[發明專利]一種熱交聯型熱塑型聚氨酯彈性體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811566822.0
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109535380B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 吳斌;黃樂;王培杰
• 申請（專利權）人: 廣州機械科學研究院有限公司
• 主分類號: C08G18/69
• 分類號: C08G18/69;C08G18/32
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發明屬于高分子材料技術領域，公開了一種熱交聯型熱塑型聚氨酯彈性體及其制備方法和應用。該熱交聯型熱塑型聚氨酯彈性體由包括以下摩爾份數的組分制得：端羥基順丁橡膠1.0份、對苯二異氰酸酯2.2～8.8份、對苯二甲醇1.1～7.5份和雙叔丁基過氧化二異丙苯0.003～0.025份。本發明的熱交聯型熱塑型聚氨酯彈性體采用預聚體法，將端羥基順丁橡膠與對苯二異氰酸酯反應制得預聚體，加入硫化助劑雙叔丁基過氧化二異丙苯，然后將含有硫化助劑的預聚體與對苯二甲醇混合后，經熟化，制成熱交聯型熱塑性聚氨酯彈性體。本發明的聚氨酯彈性體具有優異的耐低溫性能、耐高溫性能、力學性能和耐油性能，可用于制備油管、液壓和氣動密封件產品。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種熱交聯型熱塑型聚氨酯彈性體及其制備方法和應用。

背景技術

聚氨酯彈性體是一種介于橡膠與塑料之間的材料，具有硬度范圍寬、彈性好、耐磨、機械強度高以及耐油等優點。聚氨酯材料通常分為聚醚型和聚酯型，聚醚型具有優異的低溫性能，但是耐高溫和耐油性能較差；聚酯型聚氨酯彈性體具有優異的耐高溫性能和耐油性能，但是不耐低溫，在低溫下彈性差；且這兩種類型的聚氨酯彈性體都存在著高溫壓縮永久變形率大的缺點。順丁橡膠雖然具有較好的耐低溫性能，通常耐熱、耐油性、力學性能較差，無法滿足交替高低溫及和油介質同時存在的應用工況。端羥基丁二烯(HTPB)和端羥基丁腈橡膠(HTBN)通常用于聚氨酯彈性體改性，與聚醚二醇、有機硅二醇、環氧樹脂等進行共混改性，作為聚氨酯的軟段，通常用于制備涂料、火箭推進劑、低硬度膠輥等。

專利CN201510892805公開了一種硫醇改性聚氨酯樹脂的合成方法，所述方法包括以下步驟：將100g HTPB于100℃抽真空2～4小時，降溫至50℃，加入29g異氰酸酯(HDI)，待反應溫度恒定后升溫至85℃，反應2.5～3.5小時，直至異氰酸基(NCO)含量達到設計值時停止加熱，再加入3.9g甲基丙烯酸羥丙酯、1.2g巰基乙醇和2.1g 16-巰基十六烷-1-醇混合均勻后，在70℃反應2.5～3.5小時，得到硫醇改性聚氨酯樹脂。該專利只公布了合成方法，并未對硫醇改性聚氨酯樹脂的性能進行表征。事實上，從合成過程及原料可以推斷，該專利涉及是一種含有硫醇擴鏈的聚氨酯混煉膠生膠的合成方法。

專利CN201711335922公開了一種印刷膠輥用超低硬度聚氨酯橡膠材料及其制備方法，以分子量4000左右的端羥基聚丁二烯大分子多元醇(HTPB)為聚氨酯橡膠材料的主體材料，以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為聚氨酯橡膠材料中的交聯劑，以分子量2000左右的端羥基聚丁二烯(HTPB)和二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)為聚氨酯橡膠材料的擴鏈劑，通過預聚體法制作不同性能的印刷膠輥用超低硬度聚氨酯橡膠材料，該聚氨酯橡膠材料具備超低的邵A硬度和良好的回彈性。該專利追求的是一種超低硬度的硬段交聯型澆注聚氨酯彈性體，采用非對稱的二異氰酸酯和雜化的擴鏈劑，且軟段沒有進行交聯處理，會導致制備得到的聚氨酯橡膠材料力學性能差，耐高溫性能差，不耐溶脹。

專利CN201610459034公開了一種聚氨酯彈性體材料的制備方法，將端羥基的丁二烯-丙烯腈共聚物(HTBN)放入四口燒瓶中，于真空條件下在100～110℃除水2～3小時；待溫度降到室溫，再加入異氰酸酯，并在氮氣氣氛下反應2～3小時；待溫度再次降到室溫時，加入擴鏈劑，并于60～70℃反應1～2小時；在反應結束后將所得材料放入模具中，熱壓成型后放到90～100℃的烘箱中固化20～24小時，得到所述聚氨酯彈性體材料。根據該方法所制備的聚氨酯彈性體材料具有很高的介電常數和力學性能，但耐介質性能和耐低溫性能較差。