[发明专利]聚氨酯弹性体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法和应用，特别涉及一种不需使用金属催化剂的聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

在传统的聚氨酯弹性体反应体系中，金属催化剂的加入有助于促进异氰酸酯成分和与异氰酸酯成分反应的成分之间的发泡反应和凝胶反应。例如，CN1549835A提供了一种聚氨酯弹性体，制备该聚氨酯弹性体的成分中至少包含一种有机钛和/或锆化合物、一种有机羧酸锂盐、任选附加地一种有机酸铋盐作为催化剂。又如，CN1884334A提供了一种聚氨酯弹性体，制备该聚氨酯弹性体的成分中至少包含一种有机钛化合物、一种有机锌化合物、任选地一种或多种有机铋酸盐作为催化剂。

金属催化剂在异氰酸酯成分和与异氰酸酯成分反应的成分之间的反应中充当路易斯酸。一定量的金属催化剂将有利于促进发泡反应中的泡沫开孔，更多量的金属催化剂将阻止泡沫开孔，使泡沫将逐渐变得紧密。如果金属催化剂的量继续增加，那么泡沫会严重收缩，从而加速凝胶反应。

通常认为，如果反应的成分中不使用金属催化剂，则发泡反应与凝胶反应无法达到催化平衡。当发泡反应中气泡扩张的动力超过聚合物母体的抗张强度时，泡沫会产生裂缝。

另外，在聚氨酯弹性体的制备过程中，高用量的金属催化剂能够加快聚合反应并提高后熟化的速率，从而缩短脱模时间。此外，金属催化剂的用量会影响到反应的乳白时间，而乳白时间的长短将直接影响制备过程中反应原料的流动性以及合模过程中的工艺参数。

然而，在聚氨酯弹性体的制备过程中所使用的金属催化剂会对环境造成污染，损害生产操作人员的健康，而且，残留在聚氨酯弹性体产品中的金属催化剂可能会对使用者的健康造成损害。

为了减少污染、保护生产操作人员及使用者的健康，开发一种不含金属催化剂的聚氨酯弹性体，并维持其良好的物理性能，越来越成为业界的渴求。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种聚氨酯弹性体。

本发明提供的聚氨酯弹性体，为包括下列反应成分的反应产物：

A)异氰酸酯成分，该异氰酸酯成分包含3～24wt.％NCO的异氰酸酯封端预聚物，以成分A的重量按100wt.％计；和

B)与异氰酸酯成分反应的成分，该成分包含

a)20～85wt.％的一种或多种聚醚多元醇，以成分B的重量按100wt.％计；所述聚醚多元醇的平均分子量为1000～6000，平均官能度为2～6；所述聚醚多元醇至少以25wt.％环氧乙烷封端，以成分a的重量按100wt.％计；

b)5～70wt.％的一种或多种聚合物多元醇，以成分B的重量按100wt.％计；所述聚合物多元醇包含10～60wt.％丙烯腈-苯乙烯共聚物，以成分b的重量按100wt.％计；

c)6～18wt.％的一种或多种扩链剂和/或0.1～3wt.％的交联剂，以成分B的重量按100wt.％计；所述扩链剂和交联剂的平均分子量分别为62～499，平均官能度分别为2～6；

d)0.1～2.6wt.％的一种或多种胺类催化剂，以成分B的重量按100wt.％计；和

e)0.3～1.2wt.％的水，以成分B的重量按100wt.％计；所述成分A的用量为40～100wt.％，以成分B的重量按100wt.％计。

本发明的另一目的，在于提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，包括步骤：使成分A和成分B反应

A)异氰酸酯成分，该异氰酸酯成分包含3～24wt.％NCO的异氰酸酯封端预聚物，以成分A的重量按100wt.％计；和

B)与异氰酸酯成分反应的成分，该成分包含

a)20～85wt.％的一种或多种聚醚多元醇，以成分B的重量按100wt.％计；所述聚醚多元醇的平均分子量为1000～6000，平均官能度为2～6；所述聚醚多元醇至少以25wt.％环氧乙烷封端，以成分a的重量按100wt.％计；

b)5～70wt.％的一种或多种聚合物多元醇，以成分B的重量按100wt.％计；所述聚合物多元醇包含10～60wt.％丙烯腈-苯乙烯共聚物，以成分b的重量按100wt.％计；

c)6～18wt.％的一种或多种扩链剂和/或0.1～3wt.％的交联剂，以成分B的重量按100wt.％计；所述扩链剂和交联剂的平均分子量分别为62～499，平均官能度分别为2～6；

d)0.1～2.6wt.％的一种或多种胺类催化剂，以成分B的重量按100wt.％计；和

e)0.3～1.2wt.％的水，以成分B的重量按100wt.％计；