[發明專利]一種耐低溫聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 202010116885.7
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111205426B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 吳超群
• 申請（專利權）人: 山東精工密封技術有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/42;C08G18/12;C08G18/32;C08K9/10;C08K3/22
• 代理公司: 廣州天河萬研知識產權代理事務所(普通合伙) 44418
• 代理人: 陳軒;劉茂龍

本發明公開了一種耐低溫聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：聚己內酯二醇和端羥基聚烯丙基縮水甘油醚?聚丁二醇?聚烯丙基縮水甘油醚三嵌段共聚醚混合真空脫水；將二異氰酸酯與用氫氧化鐵改性的納米氧化鈦在超聲波下混合，加入大分子二元醇反應得到預聚體；在預聚體中加入小分子二元醇、催化劑和添加劑，混合均勻后倒入模具中固化處理，得到耐低溫聚氨酯彈性體。本發明以兩種大分子二元醇混合作為軟段，以氫氧化鐵對納米二氧化鈦表面進行包覆，能夠增強二氧化鈦與聚氨酯的反應性，最終得到的聚氨酯彈性體具有優異的力學性能和耐低溫性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種耐低溫聚氨酯彈性體的制備方法。

背景技術

聚氨酯(聚氨基甲酸酯)是指在高分子的主鏈上含有重復的氨基甲酸酯鍵結構單元(—NH—COO—)的聚合物，氨基甲酸酯一般是由二元或多元異氰酸酯與二元或多元醇反應得到的。熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)主鏈是由柔性軟段和剛性硬段交替組成的嵌段聚合物，軟段由多元醇組成，硬段由異氰酸酯和擴鏈劑組成，其中軟段呈現橡膠態，提供彈性、韌性，硬段呈現玻璃態或半晶態，提供硬度、模量和高溫性能。TPU軟硬段之間以及硬段自身可以形成大量氫鍵，鏈段有序排列產生結晶等導致鏈段內部容易產生微相分離，使聚氨酯材料具有良好的耐磨性、耐低溫性和力學性能。由于其優異的力學性能和良好的加工性能，使得TPU在國民經濟中具有廣泛的用途。

TPU中軟鏈段占比50％～90％，其對制品的耐低溫性與力學性能有著更為顯著的影響，所以掌握軟段結構與制品性能間的關系對于TPU的開發與應用至關重要。傳統的聚氨酯以端羥基聚酯和端羥基聚醚為軟段。一般認為，由于聚酯分子中含有極性較大的酯基，易使軟、硬段之間形成氫鍵從而增大兩相的相容性，因而聚酯型TPU具有更高的強度、耐磨及耐油性，但其耐水解與耐低溫性能相對較差，在低溫環境下物性急劇下降；而聚醚型TPU由于含有較易旋轉的醚鍵，因此具有更優的柔軟性，但是其機械性能較差，尤其是低溫下的機械性能。因此目前并沒有一種制備方法能夠同時提高熱塑性聚氨酯在低溫時的柔韌性和機械性能。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種耐低溫聚氨酯彈性體的制備方法。

一種耐低溫聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：

1)將大分子二元醇混合物在90-100℃下真空脫水，形成A組分，其中大分子多元醇混合物為聚己內酯二醇和端羥基聚烯丙基縮水甘油醚-聚丁二醇-聚烯丙基縮水甘油醚三嵌段共聚醚按照重量比1:5-5:1混合；

2)將二異氰酸酯與用氫氧化鐵改性的納米氧化鈦在超聲波處理下混合均勻，加熱至50-60℃，加入A組分后緩慢升溫至80-90℃，保溫反應1-2h后得到預聚體；

3)在預聚體中加入小分子二元醇、催化劑和添加劑，混合均勻后倒入模具中在40-60℃固化處理，得到耐低溫聚氨酯彈性體。

優選的，步驟1)中所述聚己內酯二醇和端羥基聚烯丙基縮水甘油醚-聚丁二醇-聚烯丙基縮水甘油醚三嵌段共聚醚.的重量比為1:1-3:1。

優選的，步驟1)所述大分子多元醇混合物的平均分子量為5000-10000g/moL。

優選的，步驟1)所述聚己內酯二醇的分子量為1500-2500g/moL。

優選的，步驟2)所述A組分與異氰酸酯的摩爾比是0.5:1-1:1。

優選的，步驟2)所述氫氧化鐵改性納米氧化鈦的方法為：將納米級二氧化鈦配成體積分數為0.3％的懸浮液，然后加入氫氧化鈉控制懸浮液的pH為8-9，滴加氯化鐵溶液，反應結束后經離心分離，水洗、醇洗，干燥得到改性的納米二氧化鈦。

優選的，步驟2)中所述氫氧化鐵改性的納米氧化鈦與A組分的質量之比為1-2:100。

優選的，步驟3)所述小分子二元醇的分子量為70-150g/moL。