[发明专利]适于动态应用的聚氨酯脲弹性体

说明书

发明领域

本发明涉及聚氨酯脲弹性体的制备，特别是以滚塑法制备的聚氨酯脲弹性体。

发明背景

传统上聚氨酯脲辊罩是通过将活性化学成分进行混合并倒进一个内含一个金属芯的模具中来制造的。该方法在用大型辊和/或活性很强的聚合物体系时存在问题。为了解决这一困难，已开发了浇铸到旋转辊芯上时能迅速凝胶的反应体系。一层层材料堆积起来形成所需厚度的涂层，可用作辊或轮。但是，这类滚塑体系表现出两个主要缺点：(1)滚塑聚氨酯脲与金属芯的粘结常常不好，以及(2)这种弹性体辊罩的动态性能不好：在高载荷与高速下，材料经历滞后生热而熔化或爆裂。这一缺点对造纸一类领域中所用的很硬的辊罩来说，尤其突出。

业已为滚塑成型开发出基于含二异氰酸二苯甲酯(MDI)的聚氨酯树脂的商用体系。这类树脂一般都用包含一种或多种芳族多胺与一种长链多元醇的固化剂共混物进行固化。

美国专利5,039,775公开了一种生产聚脲树脂的方法，在其中使一种芳族多胺、一种专用的氨基苯甲酸酯衍生物和多异氰酸酯发生反应。

美国专利5,183,877公开了一种应用一种聚脲或聚氨酯/脲预聚物的双组分胶粘剂组合物，旨在改进与塑料和金属特别是与弹性体的粘结性。本发明的双组分胶粘剂配方包含一种多胺，特别是一种端基为氨基苯甲酸酯的聚丁二醇(AB-PTMEG)和一种芳族二胺，以及一种由AB-PTMEG与一种二异氰酸酯反应形成的端基为异氰酸酯的聚脲预聚物的混合物。

美国专利5,548,056公开了一种层压的以未处理纤维玻璃增强的聚酯基体以及一种固化的聚脲氨酯胶粘剂组合物。所述胶粘剂中的预聚物组分是多异氰酸酯与一种多元醇慢反应生成的一种反应产物。固化剂组分包含一种二元胺和，任选地，一种多元醇。实例12示意了组合使用分子量约为870的聚芳族二元胺(Polamine 650固化剂)与二烷基化二氨基苯(Unilink 4100二胺)、二甲基硫代甲苯二胺(Ethacure 300二胺)以及2-甲基-1，5-戊二胺(Dytek-A二胺)。

世界专利94/13722公开了用单核芳族二异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(TDI)和脂肪族二异氰酸酯如H12MDI制备的聚氨酯预聚物。这类预聚物能用4，4’-亚甲基-二-(3-氯-2，6-二乙基苯胺)(MCDEA)进行固化，形成一种固化的聚氨酯弹性体。专利中也公开了从TDI制备的预聚物并用2种芳族二元胺的共混物固化剂，特别是MCDEA与4，4’-亚甲基-二-(2-氯苯胺)(MBOCA)的共混物固化剂，进行固化。

Lehmann与Voss公司在小册子“Luvocure聚氨酯-Vernetzer”中说明了Luvocure MUT/HT固化剂与TDI-聚醚预聚物的反应。业已分析出Luvocure MUT/HT固化剂包含一种MCDEA与Polamine 1000固化剂的混合物以及一种二氨基苯甲酸酯聚醚。

发明概述

本发明旨在提供一种用来浇铸聚氨酯脲弹性体，特别是滚塑到旋转基体(辊芯)上去的方法，该方法包含将聚氨酯预聚物，优选一种基于TDI的预聚物、一种胺固化剂以及，任选地，一种多元醇在混合头中混合并将该混合物在浇铸模中沉积或沉积到旋转基体上去。按照本发明，用于滚塑成型的胺固化剂包含：

(a)2～45重量％的氨基苯甲酸酯官能化多元醇，

(b)55～98重量％的芳族多胺，以及

(c)每100重量份(a)和(b)中0～＜5重量份的羧酸催化剂，所述胺固化剂在与预聚物混合时所处温度足以使胺熔化。

作为本发明的另一实施方案，提供一种用于常规的，或立式的弹性体浇铸方法中的胺固化剂组合物，它包含

(a)2～45重量％的氨基苯甲酸酯官能化多元醇，

(b)55～98重量％的芳族多胺，以及

(c)每100重量份(a)和(b)中0.01～＜5重量份的羧酸催化剂。

有利地，该方法生产兼具良好的硬度，即肖氏硬度D至少为50、至少200％的高伸长率、良好的动态性能、提高的水解性以及高温稳定性等独特综合性能的浇铸弹性体。

此外，所述胺固化剂的活性使这种方法特别适合于滚塑那些能满足高速和/或高载荷应用，如辊与轮等，所必要的良好静态与动态物理性能，且与金属芯粘结良好的弹性体。

发明详述