[發明專利]一種MDI基高透明聚氨酯彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 202110508332.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113150232B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 黨海春;李振中;王國良;劉占洲;雷春興;史曉飛;覃渝捷;衛如意
• 申請（專利權）人: 太原工業學院
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/76;C08G18/32
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 張彩琴;李曉娟

本發明屬于芳香族聚氨酯彈性體的制備領域，具體是一種簡單的本體聚合法制備MDI基高透明聚氨酯彈性體的方法。在反應容器中加入大分子二元醇、小分子多元醇或大分子多元醇、以及4,4’?二苯基甲烷二異氰酸酯，制成預聚物；然后攪拌并加入擴鏈劑，待溶液粘稠澆入準備好的模具中，待凝膠時模壓硫化；最后，將模壓硫化所得產品放置烘箱里硫化，自然冷卻至室溫，取出，獲得MDI基高透明聚氨酯彈性體；所述擴鏈劑為二元醇和含雙硫鍵二元醇的混合擴鏈劑。本發明通過調控多元醇的種類和用量得到支化結構聚氨酯，再通過擴鏈劑的種類及用量控制硬段相結晶尺寸，實現透明聚氨酯彈性體的高效可控合成，從而得到MDI基高透明聚氨酯彈性體。

技術領域

本發明屬于芳香族聚氨酯彈性體的制備領域，具體是一種簡單的本體聚合法制備MDI基高透明聚氨酯彈性體的方法。

背景技術

透明聚氨酯既具有較好的光學性能，在憎水透明材料、夾層防彈玻璃、透明防護制品、眼鏡片、透明防護涂層、裝飾材料、工藝品等領域應用越來越廣泛。在聚氨酯材料中，分子的結晶現象是影響材料透明性的重要因素。根據高聚物結構理論，只有無規非晶的聚合物，才有可能是透明的，而結晶共聚物，由于總是存在晶區和非晶區，光線對這兩相的折射率不同，因此往往是不透明。聚酯聚氨酯中由于酯基極性高，易產生結晶，影響聚氨酯的透明性，而聚醚分子鏈間的相互作用力較聚酯弱，易無規隨機排列，結晶度低，透明性好，因此透明聚氨酯多采用聚醚多元醇或聚醚聚酯混合多元醇制備。對于聚氨酯材料，硬段在強極性的氨基甲酸酯基團、氫鍵以及分子間作用力的作用下，容易產生有序排列而結晶，具有明顯的微相分離結構，影響聚氨酯的透明性，且芳香族異氰酸酯合成的聚氨酯由于苯環的存在，在使用過程中會泛黃，學透明性下降。因此，芳香族異氰酸酯多用于對透明性要求不高的場合，透明聚氨酯多采用脂肪族異氰酸酯。Markf等用4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和聚乙二醇、聚丙二醇合成的芳香族聚氨酯材料其透光度僅能達到80%以上（Sonnenschein,?M.?F.;?Rondan,?N.;?Wendt,?B.?L.;?Cox,?J.?M.,?Synthesis?oftransparent?thermoplastic?polyurethane?elastomers.?2004,?42,?(2),?271-278.）。

發明內容

本發明為了解決芳香族聚氨酯的透明性較差的問題，提供了一種MDI基高透明聚氨酯彈性體的制備方法，該方法的操作簡單，周期短，效率高。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種MDI基高透明聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：

在反應容器中加入大分子二元醇、小分子多元醇或大分子多元醇、以及4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯，于70-130℃加熱條件下攪拌1-6?h，制成預聚物；然后將預聚物在70-120℃的環境下，攪拌并加入擴鏈劑，待溶液粘稠澆入準備好的模具中，待凝膠時在110-130℃模壓硫化10-60?min；最后，將模壓硫化所得產品放置100-140℃的烘箱里，后硫化4-28h，自然冷卻至室溫，取出，獲得MDI基高透明聚氨酯彈性體；所述擴鏈劑為二元醇和含雙硫鍵二元醇的混合擴鏈劑。

作為本發明技術方案的進一步改進，所述大分子二元醇的重量份數為51.6-297份，小分子多元醇的重量份數為0.046-0.67份，大分子多元醇的重量份數為0.9-5份，4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯的重量份數為50-125份，二元醇的重量份數為2.48-27份，含雙硫鍵二元醇的重量份數為9.24-43.12份。

作為本發明技術方案的進一步改進，所述大分子二元醇為數均分子量600-3000的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚丁二酸乙二醇酯二醇、聚丁二酸丁二醇酯二醇、聚己內酯二醇、聚環氧丙烷醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氫呋喃醚二醇中的一種或幾種以任意比例混合的混合物。