[發明專利]層狀硅酸鹽改性有機硅接枝聚醚型聚氨酯彈性體及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410428913.3
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104231206A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 劉偉區;夏侯國論
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/10;C08G18/12;C08K9/04;C08K3/34
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蘇運貞

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及一種聚氨酯彈性體的制備方法，具體涉及一種層狀硅酸鹽改性有機硅接枝聚醚型聚氨酯彈性體及制備方法與應用。

背景技術

聚氨酯彈性體主鏈上含有重復的氨基甲酸酯基(-NHCOO-)，具有良好的耐磨性、高強度、富有彈性、耐油性、耐溶劑性、耐輻射性、電絕緣性，廣泛的應用于礦山、冶金、交通運輸業、模具襯里、機械配件等。但是因為該材料不耐高溫、內生熱大、易燃、防水性差和介電性能差，故使其應用受到很大的限制。

有機硅結構中含有Si-O鍵，其鍵能高達422.2kJ/mol，硅氧烷的分子體積大,內聚能密度低,有良好的疏水、耐磨、耐高低溫等性能。將有機硅引人聚氨酯材料中能提高材料的疏水、耐熱、耐寒、耐磨等性能，使聚氨酯材料的使用范圍大大提高。目前，對于有機硅改性聚氨酯的研究，重在化學改性，改性方法包括：接枝共聚改性法、嵌段共聚改性法、互穿網絡聚合改性法等，其中接枝改性可實現添加少量有機硅而改善聚氨酯的部分性能。然而，與純聚氨酯材料相比，有機硅改性聚氨酯的拉伸強度、韌性有所降低。

聚合物/層狀硅酸鹽(PLS)納米復合材料是一類新型的納米復合材料，它是通過將聚合物分子鏈插入到層狀硅酸鹽片層間，使層狀硅酸鹽以納米尺寸的片層形式分散在聚合物中，在聚合物基體中起到物理交聯點的作用，且片層具有高形狀系數比，從而使材料表現出優異的力學性能、熱力學性能等。

因此，可采用層狀硅酸鹽對有機硅接枝改性聚氨酯彈性體作進一步改性，以期在保持有機硅接枝改性聚氨酯彈性體的優異性能的基礎上，增強彈性體的力學性能。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種層狀硅酸鹽改性有機硅接枝聚醚型聚氨酯彈性體。

本發明的另一目的在于提供上述層狀硅酸鹽改性有機硅接枝聚醚型聚氨酯彈性體的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述層狀硅酸鹽改性有機硅接枝聚醚型聚氨酯彈性體的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種層狀硅酸鹽改性有機硅接枝聚醚型聚氨酯彈性體，包含以下組分：100質量份聚醚型聚氨酯預聚體、5～100質量份有機硅接枝聚醚型聚氨酯預聚體、1～40質量份聚醚多元醇、0.5～15質量份有機改性的層狀硅酸鹽、0～5質量份擴鏈劑、0.1～2質量份消泡劑、2～15質量份固化劑。

所述的聚醚多元醇優選為平均官能度等于或大于3，且平均分子量為300～6000的聚氧化丙烯醚多元醇(PPG)、聚四氫呋喃醚多元醇(PTMEG)和四氫呋喃-氧化丙烯共聚多元醇中的至少一種；更優選為聚氧化丙烯醚三元醇；

所述的擴鏈劑優選為1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、環己二醇、對苯二甲酸二羥乙酯和三羥甲基丙烷單烯丙基醚中的至少一種；更優選為1,4-丁二醇；

所述的消泡劑優選為有機硅消泡劑和礦物油類消泡劑中的一種；更優選為有機硅消泡劑；

所述的固化劑優選為二甲硫基甲苯二胺(DMTDA，Ethacure300)、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、二乙基甲苯二胺(DETDA，Ethacure100)、3,5-二氨基-4-氯苯乙酸異丙酯(CuA-60)和4,4′-亞甲基雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(MCDEA)中的一種；更優選為二甲硫基甲苯二胺(DMTDA，Ethacure300)；

所述的聚醚型聚氨酯預聚體，其制備方法為：將6～150質量份多異氰酸酯和100質量份聚醚多元醇，在75℃～90℃，氮氣保護下攪拌反應3～10小時；

所述的多異氰酸酯優選為甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4′-二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、對苯二異氰酸酯(PPDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、1,4-環己烷二異氰酸酯(CHDI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)和多苯基甲烷多異氰酸酯(PAPI)中的一種；更優選為甲苯二異氰酸酯(TDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的一種；

所述的聚醚多元醇優選為平均官能度等于或大于2，且平均分子量為300～6000的聚氧化丙烯醚多元醇(PPG)、聚四氫呋喃醚多元醇(PTMEG)和四氫呋喃-氧化丙烯共聚多元醇中的至少一種；更優選為聚氧化丙烯醚多元醇(PPG)；

所述的有機硅接枝聚醚型聚氨酯預聚體，其結構式為：

和中的一種；

其中，R₁為和中的一種；