[發明專利]一種澆注型聚氨酯彈性體的制備工藝

有效

• 申請號: 201910898640.1
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN112538149B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉子厚;劉趙興;丁宗雷;滕向
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種澆注型聚氨酯彈性體的制備工藝，包括以下步驟：1)將異氰酸酯在叔胺類催化劑存在下與聚醚多元醇或聚酯多元醇反應，再加入有機金屬類催化劑、消泡劑，制備得到彈性體A料；2)將異氰酸酯或異氰酸酯的預聚體作為彈性體B料；3)將彈性體A、B料按1:1～3:1的質量比混合。本發明通過簡單的預聚體轉換，先將多元醇中的水分反應掉，再使彈性體A料中的OH封端預聚體、未反應的聚醚多元醇或聚酯多元醇與異氰酸酯或異氰酸酯的預聚體反應生成聚氨酯彈性體，具有工藝簡單、避免產生化學氣泡的優點，可以解決多元醇因未嚴格保存造成的水分含量高而使聚氨酯彈性體出現氣泡的問題。

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯彈性體的制備工藝，尤其涉及一種高硬度澆注型聚氨酯彈性體的制備工藝，屬于聚氨酯材料技術領域。

背景技術

聚氨酯彈性體(PUE，PolyurethaneElastomer)是一類綜合性能優良的高分子合成材料，包含有澆注型聚氨酯彈性體(CPU)、熱塑型聚氨酯彈性體(TPU)和混煉型聚氨酯彈性體(MPU)等。CPU在加工成型前為粘性液體，是以液態低聚物多元醇、異氰酸酯和小分子擴鏈劑為原料，使用液體混合澆注的加工成型方法，經擴鏈交聯反應得到固化交聯的高彈性產物。CPU成型工藝簡單，形成的彈性體分子完整程度高，最大限度發揮了聚氨酯彈性體的特點，綜合性能也優于MPU和TPU，因而成為聚氨酯彈性體中產量最大、應用范圍最廣的品種。

為提高澆注型聚氨酯彈性體的硬度、力學性能、光學穩定性等，人們對其原料的種類、分子量進行了大量充分的研究，如專利公開號為CN105037676A、CN105061719A、US5047494(A)的發明專利公開的技術方案。但由于多元醇組分容易吸水，異氰酸酯在加入反應體系時極易與多元醇中微量的水分反應生成聚脲和二氧化碳，從而導致澆注型聚氨酯材料內部發泡而影響產品整體外觀和抗撕裂性能，尤其是對透明聚氨酯彈性體的影響更加明顯，會產生肉眼可見的直徑大于1μm的氣泡，直接影響產品質量。因此，澆注型聚氨酯在成型過程中對水分要求極為嚴格。如專利公開號為CN104892882A的發明專利甚至要求聚醚水含量≦0.003％，水含量要求非常高。

然而，現有技術對于如何避免聚氨酯彈性體在成型過程中的氣泡問題研究的并不多。其中，文獻《澆注聚氨酯彈性體制品生產中的氣泡問題》(秦志燕等，聚氨酯工業,1995(2):36-38)指出減少化學氣泡的方法主要有：使用前對聚醚組分真空脫水或選擇合適的催化劑并加大用量以加快凝膠。真空脫水方案耗時較長，而且除水效果不能保證；催化劑方案以縮短操作時間為代價在氣泡產生之前實現固化成型，但下游客戶在施工過程中需要有較長的操作時間和固化時間，一方面可以實現一次混料多次施工有利于提高效率，另一方面較長的固化時間則可以使材料在成型的過程中充分釋放內應力，以提高材料力學性能。因此，鑒于目前的技術手段均不能有效解決化學氣泡的問題，本專利旨在提供一種可除去化學氣泡且對多元醇組分中水含量要求較低的澆注型聚氨酯彈性體的制備工藝。

發明內容

本發明的目的在于提供一種澆注型聚氨酯彈性體的制備工藝，該工藝在制備OH封端預聚體的過程中，多元醇中的水分會在叔胺類催化劑的作用下與異氰酸酯反應生成二氧化碳氣體并排出，因此在進一步制備彈性體時無需加壓便不容易產生氣泡，并且經過熟化后機械性能得以大幅提升，因此，本發明無需對多元醇中水分進行嚴格控制即可進行生產，具有操作簡單、不會產生氣泡的優點。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種澆注型聚氨酯彈性體的制備工藝，包括以下步驟：

1)將異氰酸酯在叔胺類催化劑存在下與聚醚多元醇或聚酯多元醇反應，再加入有機金屬類催化劑、消泡劑，制備得到彈性體A料；所述異氰酸酯的添加量為聚醚多元醇或聚酯多元醇的以質量比計5～20wt％，優選5～10wt％；

該步驟中異氰酸酯的添加量較少，主要目的是在叔胺類催化劑的作用下優先與多元醇中的水反應生成二氧化碳排出，解決彈性體出現氣泡的問題；