力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于聚氨酯彈性體 改性技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯彈性體是一種主鏈上含有較多的氨基甲酸酯基團(tuán)的高分子嵌段聚合物，具 有獨(dú)特的軟硬段嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)，其具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能尤其是耐磨性能。聚四氫 呋喃型聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的回彈性、耐水解性、耐磨性、耐高溫性能以及低溫柔順性， 然而與聚醚型彈性體相同，由聚四氫呋喃醚多元醇制備的聚氨酯彈性體撕裂強(qiáng)度低，尤其 是褲型撕裂強(qiáng)度。聚酯型聚氨酯彈性體由于分子鏈上酯鍵較大的極性從而賦予其更高的力 學(xué)性能，尤其是褲型撕裂強(qiáng)度遠(yuǎn)優(yōu)于聚醚型彈性體，但聚酯型彈性體由于存在酯基而易于 水解。聚四氫呋喃醚多元醇和聚酯多元醇的極性相差太大難以互溶，然而通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小 分子量的聚四氫呋喃醚多元醇(數(shù)均分子量小于1000)和數(shù)均分子量小于1〇〇〇,同時(shí)采用己 二酸和1，4丁二醇合成的聚酯多元醇能夠互溶在一起，這也就為我們合成力學(xué)性能改善的 聚氨酯彈性體成為一種可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，其撕裂及拉伸性能得到 提高;本發(fā)明同時(shí)提供了簡(jiǎn)單易行、節(jié)能環(huán)保的制備方法。
[0004] 本發(fā)明所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，由A組分和B組分組成，A、B組分的重 量比為100:12.5-22.5,其中：
[0005] (I)A組分為聚氨酯預(yù)聚物，由以下重量百分含量的原料制成：
[0006] 聚四氫呋喃醚二元醇 41.2~66.0 %
[0007] 聚酯二元醇 7.7~31.08%
[0008] 二異氰酸酯 22.3~31.4%;
[0009] (2)B組分為擴(kuò)鏈劑；
[0010] 所述聚四氫呋喃醚二元醇數(shù)均分子量為650-1000;
[0011]所述聚酯二元醇由己二酸與1，4丁二醇制備而成，或由己二酸與乙二醇和1，4丁二 醇制備而成，官能度為2,數(shù)均分子量為650-1000。
[0012] 所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯TDI-80或TDI-100中的一種或兩種。
[0013] 所述擴(kuò)鏈劑為3，3 二氯-4，4 二氨基二苯基甲烷或3，5二甲硫基甲苯二胺。
[0014] 所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：
[0015] (1)制備A組分:將聚四氫呋喃醚二元醇、聚酯二元醇和二異氰酸酯在75~85°C反 應(yīng)2~3小時(shí)，得到異氰酸根含量為4.2~7.5%的聚氨酯預(yù)聚物；
[0016] (2)制備聚氨酯彈性體:將聚氨酯預(yù)聚物和B組分在75~85°C下混合，然后將混合 物澆注到100~120°C的模具中，30~60分鐘后脫模，將脫模后的制品在100~120°C下硫化 12小時(shí)，得到力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，其硬度為邵A 90~65D。
[0017] 本發(fā)明在聚四氫呋喃聚氨酯彈性體的制備過程中，通過加入少部分可互溶的聚酯 二元醇改善聚四氫呋喃型聚氨酯彈性體的拉伸撕裂等性能。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 制得的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，撕裂及拉伸性能得到提高;所述的力學(xué)性 能改善的聚氨酯彈性體簡(jiǎn)單易行、節(jié)能環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但其并不限制本發(fā)明的實(shí)施。
[0021] 實(shí)施例中所用材料如下：
[0022] PTMG1000:數(shù)均分子量1000,聚四氫呋喃醚二醇；
[0023] PTMG 650:數(shù)均分子量1000,聚四氫呋喃醚二醇；
[0024] PE-4010:數(shù)均分子量1000，由己二酸、1，4丁二醇制備而成；
[0025] PE-2410:數(shù)均分子量1000，由己二酸、1，4丁二醇及乙二醇制備而成；
[0026] PE4007 :數(shù)均分子量650,由己二酸、1，4丁二醇制備而成；
[0027] TDI-100:2，6甲苯二異氰酸酯；
[0028] TDI-80:2，4-甲苯二異氰酸酯80%，2，6-甲苯二異氰酸酯20% ;
[0029] M0CA:3，3 -二氯_4,4 -二氨基二苯基甲烷；
[0030] E-300:3,5 - 二甲硫基甲苯二胺。
[0031]以下用量均為質(zhì)量百分含量。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 預(yù)聚物的制備：PTMG1000 46.6%，PE-4010 31.08%，TDI-80 22.32%，在85。(3反 應(yīng)3小時(shí)，真空（一0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為4.2 %的預(yù)聚體。
[0034] 預(yù)聚物和擴(kuò)鏈劑MOCA以100/12.5的質(zhì)量比例混合反應(yīng)，混合溫度為80°C，澆注入 模具，模具溫度120°C，硫化60分鐘脫模，制品再在100°C環(huán)境中后硫化12小時(shí)，得到硬度為 邵A 90的聚氨酯彈性體制品。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 預(yù)聚物的制備：PTMG1000 66.0%，PE-4007 7.7%，TDI-100 26.3%，在80°C反應(yīng) 2.5小時(shí)，真空（一0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為6.2 %的預(yù)聚體。
[0037] 預(yù)聚物和擴(kuò)鏈劑E-300以100/14.5的質(zhì)量比例混合反應(yīng)，混合溫度為75°C，澆注入 模具，模具溫度115°C，硫化40分鐘脫模，制品再在120°C環(huán)境中后硫化12小時(shí)，得到硬度為 邵A95的聚氨酯彈性體制品。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 預(yù)聚物的制備：PTMG650 42.2%，PE-2410 27.4%，TDI-100 15.7%，TDI-80 14.7 %。在75°C反應(yīng)2小時(shí)，真空（一0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為7.5%的預(yù)聚 體。
[0040] 預(yù)聚物和擴(kuò)鏈劑MOCA以100/22.5的質(zhì)量比例混合反應(yīng)，混合溫度為85°C，澆注入 模具，模具溫度100°c，硫化30分鐘脫模，制品再在110°C環(huán)境中后硫化12小時(shí)，得到硬度為 邵D65的聚氨酯彈性體制品。
[0041] 對(duì)比例I
[0042] 預(yù)聚物的制備：？了]\^1000 73.7%，了01-80 26.3%，在80°(3反應(yīng)2.5小時(shí)，真空（一 0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為6.2%的預(yù)聚體。
[0043] 預(yù)聚物和擴(kuò)鏈劑E-300以100/14.5的比例混合反應(yīng)，混合溫度為75°C，澆注入模 具，模具溫度115°C，硫化40分鐘脫模，制品再在100°C環(huán)境中后硫化12小時(shí)，得到硬度為邵A 95的聚氣酯彈性體制品。
[0044]對(duì)以上實(shí)例制得的產(chǎn)品測(cè)試?yán)?、撕裂、硬度及回彈等性能，測(cè)試結(jié)果見表1。
[0045]表1制品的物理性能測(cè)試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，其特征在于：由A組分和B組分組成，A、B組分的 重量比為100:12.5-22.5,其中： (1 )A組分為聚氨酯預(yù)聚物，由以下重量百分含量的原料制成： 聚四氫呋喃醚二元醇 41.2~66.0 % 聚酯二元醇 7.7~31.08% 二異氰酸酯 22.3~31.4%; (2)B組分為擴(kuò)鏈劑； 所述聚四氫呋喃醚二元醇數(shù)均分子量為650-1000; 所述聚酯二元醇由己二酸與1，4丁二醇制備而成，或由己二酸與乙二醇和1，4丁二醇制 備而成，官能度為2,數(shù)均分子量為650-1000。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，其特征在于:二異氰酸酯為甲 苯二異氰酸酯TDI-80或TDI-100中的一種或兩種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，其特征在于:擴(kuò)鏈劑為3,3'_ 二氯-4，4 二氨基二苯基甲烷或3，5二甲硫基甲苯二胺。4. 一種權(quán)利要求1 - 3任一所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在 于包括以下步驟： (1) 制備A組分:將聚四氫呋喃醚二元醇、聚酯二元醇和二異氰酸酯在75~85°C反應(yīng)2~ 3小時(shí)，得到聚氨酯預(yù)聚物； (2) 制備聚氨酯彈性體:將聚氨酯預(yù)聚物和B組分在75~85°C下混合，然后將混合物澆 注到100~120°C的模具中，30~60分鐘后脫模，將脫模后的制品在100~120°C下硫化12小 時(shí)，得到力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于:聚氨 酯預(yù)聚物的異氰酸根含量為4.2~7.5%。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于:制得 的耐低溫聚氨酯彈性體的硬度為邵A 90~65D。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于聚氨酯彈性體改性技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，由A組分和B組分組成，A、B組分的重量比為100:12.5-22.5，其中A組分為聚氨酯預(yù)聚物，由聚四氫呋喃醚二元醇、聚酯二元醇和二異氰酸酯制成；B組分為擴(kuò)鏈劑。所述聚四氫呋喃醚二元醇數(shù)均分子量為650-1000；所述聚酯二元醇由己二酸與1，4丁二醇制備而成，或由己二酸與乙二醇和1，4丁二醇制備而成，官能度為2，數(shù)均分子量為650-1000。本發(fā)明所述的力學(xué)性能改善的聚氨酯彈性體，撕裂及拉伸性能得到提高；本發(fā)明同時(shí)提供了簡(jiǎn)單易行、節(jié)能環(huán)保的制備方法。
【IPC分類】C08G18/42, C08G18/32, C08G18/12, C08G18/48, C08G18/66
【公開號(hào)】CN105504209
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511029988
【發(fā)明人】陳偉, 陳海良, 劉兆陽, 蔣東旭
【申請(qǐng)人】山東一諾威聚氨酯股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日