[發(fā)明專(zhuān)利]一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410230109.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103980697A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建安;祁增榮;楊建軍;吳慶云;吳明元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽大學(xué);馬鞍山市榮億密封材料有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L75/08
• 分類(lèi)號(hào): C08L75/08;C08K9/06;C08K3/36;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/12
• 代理公司: 合肥金安專(zhuān)利事務(wù)所 34114
• 代理人: 金惠貞

1.一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體，其特征在于：所述納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的硬度大于80邵A、拉伸強(qiáng)度為30～44MPa、拉斷伸長(zhǎng)率為260～550%、撕裂強(qiáng)度為70～195KN／ｍ、回彈37～48%、密度1.17g/cm³；

首先以端OH的聚醚多元醇、異氰酸酯和小分子二元醇之間的依次加成聚合反應(yīng)，制得端基為NCO基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚體，作為A組分；將擴(kuò)鏈劑加入到硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑中，使硅酸乙酯原位水解形成納米二氧化硅粒子同時(shí)被硅烷偶聯(lián)劑原位表面功能改性，制得擴(kuò)鏈劑B組分；將上述聚氨酯預(yù)聚體A組分和擴(kuò)鏈劑B組分，按一定配比混合均勻，脫氣，采用澆注噴方法注模，硫化成型后制得納米改性聚氨酯彈性體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體，其特征在于：所述聚氨酯預(yù)聚體A組分中的NCO基團(tuán)和OH基團(tuán)的摩爾比為1.1～2.0。

3.制備權(quán)利要求1所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的方法，其特征在于具體制備操作步驟如下：

（1）聚氨酯預(yù)聚體A組分的制備

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在100g聚醚多元醇中加入14～28g異氰酸酯，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，緩慢升溫至80～100℃，保溫反應(yīng)1～3?h，加入0.5～1.2g小分子二元醇繼續(xù)反應(yīng)2～4?h，制得聚氨酯預(yù)聚體A組分；

（2）擴(kuò)鏈劑B組分的制備

將40g擴(kuò)鏈劑加入到8～10g硅酸乙酯和1.2～2.4g硅烷偶聯(lián)劑中，常溫下機(jī)械攪拌3～4h混合均勻；脫除硅酸乙酯縮合反應(yīng)生成的乙醇，制得擴(kuò)鏈劑B組分；

（3）將所述聚氨酯預(yù)聚體A組分和擴(kuò)鏈劑B組分按100：10～15質(zhì)量比混合均勻，脫氣，加入辛酸亞錫，快速攪拌均勻，采用澆注噴方法注模，硫化成型，制得納米改性聚氨酯材料；所述納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的硬度大于80邵A、拉伸強(qiáng)度為30～44MPa、拉斷伸長(zhǎng)率為260～550%、撕裂強(qiáng)度為70～195KN／ｍ、回彈37～48%、密度1.17g/cm³。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述聚醚多元醇為聚四氫呋喃二醇或聚己內(nèi)酯二醇或聚氧化丙烯醚二醇中的一種，其分子量為800~3000之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述異氰酸酯單體為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯或六次甲基二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述小分子二元醇為乙二醇或丁二醇或己二醇。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：所述聚氨酯B組分的擴(kuò)鏈劑為3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷或二鄰氯二苯胺甲烷（MOCA）或間苯二胺或異丙基二胺或4,4’-二苯基甲烷二胺（MDA）。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所述硅酸乙酯用量為擴(kuò)鏈劑用量的10～80?%。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米二氧化硅改性聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于：步驟（2）中硅烷偶聯(lián)劑為γ―氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)?丙基三甲氧基硅烷或γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷或γ-巰丙基三乙氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，其用量為硅酸乙酯用量的5~30%。