应挤出机加入，使其进一步混合均匀并进行化学反应，后处理，即得。
88.实施例5
89.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按重量百分比计，包括：聚酯多元醇55％、异氰酸酯35％、扩链剂6％、2-甲基-1，3丙二醇0.6％、助剂补充余量至100％。
90.所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯，重均分子量为1000g/mol，型号：p916124，购于上海麦克林试剂官网。
91.所述的异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯；
92.所述的扩链剂为1，4-丁二醇；
93.所述的助剂包括：抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、稳定剂；
94.所述的抗菌剂为银离子抗菌剂，重量百分比为1.5％，购于康业生物科技(东莞)有限公司；
95.所述的抗氧剂为抗氧剂626和抗氧剂1010，抗氧剂626的重量百分比为0.3％，抗氧剂1010的重量百分比为0.6％；
96.所述的稳定剂为碳化二亚胺，重量百分比为0.4％；
97.所述的润滑剂的重量补充余量至100％，所述的润滑剂为e蜡，购于上海凯茵化工有限公司；
98.一种抗菌气垫用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
99.1)将聚酯多元醇和异氰酸酯、扩链剂通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行初混合；
100.2)然后向初混合后的浇注头中加入助剂和2-甲基-1，3丙二醇，混合均匀后，输至双螺杆反应挤出机，使其进一步混合均匀并进行化学反应，后处理，即得。
101.性能测试：
102.将本技术实施例1制备得到的热塑性聚氨酯弹性体用于硬度、软化点、拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、抗菌性能测试，并将测试结果记录于下表。
103.表1：
104.测试类型测试标准/方法实施例1肖氏硬度astm d224095a软化点(℃)cft-500d流变仪169.1拉伸强度(mpa)astm d41247断裂伸长率(％)astm d412500撕裂强度(kn/m)astm d624142抗菌率(％)gb/t31402-201599
105.将实施例1-5制备得到的弹性体用于透明性测试，测试方法为目测，将制备得到的材料分别做成不同厚度的片材，观察可透视的最大的厚度，并将透明度的最大厚度记录于下表2。
106.表2：
107.108.