一種耐水聚氨酯微孔彈性體的製備方法
2023-04-29 00:34:06
一種耐水聚氨酯微孔彈性體的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐水聚氨酯微孔彈性體的製備方法，應用於聚氨酯材料領域，包括聚氨酯鞋底料，汽車緩衝減震元件。本發明的耐水聚氨酯微孔彈性體材料由多元醇組合組分、預聚體組分兩部分組成。本發明很好地解決聚酯型聚氨酯鞋底材料耐水解性差的問題，提高聚氨酯製品的耐水解性能，延長使用壽命；本發明中聚酯多元醇分子結構中含有苯環，增加了聚氨酯分子鏈段中苯環的含量，使所製得的聚氨酯彈性體和普通聚酯型微孔彈性體相比具有更高的硬度和力學性能以及更好的耐磨、耐彎折性能。
【專利說明】一種耐水聚氨酯微孔彈性體的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐水聚氨酯微孔彈性體的製備方法，應用於聚氨酯材料領域，包括聚氨酯鞋底料，汽車緩衝減震元件。
【背景技術】
[0002]聚氨酯微孔彈性體是性能介於彈性體和泡沫材料之間的一種材料，密度介於泡沫和實芯材料之間，泡孔的孔徑在0.1~10 μ m，孔徑分布比較均勻，兼具了泡沫質輕、耐衝擊性好、吸能、緩衝性能好和彈性體強度高、耐磨性好等優點。所以，在主要的物理機械性能方面，聚氨酯微孔彈性體超過了所有其他密度相同的微孔彈性體，廣泛應用於減震材料、密封、製鞋、實芯輪胎、過濾等方面；。聚氨酯微孔彈性體可分為聚醚型和聚酯型兩類，聚酯型聚氨酯微孔彈性體具有較好的機械性能，但是其低溫性能較差、易水解、易黴變、加工工藝較為複雜。聚醚型聚氨酯微孔彈性體具有較好的耐水解性能、優異的低溫韌性，但是其機械性能相對較差。
[0003]現有技術中，提高聚酯型聚氨酯微孔彈性體的耐水性能，普遍的途徑是添加耐水解劑，然而耐水解劑價格較貴，並且隨著時間的延長會出現表面遷移現象。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種耐水聚氨酯微孔彈性體的製備方法，降低生產成本，提高聚氨酯微孔彈性體的耐水性能，同時確保其可以承受動態疲勞。本發明很好的解決了聚氨酯微孔彈性體的耐水性能，有提高了其力學性能，在鞋底用聚氨酯方面以及汽車、橋梁減震元件方面均有突出表現。該方法生產工藝簡單、易操作。
[0005]本發明的耐水聚氨酯微孔彈性體由多元醇組分和預聚體組分兩個組分組成。多元醇組分包括聚酯多元醇A1、丁羥多元醇A2、擴鏈劑、水、勻泡劑、催化劑等。預聚體組分包括聚酯多元醇、異氰酸酯等。
[0006] 本發明的耐水聚氨酯微孔彈性體材料由多元醇組合組分(A組分)、預聚體組分(B組分)兩部分組成，以重量份數計:
聚酯多元醇A1:35-50份丁羥多元醇A2:20-40份擴鏈劑:8-20份水:0.1-3份勻泡劑:0.1-2份催化劑:0.2-5份
聚酯多元醇A1為己二醇、乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇中的一種或幾種混合物與芳香族二元酸通過縮聚反應製得；
丁羥多元醇A2是一種以丁二烯為主鏈結構的帶有端羥基的遙爪型聚合物；
擴鏈劑為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、環己烷二甲醇中的一種或多種的混合物；
勻泡劑為有機矽表面活性劑；
催化劑為胺類催化劑、有機金屬催化劑、或它們的混合物。所述的胺類催化劑，優選但不限於三乙基胺、三丁基胺、三亞乙基二胺、N-乙基嗎啉、N，N，N』，N』 -四甲基-乙二胺、五甲基二亞乙基-三胺、N，N-甲基苯胺、N，N- 二甲基苯胺、或它們的混合物。所述的有機金屬催化劑，優選但不限於有機錫類化合物，例如:乙酸錫(II)、辛酸錫(II)、乙基己酸錫、月桂酸錫、二丁基氧化錫、二丁基二氯化錫、二丁基二乙酸錫、二丁基馬來酸錫、二辛基二乙酸錫、或它們的混合物；
B組分由按重量份的以下組分製備而成:
異氰酸酯:40-80份聚酯多元醇B:30-60份
異氰酸酯為為4，4』_ 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、碳化二亞胺改性4，4』_ 二苯基甲烷二異氰酸酯(液化MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、1，5萘二異氰酸酯(NDI)等中的一種或兩種的混合物；
聚酯多元醇B為為二氧化碳、環氧丙烷為原料通過共聚合反應而成；
本發明的耐水性聚氨酯微孔彈性體，包括以下步驟:(1)A組分的製備::將聚酯多元醇A1、丁羥多元醇A2、擴鏈劑、勻泡劑、發泡劑和催化劑置於反應釜中，在30~50°C下充分混合2~4小時後出料，密封保存以備用；
(2)B組分製備:將異氰酸酯、聚酯多元醇B、置於反應釜中，在60~80°C條件下反應2~3小時，降溫至30~40°C，控制-NCO含量相對於B組分的總重量為17~19重量％，出料，密封保存以備用；
(3)聚氨酯微孔彈性體的製備:控制A組分和B組分的溫度為45~50°C;調整兩者的比例，使A組分中活潑氫的摩爾數與B組分的-NCO摩爾數之比為1: 1 ;將兩組分以4000~8000轉/分的速度快速混合後，注入到40~70°C的模具中，成型後脫模，熟化，製備出聚氨酯微孔彈性體。
[0007]表1聚氨酯微孔彈性體性能
【權利要求】
1.一種耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:具體步驟為:(1)A組分的製備::將聚酯多元醇A1、丁羥多元醇A2、擴鏈劑、勻泡劑、發泡劑和催化劑置於反應釜中，在30~50°C下充分混合2~4小時後出料，密封保存以備用；(2)B組分製備:將異氰酸酯、聚酯多元醇B、置於反應釜中，在60~80°C條件下反應2~3小時，降溫至30~40°C，控制-NCO含量相對於B組分的總重量為17~19重量％，出料，密封保存以備用；(3)聚氨酯微孔彈性體的製備:控制A組分和B組分的溫度為45~50°C;調整兩者的比例，使A組分中活潑氫的摩爾數與B組分的-NCO摩爾數之比為1: 1 ;將兩組分以4000~8000轉/分的速度快速混合後，注入到40~70°C的模具中，成型後脫模，熟化，製備出聚氨酯微孔彈性體。
2.如權利要求1所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述的A組分由以下按重量份計的材料製備而成:聚酯多元醇:35-50份丁羥多元醇:20-40份擴鏈劑:8-20份水:0.1-3份勻泡劑:0.1-2份催化劑:0.2-5份。
3.如權利要求1所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述的B組分由以下按重量份計的材料製備而成:異氰酸酯:40-80份聚酯多元醇:30-60份。
4.如權利要求2所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述聚酯多元醇為己二醇、乙二醇、二乙二醇、1，4- 丁二醇中的一種或幾種混合物與芳香族二元酸通過縮聚反應製得。
5.如權利要求2所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述丁羥多元醇A2是一種以丁二烯為主鏈結構的帶有端羥基的遙爪型聚合物。
6.如權利要求2所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述擴鏈劑為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、環己烷二甲醇中的一種或多種的混合物。
7.如權利要求2所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述的勻泡劑為有機矽表面活性劑。
8.如權利要求2所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述的催化劑為胺類催化劑、有機金屬催化劑、或它們的混合物。
9.如權利要求3所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述的異氰酸酯為為4，4』_ 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、碳化二亞胺改性4，4』_ 二苯基甲烷二異氰酸酯(液化MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、1，5萘二異氰酸酯(NDI)等中的一種或兩種的混合物。
10.如權利要求3所述的耐水性聚氨酯微孔彈性體的製備方法，其特徵在於:所述的聚酯多元醇為二氧化碳、環氧丙烷為原料通過共聚合反應而成。
【文檔編號】C08G18/44GK103665303SQ201310625934
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】尤曉明, 李洋, 劉國華, 張蘭鵬, 葛汝海, 燕紀祥 申請人:山東永泰化工有限公司