[發(fā)明專利]改性耐磨聚氨酯組合物及其制備方法和應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210251954.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102731748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鶴飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海舒凱橡膠制品有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/78
• 分類號(hào): C08G18/78;C08G18/10;C08G18/32;C08K3/00;C08L75/04
• 代理公司: 上海富石律師事務(wù)所 31265
• 代理人: 劉峰

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚氨酯領(lǐng)域，具體地涉及改性聚氨酯領(lǐng)域。

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背景技術(shù)

聚氨酯（CPU）是分子鏈中含有重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)（-NHCOO-）的聚合物的統(tǒng)稱，它是由有機(jī)二異氰酸酯如甲苯二異氰酸酯(TDI)或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯基材具有許多優(yōu)良的物性，如優(yōu)異而耐磨性，耐化學(xué)腐蝕性，耐疲勞，耐油等。

從分子結(jié)構(gòu)上看，聚氨酯是一種軟硬段相間段聚合物，軟硬段的結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度、軟硬段分子之間的作用力等，都直接影響聚氨酯基材的耐磨性能。

影響聚氨酯（CPU）耐磨性能的因素很多，如多元醇類型的影響，多元醇分子量的影響，異氰酸酯的影響，擴(kuò)鏈劑影響，后熟化影響等。聚氨酯基材耐磨好壞，與其分子結(jié)構(gòu)上的硬段息息相關(guān)。

由于聚氨酯分子的復(fù)雜性，合成原料的多樣性，現(xiàn)有技術(shù)中提高其耐磨性能，主要考慮以下2點(diǎn)：（1）開(kāi)發(fā)新原料，（2）引入耐磨性基團(tuán)。但還沒(méi)有簡(jiǎn)單、有效地引入耐磨性基團(tuán)的方法。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種改性耐磨聚氨酯組合物，通過(guò)在聚氨酯的硬段結(jié)構(gòu)中引入耐磨性高溫封閉基團(tuán)有效地改善聚氨酯耐磨性能。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改性耐磨聚氨酯組合物。

本發(fā)明的改性耐磨聚氨酯組合物，是在擴(kuò)鏈劑存在下，在70-80度，由以下反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)得到的：1）聚氨酯預(yù)聚體，2）1-15wt%陶瓷微粉，3）1-8wt%由甲苯二異氰酸酯與二元醇反應(yīng)得到的具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物，其中所述重量百分?jǐn)?shù)均以聚氨酯預(yù)聚體的重量為基準(zhǔn)。

在本發(fā)明的改性耐磨聚氨酯組合物中，優(yōu)選所述二元醇是OH-R-OH，其中R為碳原子數(shù)為2-10的烷基；所述聚氨酯預(yù)聚體是由丁二醇與甲苯二異氰酸酯進(jìn)行聚合反應(yīng)得到的，可用下式表示：

R1—NH—COO—(C4H8O)n—CO—NH—R1，其中，R1代表甲苯異氰酸酯基團(tuán)。

本發(fā)明所述的改性耐磨聚氨酯組合物，優(yōu)選所述具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物可用下式表示：

R1—NH—COO—R—O—CO—NH—R1。

本發(fā)明所述的改性耐磨聚氨酯組合物，優(yōu)選所述擴(kuò)鏈劑是馬克分子MOCA。

本發(fā)明的改性耐磨聚氨酯組合物是聚氨酯預(yù)聚體和具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物在擴(kuò)鏈劑存在下進(jìn)行聚合反應(yīng)得到的。其中，所述改性耐磨聚氨酯組合物包括軟段區(qū)—(C4H8O)n—，以及擴(kuò)鏈劑和具有—NCO高溫封閉基團(tuán)結(jié)合形成的硬段區(qū)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種本發(fā)明的改性耐磨聚氨酯組合物的制備方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟：

1）甲苯二異氰酸酯與二元醇反應(yīng)得到具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物。

2）將聚氨酯預(yù)聚體，陶瓷微粉，步驟1）得到的具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物，擴(kuò)鏈劑混合，在70-80度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述的改性耐磨聚氨酯組合物。

本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供本發(fā)明的改性耐磨聚氨酯組合物在聚氨酯基材領(lǐng)域的應(yīng)用。

以下對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

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具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的實(shí)驗(yàn)原料如下：

二元醇HO-R-OH?化學(xué)純?直接使用?上?；瘜W(xué)試劑公司?

甲苯二異氰酸酯?(TDI)?2,4-和2,6-結(jié)構(gòu)的TDI含量分別為80%和20%

聚氨酯預(yù)聚體（R1—NH—COO—(C4H8O)n—CO—NH—R1）上?？萍紒喒咎峁?/p>

擴(kuò)鏈劑?(MOCA)?蘇州

實(shí)施例1???化學(xué)反應(yīng)合成-NCO高溫封閉基團(tuán)?

將原料甲苯二異氰酸酯與二元醇反應(yīng)，得到具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物，備用。

實(shí)施例2???合成聚氨酯組合物

將聚氨酯預(yù)聚體，陶瓷微粉，實(shí)施例1得到的具有—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物，分別以重量份數(shù)100：3：1，100：3：3，100：3：5混合，在擴(kuò)鏈劑存在下，在70-80度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到改性耐磨聚氨酯組合物。其中，以聚氨酯預(yù)聚體重量為基準(zhǔn)，陶瓷微粉為3wt%，—NCO高溫封閉基團(tuán)的產(chǎn)物為1wt%，3wt%，5wt%。

對(duì)得到的改性耐磨聚氨酯進(jìn)行基材性能測(cè)試，磨耗、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、硬度、體積電阻率的測(cè)試數(shù)據(jù)列于表1。其中無(wú)添加物表示聚氨酯預(yù)聚體。

表1?實(shí)施例2的改性耐磨聚氨酯組合物的性能測(cè)試數(shù)據(jù)