[發(fā)明專利]熱固化單組分液體型聚氨酯澆注材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN102604028A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 周建
• 申請（專利權）人: 蘇州市湘園特種精細化工有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/32;C08G18/10;C08G18/42;C08G18/48
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料領域，特別是涉及一種熱固化單組分液體型聚氨酯澆注材料及其制備方法，該材料用于生產澆注型聚氨酯彈性制品。

背景技術

通常使用的高分子材料包括環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯樹脂等，但上述材料均存在不同的缺點，如環(huán)氧樹脂韌性差，不飽和聚酯樹脂熱收縮率大，酚醛樹脂、聚乙烯樹脂固化行為差、耐磨性能差等。聚氨酯作為一種新型的高分子材料，具有較高的力學強度、優(yōu)異的抗疲勞強度以及優(yōu)異的抗沖擊性、耐磨、抗撕裂性等。近年來，聚氨酯制品已經被廣泛應用到國民經濟和人民生活中，具有巨大的經濟和社會效益。

現有技術中，聚氨酯彈性制品的生產通常分兩步進行，首先是低聚物多元醇（聚酯、聚醚等）與二異氰酸酯（甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯等）根據設計要求按一定的化學計量進行反應，制得異氰酸根（NCO）封端的預聚物；第二步是預聚物也稱預聚體與擴鏈劑進行擴鏈和交聯(lián)反應，也稱硫化反應，制得具有一定性能的聚氨酯制品。在最終成型的制備過程中，生產者要將固體擴鏈劑進行熔化，要對預聚體進行脫泡處理，混合過程對于大型連續(xù)化生產要采用計量準確的機械混合。手工操作要十分小心既要混合均勻又要防止大量氣泡裹入，大多數混合后還要進行二次脫泡；生產過程影響因素眾多，工序繁雜，由于擴鏈劑要加熱熔化且要在熔融狀態(tài)下與預聚體混合，有機胺的煙霧污染難以避免；另外這一硫化工藝還有一很大的局限性，那就是常常受到擴鏈劑釜中壽命的制約，使一些配方設計和澆注工藝受到限制，而且產品的合格率難以得到保證。

鑒于以上原因，聚氨酯的從業(yè)者做了大量的研究開發(fā)工作，有些是從開發(fā)無毒或低毒擴鏈劑入手，如美國專利4950792對芳香二胺結構與毒性趨向進行了深入研究，得出氨基鄰位取代毒性降低的結論，并披露了一系列鄰位被R取代的Ames實驗顯陰性的芳香族二胺結構及它們的合成方法。無毒或低毒二胺擴鏈劑被公認的有瑞士隆扎公司的MCDEA和美國空氣產品公司的Versalink740M，前者為歐盟認可，后者為美國FDA批準可用于藥品食品接觸場合。但兩個產品都是熔點較高的固體，混合時仍需加熱熔化，而且兩個的釜中壽命都相對較短，使其應用受到一定的限制；美國雅寶公司開發(fā)的二乙基甲苯二胺（DETDA）和二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）雖室溫下為液態(tài)，而且粘度很小，但凝膠時間非常短，只適用于噴涂和反應注射成型工藝；從上世紀70年代開始MDA與氯化鈉的配位絡合物作為聚氨酯的擴鏈劑的報道很多，但如何與預聚體混合一直是個難題，近幾年有報導將該絡合物配以液體介質制成膏狀物，作為硫化劑組分實現了商品化。該硫化組分可克服上述加熱、污染等弊端，對現場操作帶來一定的改善，但本身在與預聚體混合時卻需長時間的滾動攪拌，費時費力，而且這種硫化組分對預聚體的要求較高，必須是超低游離異氰酸酯含量的預聚體，使使用受到一定的限制。

單一組分的液體澆注材料對聚氨酯制品加工企業(yè)而言，是一種較理想的聚氨酯澆注材料，它只需室溫下注入模具，然后加熱加壓或開口硫化，這樣就可避免熔化，反復脫泡，煙霧污染等弊端，給操作帶來極大方便，同時這種材料有一定的儲存穩(wěn)定性，也就是在一定的周期內物料始終保持均一穩(wěn)定態(tài)，不析出，不分層，無沉淀，不交聯(lián)。我公司據以此點，積極開發(fā)。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種熱固化單組分液體型聚氨酯澆注材料及其制備方法，該材料混合均勻，具有一定的儲存穩(wěn)定性，澆注后的制品具有優(yōu)異的力學性能。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：一種熱固化單組分液體型聚氨酯澆注材料，包括以下組分：????聚氨酯預聚體，由20-35%二異氰酸酯和官能度為2或3，數均分子量在1000-5000的65-80%聚醚多元醇或聚酯多元醇合成，該聚氨酯預聚體中NCO含量在2-9%；

特種二胺類擴鏈劑，該特種二胺類擴鏈劑是由芳香族二元伯胺或脂肪族二元伯胺與堿金屬的無機鹽所生成的配位絡合物，其中，芳香族或脂肪族二元伯胺與堿金屬的無機鹽的摩爾比為3-4：1；

其中聚氨酯預聚體和特種二胺類擴鏈劑按照質量比100:?5.2-23.3混合。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的熱固化單組分液體型聚氨酯澆注材料還包括惰性液體介質、表面活性劑、顏料、填充劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑和阻燃劑。