[發明專利]一種穩定NDI預聚體的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910556614.0
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110437422B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 袁軍;王功海;彭威;周軍
• 申請（專利權）人: 廣東元星工業新材料有限公司
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/76;C08G18/48;C08G18/10;C08G18/32
• 代理公司: 佛山東平知識產權事務所(普通合伙) 44307
• 代理人: 黃紹彬

本發明公開了一種穩定NDI預聚體的制備方法和應用，其特征在于，它是將NDI粉末一次性加入到部分低聚物多元醇中，待溶解完全后分批加入余下的低聚物多元醇，反應得到NDI初級預聚體P；接著采用封閉劑對初級預聚體P進行封閉化處理得到封閉型預聚體F。本發明采用分批投料的方法減少了大分子化合物的比例，提高了分子結構的規整性，從而降低了NDI初級預聚體的粘度；對NDI初級預聚體進行封閉處理后，從源頭上解決了NDI預聚體不穩定的原因，從而提高了NDI預聚體的儲存穩定性，尤其是高溫下的儲存穩定性。由該預聚體制備的聚氨酯彈性體具有非常好的微相分離程度，力學強度好。

技術領域

本發明涉及聚氨酯彈性體技術領域，特別涉及一種穩定NDI預聚體及其制備方法和應用。

背景技術

聚氨酯彈性體是一種硬度可調的特種高分子合成材料。具有優良的耐磨性、良好的物理機械性能以及耐介質、耐臭氧等性能，因而廣泛的應用于滾輪、密封件等領域。1,5-萘二異氰酸酯(NDI)由于分子結構的對稱性以及剛性，制備出來的聚氨酯彈性體具有優異的動態性能和耐磨性，且機械強度高、阻尼小、回彈性高、內生熱少，可應用于高動態載荷和耐熱場合。但NDI活性大，合成出來的預聚體穩定性極差，一般生產過程中需要在30分鐘內使用完畢，否則會造成NCO含量下降、物料粘度增大、性能下降等。

CN106414539A、CN103608374B等專利中公布了采用快速冷卻制備 NDI預聚體的方法，該預聚體能夠在室溫下穩定儲存6個月，但其生產工藝復雜、成本高。CN106632980A專利中公布了采用不含催化劑的聚酯多元醇、合成過程中加入適量的抗氧劑等方法制備室溫儲存6個月后NCO 含量穩定的NDI-聚酯預聚體，但是其原材料使用范圍較窄，制品的耐水解能力較差。CN105837788A專利中公布了采用十六烷醇降低NDI的反應活性、加入蠟降低預聚體粘度和剪切力等方法制備能室溫儲存6個月的 NDI預聚體，但其工藝過程是中NDI需要高溫熔化，而NDI采用高溫熔化的過程中很容易發生變質，極易造成生產過程的不穩定。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術之不足，提供的一種穩定NDI預聚體及其制備方法和應用。

本發明是采用如下技術解決方案來實現上述目的：一種穩定NDI預聚體的制備方法，它是通過降低反應過程放熱、減少副反應，然后通過封閉劑對具有反應活性的NCO基團進行封閉化處理，從而達到穩定儲存的目的。

其步驟包括：所述NDI初級預聚體制備工藝是將NDI粉末一次性投入干燥的部分低聚物多元醇中，待NDI溶解完全后，分批加入余下的低聚物多元醇，繼續反應15-25min后得到端NCO基的NDI初級預聚體P。

所述低聚物多元醇是官能度大于等于2的聚合物多元醇，包括己二酸系聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯二元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚四氫呋喃二元醇中的至少一種；優選聚己內酯多元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氫呋喃二元醇。

所述低聚物多元醇的分子量為500-3000，優選分子量650-2000。

進一步地，NDI初級預聚體封閉工藝是在初級預聚體P中加入封閉劑，得到封閉型NDI預聚體F。

所述封閉劑是含有活性氫的小分子化合物；優選單羥基小分子化合物。

所述的封閉劑羥基與NDI初級預聚體NCO基團物質的量比為1-1.1： 1。

一種穩定NDI預聚體的應用，它用于制備聚氨酯彈性體，將封閉型NDI 預聚體F加熱至100-120℃，加入化學計算量的小分子擴鏈交聯劑并攪拌均勻，澆注到預熱好的模具中，硫化處理得到聚氨酯彈性體。

所述的小分子擴鏈交聯劑包括小分子二醇、小分子三醇、醇胺和芳香族二胺中的至少一種；優選小分子二醇和芳香族二胺。