[發明專利]一種耐熱性聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 202010116891.2
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111187508B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 吳超群
• 申請（專利權）人: 江蘇臥爾康家居用品有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08K7/26;C08K9/02;C08K3/34;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/48
• 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: 劉強;陳軒

本發明公開一種耐熱性聚氨酯彈性體的制備方法，步驟如下：聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇脫水，形成A組分；二異氰酸酯與A組分反應得聚氨酯預聚體；將聚氧化丙烯三醇和硅藻土粉末球磨，得兩者的復合物；碳化硅粉體電鍍處理表面附著一層鎳和鉻；將聚氨酯預聚體、改性后的碳化硅和聚氧化丙烯三醇/硅藻土復合物混合，固化得到耐熱性聚氨酯彈性體。本發明先以聚氧化丙烯三醇與硅藻土球磨混合得到復合物，聚氧化丙烯三醇能夠撐開硅藻土片層之間的間距，使得聚氨酯分子鏈很好的插入片層中，提高聚氨酯彈性體的力學性能和耐熱性；采用電鍍的方法在碳化硅表面附著一層鎳和鉻，碳化硅很好的分散在聚氨酯中，加入鎳和鉻能夠增強聚氨酯彈性體的耐熱性。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種耐熱性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、耐熱性性和力學性能。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。

聚氨酯彈性體是介于橡膠到塑料的一類高分子材料，具有良好的機械性、耐磨性、耐疲勞性和耐油性，用途廣泛，但是其內生熱大，不耐高溫、易燃、表面性能差，因而限制了其在某些領域的應用。目前通常采用對聚氨酯彈性體改性的方法提高其耐熱性能，主要有有機硅改性、無機填料改性、交聯改性等。無機填料由于價格低廉，通常在聚氨酯彈性體制備過程中加入提高耐熱性，但是目前通常的加入方法有兩種，一種是直接將聚氨酯彈性體、無機填料和其他助劑混合反應(如專利申請號201810490242.1)；另一種是將聚氨酯預聚體與無機填料等其他助劑混合反應(如專利申請號201410230109.4)；這兩種方法都存在一個劣勢：無機填料無法很好的分散在聚氨酯材料中，使得聚氨酯彈性體的力學性能減弱。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種耐熱性聚氨酯彈性體的制備方法。

一種耐熱性聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：

1)將聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇混合在90-100℃下真空脫水，形成A組分，其中聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇的質量比1～1.5:1；將二異氰酸酯與A組分在溫度為80-90℃下保溫反應1-2h后得到聚氨酯預聚體；

2)將聚氧化丙烯三醇和硅藻土粉末混合，用球磨機干法球磨，得到聚氧化丙烯三醇/硅藻土復合物；

3)碳化硅粉體經過粗化、活化處理后烘干，然后進行電鍍處理，其中電鍍液為氯化鎳和氯化鉻的混合溶液，絡合劑為蘋果酸，電鍍完成之后，過濾粉體，清洗烘干得到改性后的碳化硅；

4)將聚氨酯預聚體、改性后的碳化硅和聚氧化丙烯三醇/硅藻土復合物混合，加入固化劑，混合均勻后澆注在模具中，真空脫泡，烘干得到耐熱性聚氨酯彈性體。

優選的，步驟1)中所述聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇的質量比為1:1。

優選的，步驟1)所述聚氧化丙烯三醇分子量為5000g/moL。

優選的，步驟1)所述聚氧化丙烯二醇分子量為2500g/moL。

優選的，步驟1)所述A組分與異氰酸酯的摩爾比是0.5:1-0.8:1。

優選的，步驟2)所述聚氧化丙烯三醇和硅藻土的質量比為2：0.3～1:0.1。

優選的，步驟1)和步驟2)中所述聚氧化丙烯三醇的加入量之比為5:3。