[發(fā)明專利]高硬度聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110058162.0
• 申請日: 2021-01-16
• 公開（公告）號: CN112876642A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫立勝;傅運(yùn)軍;高鵬;柳堯輝
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺辰宇汽車部件有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/44;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/12;C08G18/54;C08K3/34;C08K3/00
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本申請涉及聚氨酯的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高硬度聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法；高硬度聚氨酯復(fù)合材料，通過預(yù)聚原料和擴(kuò)鏈原料反應(yīng)而得；所述預(yù)聚原料包括聚合物多元醇以及二異氰酸酯，所述擴(kuò)鏈原料包括擴(kuò)鏈劑以及催化劑；所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述二異氰酸酯包括二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯或?qū)Ρ蕉惽杷狨ァ８哂捕染郯滨?fù)合材料的制備方法，通過制備預(yù)聚體和擴(kuò)鏈料，之后將兩者混合并加熱反應(yīng)制得高硬度聚氨酯復(fù)合材料。本申請所制得的聚氨酯復(fù)合材料具有良好的硬度、力學(xué)強(qiáng)度以及耐磨性；其中，聚氨酯復(fù)合材料的硬度均大于88A。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及聚氨酯的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高硬度聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯又稱為聚氨基甲酸酯，是一種分子主鏈中含有氨基和甲酸酯基的聚合物；由于聚氨酯材料具有耐磨、耐油、軟硬度可調(diào)以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)異特性而廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

目前，相關(guān)技術(shù)中，聚氨酯材料通過預(yù)聚體合成以及擴(kuò)鏈反應(yīng)而值得，其硬度可以通過原料配比的調(diào)整而調(diào)節(jié)；具有較高硬度的聚氨酯材料的邵氏硬度可達(dá)到85A左右，可用于篩板、搖床、清洗管以及滑板輪等。

針對上述中的相關(guān)技術(shù)，發(fā)明人認(rèn)為相關(guān)技術(shù)中的聚氨酯材料盡管具有不錯的硬度，但是對于腳輪、托輥以及軋鋼棍等對硬度要求更高領(lǐng)域的應(yīng)用就不太適合了。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)存在的不足，為了賦予聚氨酯復(fù)合材料更高的硬度，本申請?zhí)峁┝艘环N高硬度聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法。

第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N高硬度聚氨酯復(fù)合材料，采用如下技術(shù)方案：

高硬度聚氨酯復(fù)合材料，通過預(yù)聚原料和擴(kuò)鏈原料反應(yīng)而得；所述預(yù)聚原料包括聚合物多元醇以及二異氰酸酯，所述擴(kuò)鏈原料包括擴(kuò)鏈劑以及催化劑；

所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述二異氰酸酯包括二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯或?qū)Ρ蕉惽杷狨ァ?/p>

通過采用上述技術(shù)方案，二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯以及對苯二異氰酸酯用作聚氨酯材料分子鏈的硬段部分，可以賦予所制備的聚氨酯材料較高的硬度。

可選的，所述預(yù)聚原料還包括交聯(lián)劑；所述擴(kuò)鏈原料還包括縮醛樹脂、氮化硅、陶瓷粉、脫泡劑以及抗氧化劑。

通過采用上述技術(shù)方案，交聯(lián)劑可以提高制備的聚氨酯材料的交聯(lián)程度，從而提高聚氨酯材料的力學(xué)強(qiáng)度和硬度。縮醛樹脂、氮化硅以及陶瓷粉均具有良好的硬度，有利于提高聚氨酯的力學(xué)性能。

可選的，預(yù)聚原料包括100質(zhì)量份的聚合物多元醇、100-150質(zhì)量份的二異氰酸酯以及1-3質(zhì)量份的交聯(lián)劑；所述擴(kuò)鏈原料包括18-25質(zhì)量份的擴(kuò)鏈劑、 6-12質(zhì)量份的縮醛樹脂、3-8質(zhì)量份的氮化硅、5-10質(zhì)量份的陶瓷粉、0.1-0.5 質(zhì)量份的催化劑、0.5-1質(zhì)量份的脫泡劑以及1-5質(zhì)量份的抗氧化劑。

通過采用上述技術(shù)方案，通過各原料成分的配伍，賦予聚氨酯復(fù)合材料較高的硬度，良好的耐磨性和力學(xué)強(qiáng)度。

可選的，所述聚酯多元醇包括聚碳酸亞丙酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇或聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇；所述聚醚多元醇包括聚丙二醇或聚四氫呋喃醚二醇。

通過采用上述技術(shù)方案，聚碳酸亞丙酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚己二酸-1,4- 丁二醇酯二醇、聚丙二醇及聚四氫呋喃醚二醇均能很好的參與聚氨酯的合成，保證了聚氨酯復(fù)合材料能順利合成，并具有良好的性能。

可選的，所述擴(kuò)鏈劑為3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷或1,4-丁二醇。

通過采用上述技術(shù)方案，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷及1,4-丁二醇均能很好的使擴(kuò)鏈反應(yīng)順利進(jìn)行，為聚氨酯復(fù)合材料的合成提供了保障。