[发明专利]一种聚氨酯弹性体的生产方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体的生产方法及应用。

背景技术

现有的聚氨酯弹性体的生产方法是由高分子二醇和有机二异氰酸酯形成的聚氨酯预聚物与规定量的低分子二醇，以上述高分子二醇和低分子二醇的羟基总和量/上述二异氰酸酯的异氰酸基的量的摩尔比为0.95-1.05的范围的配比，在螺杆型挤出机中进行充分混合1-10分钟，并在240-270℃的温度范围内使之进行本体熔融聚合生成聚氨酯。具体过程是采用预聚物法生产工艺，将规定量的高分子二醇和有机二异氰酸酯送入高速混合机中进行充分混合；将得到的单体混合物与扩链剂小分子二醇进行反应生成聚氨酯弹性体。由于采用二步法进行，生产操作繁琐，制造成本高，设备投资大；利用该弹性体制造弹性体纤维将使产品质量不稳定，在伸长率和弹性回复率上性能不够理想。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种聚氨酯弹性体的生产方法及应用，该生产方法生产工艺简单、容易控制、制造成本低、设备投资小，利用该聚氨酯弹性体生产的的聚氨酯弹性体纤维质量稳定，在伸长率、弹性回复率和耐热性、均匀性方面性能理想。

本发明的技术解决方案为：采用

A组份：聚醚多元醇或聚酯多元醇或它们的混合物

B组份：有机二异氰酸酯

C组份：扩链剂小分子二醇

其配比满足下式：

0.98≤b/(a+c)≤1.05

式中：a-表示聚醚多元醇或聚酯多元醇或它们的混合物的摩尔数；

b-表示有机二异氰酸酯的摩尔数。

c-表示扩链剂小分子二醇(包括胺类)的摩尔数；

各组份熔融，在A组份熔融过程中加入有机锡类催化剂，所述的有机锡类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中一种或两者的混合物，混合物中二种组份的配比关系不限；有机锡类催化剂与A组份的质量比为0.01∶1000～0.5∶1000，经计量系统的精确计量在带有精确温控系统的双螺杆挤出机中充分混合3～15分钟，并在180～260℃的温度范围内进行本体聚合生成聚氨酯弹性体。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，所述的聚醚多元醇为聚四氢呋喃(PTMG)、聚环氧丙烷二醇中的一种或两者的混合物，混合物中两种组份的配比关系不限；聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中一种或任意组合的混合物，混合物中各组份配比关系不限。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，所述的有机二异氰酸酯为4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)中的一种或任意组合的混合物，混合物中各组份配比关系不限。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，所述的扩链剂小分子二醇为：乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇(BDO)、1，6-己二醇、氢醌羟乙基醚(HQEE)中一种或任意组合的混合物，混合物中各组份配比关系不限。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，所述的有机二异氰酸酯优选为4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，所述的扩链剂小分子二醇优选1，4-丁二醇(BDO)。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，A、B、C三种组份在双螺杆挤出机混合时间为11～15分钟，以延长反应时间，提高聚氨酯弹性体的物性指标。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，聚合反应温度为180～238℃，以避免因聚合反应温度过高而造成产物降解。

上述的聚氨酯弹性体的生产方法，在A组份熔融过程中加入抗氧剂、水解稳定剂、润滑剂，所述的抗氧剂、水解稳定剂、润滑剂与A组份的质量比均为0.01∶1000～0.5∶1000。以防止聚氨酯弹性体纤维老化、水解，提高在生产聚氨酯弹性体纤维过程中的加工性能。

采用上述方法生产的聚氨酯弹性体通过熔融纺丝生产聚氨酯弹性纤维。