本发明属于聚氨酯，具体地，涉及一种耐候tpu复合材料及其生产工艺。
背景技术：
1、热塑性聚氨酯（tpu）复合材料因其优异的耐磨性、抗撕裂性、耐弯曲性和良好的弹性等优点，在众多领域得到了广泛应用，如鞋材、汽车内饰、户外运动器材等。然而，tpu复合材料在户外使用过程中，长期暴露于紫外线、氧气、热等环境因素下，易导致其性能下降，尤其是耐候性不足，限制了其在某些领域的发展。为了改善tpu复合材料的耐候性，研究人员尝试添加光稳定剂对其进行改性。
2、目前，市场上常见的光稳定剂主要包括紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂和光屏蔽剂等。虽然这些光稳定剂在一定程度上能提高tpu复合材料的耐候性，但仍存在以下问题：其一，光稳定剂对tpu的耐候性提升效果有限，提升光稳定剂的比例，可在一定程度上增加耐候性，但是，常见的受阻胺类光稳定剂与tpu基体的相容性不足，增大用量对基体的力学性能影响较大；其二，常见的受阻胺光稳定剂与基体相容性不佳，且多为小分子化合物，在光热环境下易游离迁移，导致基体的整体耐候下降。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种耐候tpu复合材料及其生产工艺。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种耐候tpu复合材料，按照重量份计包括：tpu母粒100份、高稳定性耐候剂1.5-2.2份、增塑剂8-12份、开口剂1.2-1.4份和加工助剂0.5-0.7份。
4、所述高稳定性耐候剂由以下方法制备：
5、步骤a1：将溴代丙二酸二乙酯、四甲基哌啶胺、三乙胺和四氢呋喃混合，通入氮气保护，升温至40-50℃，施加60-90rpm搅拌，反应1.5-2h，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，再水洗、真空干燥，得到中间体；
6、进一步地，溴代丙二酸二乙酯、四甲基哌啶胺、三乙胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.1mol：5-8ml：55-70ml，在低热条件下，三乙胺作为缚酸剂促进四甲基哌啶胺与溴代丙二酸二乙酯取代，形成具有受阻胺结构的双酯化物。
7、步骤a2：将中间体、二乙醇胺、叔丁醇钾和无水二氧六环混合，通入氮气保护，升温至95-105℃，施加120-150rpm搅拌，回流反应4-5h，反应结束减压旋蒸脱除二氧六环，得到改性剂；
8、进一步地，中间体、二乙醇胺、叔丁醇钾和无水二氧六环的用量比为0.1mol：0.2mol：0.6-0.8g：100-120ml，在高热条件下，叔丁醇钾促进二乙醇胺和中间体中的酯基进行胺酯交换，形成具有多元羟基的化合物。
9、步骤a3：将脂肪族二异氰酸酯、改性剂、聚丙二醇和醋酸丁酯预混，再加入二丁基锡二月桂酸酯混合，通入氮气保护，升温至70-80℃，施加40-60rpm搅拌，反应1.6-2.2h，之后加入甲醇混洗，减压旋蒸脱除醋酸丁酯，得到高稳定性耐候剂；
10、进一步地，脂肪族二异氰酸酯、改性剂、聚丙二醇、二丁基锡二月桂酸酯和醋酸丁酯的用量比为1mol：0.07-0.1mol：0.55-0.7mol：0.35-0.42g：80-110ml，改性剂和聚丙二醇与脂肪族二异氰酸酯聚合，再由过量甲醇猝灭形成低聚物；
11、优选地，脂肪族二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯，聚丙二醇的分子量不高于600。
12、优选地，开口剂选自芥酸酰胺。
13、优选地，加工助剂选自氟化ppa。
14、一种耐候tpu复合材料的生产工艺，具体操作为：将各原料采用高混机混匀，转入密炼釜中在120-130℃密炼至转矩稳定，出料切片，制成耐候tpu复合材料。
15、本发明的有益效果：
16、本发明公开一种适用于tpu制品的高稳定性耐候剂，其由四甲基哌啶胺与溴代丙二酸二乙酯取代反应，制成具有受阻胺结构的双酯化物，即中间体，再由二乙醇胺和中间体中的酯基进行胺酯交换，制成具有多元羟基的化合物，即改性剂，之后与聚丙二醇同脂肪族二异氰酸酯聚合成低聚物；该高稳定性耐候剂的主链中含有大量氨基甲酸酯结构，与tpu基体的相容性高，在高热共混过程中可均匀分散到基体中，固化后其为大分子材料，在基体中受热不易游离偏析，其侧链上的受阻胺结构可稳定的发挥耐光热老化作用；另外，改性剂具有多元羟基，与具有长链结构的聚丙二醇同二异氰酸酯共聚后，形成聚合链中产生以改性剂为链节的微交联结构，使得聚合链呈梳状结构，与tpu的大分子链形成缠结，一方面强化高稳定性耐候剂的耐迁移性，另一方面对tpu基体进行强化；在测试中，与共混光稳定剂的复合材料相比，本发明公开的复合材料具有更为优异的强韧性和长效耐候性。
1.一种耐候tpu复合材料，其特征在于，按照重量份计包括：tpu母粒100份、高稳定性耐候剂1.5-2.2份、增塑剂8-12份、开口剂1.2-1.4份和加工助剂0.5-0.7份；
2.根据权利要求1所述的一种耐候tpu复合材料，其特征在于，溴代丙二酸二乙酯、四甲基哌啶胺、三乙胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.1mol：5-8ml：55-70ml。
3.根据权利要求2所述的一种耐候tpu复合材料，其特征在于，中间体、二乙醇胺、叔丁醇钾和无水二氧六环的用量比为0.1mol：0.2mol：0.6-0.8g：100-120ml。
4.根据权利要求3所述的一种耐候tpu复合材料，其特征在于，脂肪族二异氰酸酯、改性剂、聚丙二醇、二丁基锡二月桂酸酯和醋酸丁酯的用量比为1mol：0.07-0.1mol：0.55-0.7mol：0.35-0.42g：80-110ml。
5.根据权利要求4所述的一种耐候tpu复合材料，其特征在于，脂肪族二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯，聚丙二醇的分子量不高于600。
6.根据权利要求1所述的一种耐候tpu复合材料，其特征在于，开口剂为芥酸酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种耐候tpu复合材料，其特征在于，加工助剂为氟化ppa。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种耐候tpu复合材料的生产工艺，其特征在于，具体操作为：将各原料采用高混机混匀，转入密炼釜中在120-130℃密炼至转矩稳定，出料切片，制成耐候tpu复合材料。
