[發(fā)明專利]高斷裂伸長率聚氨酯樹脂的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210376021.4
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102911332A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 紀(jì)尚超;徐欣欣;石磊;息鎖柱;李壽偉;趙磊;裴曉英
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興禾欣化學(xué)工業(yè)有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/42;C08G18/44;C08G18/32;C08L75/04;C08L75/06;C08L75/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 孫家豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高斷裂伸長率聚氨酯樹脂的制備方法，屬于聚氨酯樹脂制造技術(shù)。

背景技術(shù)

聚氨酯樹脂性能優(yōu)良，目前應(yīng)用廣泛。例如導(dǎo)熱系數(shù)比其它合成保溫材料和天然保溫材料都低，保溫性能好，在保溫材料方面有較大應(yīng)用；軟質(zhì)泡沫彈性好、透氣性優(yōu)良，在墊材方面應(yīng)用較多；此外還有耐磨、耐低溫、高強度、耐油的特點，在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用。產(chǎn)品形態(tài)多樣，有泡沫塑料、彈性體、涂料、膠粘劑、纖維、合成革、防水材料以及鋪裝材料等。聚氨酯優(yōu)良性能是由它的結(jié)構(gòu)決定的。聚氨酯分子由軟段和硬段兩部分組成，軟段是由大分子的多元醇反應(yīng)構(gòu)成，軟段極性較弱；硬段部分則主要由小分子的擴(kuò)鏈劑反應(yīng)構(gòu)成，內(nèi)聚能較大，分子間可以形成氫鍵，聚集在一起形成硬段微相區(qū)。硬段相區(qū)與軟段相區(qū)的熱力學(xué)不相容性，導(dǎo)致產(chǎn)生微觀相分離，也就是常說的微相分離。微相分離程度越高，則物理性能越強。微相分離程度越高，軟硬段各自的特性也就表現(xiàn)的越明顯。在相同軟硬度的情況下，樹脂的斷裂伸長率由軟段以及軟硬段的微相分離程度決定，軟段的分子量越大，柔順性越好，體現(xiàn)出來的斷裂伸長率就越大；而軟硬段的微相分離程度越大，軟段聚集程度就越大，體現(xiàn)出軟段的特性就越明顯，從而能夠得到較高的斷裂伸長率。現(xiàn)階段熱塑性聚氨酯樹脂的生產(chǎn)方法基本上有三種工藝，即：一步法、預(yù)聚法和半預(yù)聚法。一步法為將聚二元醇、擴(kuò)鏈劑和二異氰酸酯一次性投入的生產(chǎn)方法；預(yù)聚法為先將聚二元醇和適量的二異氰酸酯反應(yīng)，生成具有一定分子量的預(yù)聚物，再將預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑以及二異氰酸酯反應(yīng)的生產(chǎn)方法；半預(yù)聚法則是將聚二元醇分為兩部分，一部分先與適量的二異氰酸酯反應(yīng)，生成預(yù)聚物，?然后將另一部分和擴(kuò)鏈劑一起加入，與預(yù)聚物反應(yīng)。相同配方下，三種工藝方法得到的聚氨酯樹脂相分離程度是不同的。一步法聚二元醇與擴(kuò)鏈劑一起參與反應(yīng)，反應(yīng)的隨機性很大，因此軟段硬段相互混在一起，因而微相分離程度最低。而對于預(yù)聚法工藝，聚二元醇先單獨反應(yīng)到一定分子量，由于結(jié)構(gòu)以及極性的相似性，會聚集在一起，并形成一定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，形成軟段相結(jié)構(gòu)；當(dāng)再加入擴(kuò)鏈劑以及二異氰酸酯后，擴(kuò)鏈劑和二異氰酸酯反應(yīng)生成極性較高、結(jié)構(gòu)相似的短硬的分子，這些分子集聚在一起，形成較高的結(jié)晶度，形成硬段相結(jié)構(gòu)，這樣軟段和硬段就形成了較高的相分離。由于預(yù)聚體還含有反應(yīng)基團(tuán)，隨著分子鏈的增長，一部分軟段也會和硬段連接起來，形成一定的過渡區(qū)，過渡區(qū)的形成，降低了原先的微相分離程度。半預(yù)聚法微相分離程度介于一步法和預(yù)聚法之間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提出一種高斷裂伸長率聚氨酯樹脂的制備方法，能使聚氨酯樹脂的相分離程度要高于預(yù)聚法，使軟段的作用得到充分發(fā)揮，從而得到有高斷裂伸長率的聚氨酯樹脂。

這種高斷裂伸長率聚氨酯樹脂的制備方法包括以下步驟：

（1）將聚二元醇與1~1.2倍化學(xué)當(dāng)量的二異氰酸酯在溶劑中加熱進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)至粘度達(dá)到1.0×10⁵?~3.0×10⁵?mPa·s?/25℃時，終止反應(yīng)，得到樹脂A；

（2）將擴(kuò)鏈劑與1~1.2倍化學(xué)當(dāng)量的二異氰酸酯在溶劑中加熱進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)至粘度達(dá)到1.0×10⁵?~3.0×10⁵?mPa·s?/25℃時，終止反應(yīng)，得到樹脂B；

（3）將上述兩種樹脂A和B混合，得到最終產(chǎn)品，A、B的混合比例以質(zhì)量計為：A=30~90%，B=70~10%。

這種高斷裂伸長率聚氨酯樹脂的制備方法由于軟硬段單獨合成再共混，軟硬段之間只通過較強的氫鍵結(jié)合在一起，最大程度的消除了軟硬段的相過渡區(qū)，提高了相分離結(jié)構(gòu)，硬段對軟段的束縛減小，發(fā)揮出了軟段的特性。

具體實施方式

這種高斷裂伸長率聚氨酯樹脂的制備方法包括以下步驟：

（1）將聚二元醇與1~1.2倍化學(xué)當(dāng)量的二異氰酸酯在溶劑中加熱進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)至粘度達(dá)到1.0×10⁵?~3.0×10⁵?mPa·s?/25℃時，終止反應(yīng)，得到樹脂A；

（2）將擴(kuò)鏈劑與1~1.2倍化學(xué)當(dāng)量的二異氰酸酯在溶劑中加熱進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)至粘度達(dá)到1.0×10⁵?~3.0×10⁵?mPa·s?/25℃時，終止反應(yīng)，得到樹脂B；

（3）將上述兩種樹脂A和B混合，得到最終產(chǎn)品，A、B的混合比例以質(zhì)量計為：A=30~90%，B=70~10%。