[發明專利]一種高性能聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 201010277815.6
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102040722A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 張芳;陳海良;曹士強;賈雪芹
• 申請（專利權）人: 山東東大一諾威聚氨酯有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/32;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/10;C08G18/12
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及聚氨酯彈性體，特別是指一種高性能聚氨酯彈性體的制備方法。

技術背景

聚氨酯彈性體是一種主鏈上含有較多的氨基甲酸酯基團的高分子嵌段聚合物。聚氨酯彈性體通常是由聚醚或聚酯多元醇和TDI或MDI等多異氰酸酯反應合成預聚物，然后再與擴鏈劑反應生成聚合物。

聚氨酯彈性體是一種介于橡膠和塑料之間的高分子聚合材料，具有很高的強度和伸長率，同時它的硬度范圍廣，具有良好的機械性能、耐磨性能和回彈性能。

通常用于生產聚氨酯彈性體預聚物的原料都是采用TDI和多元醇反應制得的，然后再采用胺類擴鏈劑用于聚氨酯彈性體的生產，如MOCA、E-300等，這些聚氨酯彈性體的耐溫性能不是很好，通常只適合于工作環境在80℃以下。

發明內容

本發明目的是提供一種高性能聚氨酯彈性體的制備方法，采用MDI用于聚氨酯彈性體預聚體的合成，并選用新型的芳胺類擴鏈劑M-CDEA用于聚氨酯彈性體的制作，制品具有優異的動態性能，力學性能。

本發明一種高性能聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(a)聚氨酯預聚物，使用二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)23％～34％與聚合物多元醇66～77％在75℃～85℃反應3小時，真空脫除氣泡，取樣檢測異氰酸酯質量含量在3.5～5.5％，檢測合格，密閉保存備用；

(b)芳香二胺固化劑，選自M-CDEA([4，4′-亞甲基-雙-(3-氯-2，6-二乙二基苯胺)；

(c)聚氨酯彈性體的制作：固化劑M-CDEA和預聚物以14.7％～23％的質量比進行混合反應，混合溫度為75℃～85℃，制品硫化溫度為100℃～120℃，硫化30～60分鐘脫模，再在90℃～110℃下硫化8～10小時，得到聚氨酯彈性體制品。

本發明中聚合物多元醇的數均分子量在1000～2000范圍內，官能度為2。二苯基甲烷二異氰酸酯選自4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI-100)，含有50％2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯和50％4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI-50)以及其混合物。聚氨酯彈性體制品具有硬度邵A80～99。

本發明的高性能聚氨酯彈性體，主要用于聚氨酯彈性體制品的制作，如聚氨酯彈性體膠輪、膠輥等高性能產品。本發明采用MDI用于聚氨酯彈性體預聚體的合成，并選用新型的芳胺類擴鏈劑M-CDEA用于聚氨酯彈性體的制作，制品具有優異的動態性能，力學性能。

具體實施方法

實施例所用材料

PTMG1000：數均分子量1000的聚四亞甲基醚二元醇；

PTMG2000：數均分子量2000的聚四亞甲基醚二元醇；

PCL210：數均分子量1000的聚己內酯二元醇；

PCL220：數均分子量1000的聚己內酯二元醇；

MDI-50：4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯50％，2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯50％

MDI-100：4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯

M-CDEA：4，4′-亞甲基-雙-(3-氯-2，6-二乙二基苯胺)

實施例中的百分數是指質量百分數。

實施例1

預聚體：分子量1000的PTMG100047％、分子量2000PTMG200030％，MDI-5023％。在70℃～90℃反應2～3小時，真空(-0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為4％的預聚體。

預聚體和M-CDEA以100∶17.5的質量比例混合反應，混合溫度為75℃～85℃，澆注入模具，制品硫化溫度為100℃～115℃，硫化20～60分鐘脫模，制品再在100℃～115℃環境中后硫化8～10小時，得到硬度90A聚氨酯彈性體制品。

實施例2

預聚體：分子量1000的PTMG100067.5％、MDI-5020％，MDI-10012.5％，合計100。在70℃～90℃反應2～3小時，真空(-0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為5％的彈性體預聚物。

預聚體和M-CDEA以100∶21的質量比例混合反應，混合溫度為75℃～85℃，澆注入模具，制品硫化溫度為100℃～115℃，硫化20～60分鐘脫模，制品再在100℃～115℃環境中后硫化8～10小時，得到硬度99A的聚氨酯彈性體制品。

實施例3

預聚體：分子量2000的PCL22016％，分子量1000的PCL21051％、MDI-5033％。在70℃～90℃反應2～3小時，真空(-0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根含量為5.5％的彈性體預聚物。