[發明專利]含聚醚多元醇/納米SiO2雜化材料的聚氨酯彈性體

在審

• 申請號: 201410835113.3
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104558506A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 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
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/75;C08G18/73;C08K9/10;C08K3/36
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于聚氨酯材料技術領域，特別涉及一種含聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料的聚氨酯彈性體及其制備方法與應用。

背景技術

納米SiO₂在工業上通常被稱為超微細白炭黑，常將其與聚合物復合，制備納米SiO₂/聚合物復合材料。納米粒子特有的表面效應、量子尺寸效應和體積效應等，使納米SiO₂/聚合物復合材料表現出傳統聚合物不具有的優異性能。聚氨酯彈性體具有良好的耐磨性、力學性能和減震性等，廣泛的應用于礦山、冶金、模具襯里、機械配件等。但其耐熱性較差，易燃，防水性差，因而限制了其應用。納米SiO₂/聚氨酯復合材料可綜合納米SiO₂和聚氨酯的優良特性，表現出比普通聚氨酯材料更為優異的熱學、力學和光學性能等。

在納米SiO₂/聚氨酯復合材料中，由于納米SiO₂的表面能大，導致其容易團聚。此外，無機納米材料與聚合物的界面相容性不好，導致納米SiO₂與聚氨酯的結合弱。以上兩個因素都會導致納米SiO₂/聚氨酯復合材料的性能難以提高。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種含聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料的聚氨酯彈性體。

本發明另一目的在于提供一種上述含聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料的聚氨酯彈性體的制備方法。

本發明再一目的在于提供上述含聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料的聚氨酯彈性體在礦山、冶金、機械配件、交通工具、鞋材等領域中的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種含聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料的聚氨酯彈性體，包含以下質量份的組分：25～80份聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料、9～64份二異氰酸酯、100份聚醚多元醇、0～5份擴鏈劑、0.1～2份消泡劑、3～18份固化劑。

所述的聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料具有如下結構式所示結構：

其中，R為和中的至少一種，上述R的結構式依次對應著分子量為200～10000的聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇、聚醚五元醇、聚醚六元醇；m＝3～172；n＝1～58；k＝1～43；p＝1～35；q＝1～29；

R’為-HN(CH₂)₃-、-NH(CH₂)₂NH(CH₂)₃-或-C₆H₅-NCH₂-。

上述聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料由包含以下步驟的制備方法制備得到：

(1)將氨基硅烷偶聯劑滴加到二異氰酸酯的甲苯溶液中，攪拌反應，再加入聚醚多元醇、有機金屬催化劑，加熱反應，得到聚合物A；

(2)將步驟(1)制得的聚合物A、納米二氧化硅分散液、水和甲苯混合，加熱反應，得到聚醚多元醇/納米SiO₂雜化材料。

步驟(1)中所用氨基硅烷偶聯劑、二異氰酸酯、聚醚多元醇的質量比為10:(6.4～14):(38～186)。

步驟(2)中所用聚合物A、納米二氧化硅分散液和水的質量比為(11～56):(10～30):(1～4)。

步驟(2)中所用甲苯用于提供溶液環境，其用量可根據實際需要進行調整，優選使用甲苯的量與聚合物A的質量比為100:56～200:11。

步驟(1)中所用有機金屬催化劑的量為催化量即可。

步驟(1)中所述的氨基硅烷偶聯劑可選自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷和苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一種。其中，所述的氨基硅烷偶聯劑優選為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。