[發(fā)明專利]一種聚氨酯浮力材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710973534.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107573482A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張茂偉;張樹華;邸春陽(yáng);周宏達(dá);陶剛;劉培禮;劉連河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海洋新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/76
• 分類號(hào): C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/38;C08G18/32;C08G18/10;C08K7/28
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚氨酯浮力材料及其制備方法。

背景技術(shù)

能夠提供浮力的材料統(tǒng)稱為浮力材料。傳統(tǒng)的浮力材料一般使用封裝的低密度液體（如汽油、氨、硅油等）、泡沫材料、和聚烯烴材料等。這些材料存在強(qiáng)度較小、耐用性差、容易造成污染等缺點(diǎn)。近年來(lái)，使用環(huán)氧樹脂/中空微球進(jìn)行高強(qiáng)度固體浮力材料制備的研究成為熱點(diǎn)，但該類材料脆性較大，撞擊時(shí)容易產(chǎn)生破壞。使用聚氨酯/中空玻璃微球制備耐3000m以內(nèi)水深的浮力材料，目前還未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種聚氨酯浮力材料及其制造方法。所述方法通過(guò)選擇異氰酸酯預(yù)聚體及其固化體系，填充不同的浮力調(diào)節(jié)介質(zhì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)空心微珠篩選并按其粒徑大小進(jìn)行級(jí)配，并在標(biāo)準(zhǔn)模具（300*300*100cm³）中加熱固化，使制得的浮力材料達(dá)到預(yù)期要求的密度，其密度偏差保持在0.02g/cm³范圍內(nèi)，以解決固體浮力材料在撞擊時(shí)容易產(chǎn)生破壞的難題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種聚氨酯浮力材料及其制造方法，所述制造方法利用異氰酸酯預(yù)聚體、聚合物多元醇、擴(kuò)鏈劑、硅烷偶聯(lián)劑、中空玻璃微球進(jìn)行預(yù)混合，投入擠出機(jī)中，在加熱狀態(tài)下混合15分鐘，至物料混合均勻，置于一個(gè)模具中，經(jīng)振動(dòng)棒震蕩消泡，將模具密封后，室溫固化成型，脫模后，經(jīng)后固化制得聚氨酯浮力材料

具體的，聚氨酯浮力材料，包括下列重量份數(shù)的組分：

異氰酸酯預(yù)聚體100份，聚合物多元醇40-60份，擴(kuò)鏈劑20-30份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，中空玻璃微球65-80份。

異氰酸酯預(yù)聚體的制備方法是：聚醚多元醇經(jīng)脫水處理后，與異氰酸酯在80±2℃下反應(yīng)至少4小時(shí)，NCO含量在12～15%。

異氰酸酯預(yù)聚體中聚醚多元醇與異氰酸酯的重量比是：1.5-2:1。

聚醚多元醇為分子量在500～1000，官能度在2～4的聚醚多元醇中的一種或一種以上組成；

異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、多亞甲基多苯基多異氰酸酯（PAPI）、異佛爾酮二異氰酸酯（PAPI）中的一種或一種以上組成；

所述聚合物多元醇，其特征在于：聚合物多元醇為分子量在200～600，官能度在2～4的聚合物多元醇中的一種或一種以上組成；

所述擴(kuò)鏈劑，其特征在于：擴(kuò)鏈劑為3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N'-二烷基甲基二胺、1,4-丁二醇、三乙醇胺、二乙醇胺、三異丙醇胺中的一種或一種以上組成；

所述硅烷偶聯(lián)劑，其特征在于：硅烷偶聯(lián)劑為：3-（2，3-環(huán)氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH560）、3-氨丙基三甲氧基硅烷（KH550）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）中的一種或一種以上組成；

所述中空玻璃微球，其特征在于：所述的空心玻璃微球包括：美國(guó)3M 公司空心玻璃微球，密度范圍0.125-0.60g/cm³、蚌埠玻璃鋼工業(yè)設(shè)計(jì)研究院空心玻璃微球，密度范圍0.22-0.51g/cm³、馬鞍山礦山研究院空心玻璃微球，密度范圍0.15-0.60g/cm³。

制備權(quán)所述的聚氨酯浮力材料的方法，包括下列步驟：

（1）按預(yù)期設(shè)定的密度，對(duì)粒徑20-140μm的中空玻璃微球和粒徑為60-325μm的中空玻璃微球進(jìn)行篩選，所選用玻璃微球的密度為浮力材料密度的40%~60%；根據(jù)中空玻璃微球的粒徑進(jìn)行比例搭配，其比例為1~2:1（質(zhì)量比）；

（2）將異氰酸酯預(yù)聚體和聚合物多元醇、擴(kuò)鏈劑、硅烷偶聯(lián)劑混合，并加入級(jí)配后的中空玻璃微球預(yù)混；

（3）投入擠出機(jī)中，在120±5℃下混合15分鐘，至物料混合均勻；

（4）將混合料擠入一個(gè)模具中，用振動(dòng)棒震蕩消泡，并將模具密封加固，室溫固化成型；脫模后，經(jīng)后固化得到聚氨酯浮力材料。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明制備的聚氨酯浮力材料可以耐3000m以內(nèi)的水深壓力，而且制得的浮力材料達(dá)到預(yù)期要求的密度，其密度偏差保持在0.02g/cm³ 范圍內(nèi)，解決了固體浮力材料在撞擊時(shí)容易產(chǎn)生破壞的難題。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：