[發(fā)明專利]一種可自然水解的聚氨酯彈性體材料及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010573815.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111763297B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉朝索;靳祥娟;趙朝陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海鶴城高分子科技有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/10
• 分類號(hào): C08G18/10;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;C08L75/06;C08L75/08
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋旭

本發(fā)明涉及一種可自然水解的聚氨酯彈性體材料及其制備和應(yīng)用，彈性體原料組分包括：聚氨酯預(yù)聚物100份，聚氨酯擴(kuò)鏈劑8?20份。本發(fā)明聚氨酯材料工藝簡單，操作方便，制品強(qiáng)度高，韌性好，高耐磨，高回彈；在自然水中依然有較好的力學(xué)性能，溫水中浸泡數(shù)日即可完全降解，且可根據(jù)使用壽命需求，靈活調(diào)整配方，達(dá)到不同的降解速度，直至完全降解。該方法可用于制備各種不易拆解更換的水下使用聚氨酯彈性體零件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚氨酯彈性體材料及其制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種可自然水解的聚氨酯彈性體材料及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚氨酯彈性體是含有多羥基化合物和異氰酸酯反應(yīng)而產(chǎn)生的氨基甲酸酯基團(tuán)的聚合體物質(zhì)。具有較高的強(qiáng)度、很高的伸長率和良好的耐磨性能，使其具有非常廣泛的應(yīng)用。

但在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榫郯滨椥泽w具有了很好的機(jī)械強(qiáng)度、較高的耐油耐水解性，而給部分生產(chǎn)工況造成了反面的影響。比如，在石油或泥漿輸送過程中，使用了大量的聚氨酯彈性體材料作為密封圈。這種密封圈需要有很高的機(jī)械強(qiáng)度，才可使物料正常輸送。但在使用一段時(shí)間后，因聚氨酯彈性體的機(jī)械性能也會(huì)因介質(zhì)的侵蝕而緩慢下降。性能下降到一定程度時(shí)，無法起到密封作用了，就需要更換。但在復(fù)雜的設(shè)備中，想要更換類似的密封件是比較困難的，甚至需要停產(chǎn)停工，這務(wù)必會(huì)使生產(chǎn)受到影響。

CN104558512A公開了嵌段共聚聚氨酯彈性體的制備方法，該方法中指出了添加聚己內(nèi)酯多元醇對(duì)聚氨酯彈性體在水中老化后的拉伸強(qiáng)度的影響，但并不能使聚氨酯彈性體材料完全降解于水中，無法達(dá)到本發(fā)明的試驗(yàn)結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可自然水解的聚氨酯彈性體材料及其制備和應(yīng)用，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中可自然水解聚氨酯彈性體的空缺，并且解決了現(xiàn)有上述類密封零件的更換問題。本發(fā)明材料主要由異氰酸酯、多元醇、降解劑與擴(kuò)鏈劑構(gòu)成，制備為：將70～80℃的聚氨酯預(yù)聚物組分與液態(tài)的聚氨酯擴(kuò)鏈劑組分混合，100～110℃熟化后，得到強(qiáng)度良好的、可自然水解的聚氨酯材料。

本發(fā)明提供一種聚氨酯彈性體，按重量份數(shù)，彈性體原料組分包括：聚氨酯預(yù)聚物100份，聚氨酯擴(kuò)鏈劑8-20份；

其中所述聚氨酯預(yù)聚物，以包含質(zhì)量百分比10～50％異氰酸酯、50～89％多元醇、1～5％降解劑的原料，通過聚合獲得。

所述聚氨酯預(yù)聚物中異氰酸根質(zhì)量含量為4～10％；所述聚氨酯擴(kuò)鏈劑為分子量200～300的胺類擴(kuò)鏈劑、或分子量50～150的醇類擴(kuò)鏈劑。

進(jìn)一步，所述聚氨酯擴(kuò)鏈劑為純度≧99％的胺類擴(kuò)鏈劑或水含量≦0.02％的醇類擴(kuò)鏈劑。

優(yōu)選地，所述分子量200～300的胺類擴(kuò)鏈劑為3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,5-二甲硫基甲苯二胺、4,4'-亞甲基-雙-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)中的一種或幾種；分子量50～100的醇類擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇、一縮二乙二醇、對(duì)苯二酚二羥乙基醚中的一種或兩種。

所述異氰酸酯為二異氰酸酯，分子量為100～500；多元醇的分子量為1000～2000；降解劑為COD降解劑、氨氮降解劑、有機(jī)樹脂降解劑中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯及其衍生物中的一種或兩種；多元醇為聚丙二醇、脂肪族聚酯多元醇、聚四氫呋喃多元醇中的一種或幾種；降解劑為COD降解劑SHH-002、COD降解劑SHH-004、吸水性樹脂10SH-PF、吸水性樹脂CA180N、吸水性樹脂CA300N中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述多元醇為聚丙二醇210、220中的一種或幾種；脂肪族聚酯多元醇244、218，2000EB中的一種或幾種；聚四氫呋喃1000、2000中的一種或幾種。

所述聚氨酯預(yù)聚物通過異氰酸酯、多元醇與降解劑經(jīng)過多步化學(xué)反應(yīng)緩慢聚合而成。