[发明专利]一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯材料制备方法，特别是涉及一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法。

背景技术

聚氨酯材料是一类具有优异的高弹、耐磨、耐油、抗撕裂、耐老化、耐化学品性及粘合性能等的弹性材料，可用作阻尼材料、弹性材料、耐磨材料、密封材料、防腐材料、医用材料、运动材料及粘结材料等。

聚氨酯大分子链单元结构为氨基甲酸酯，是由异氰酸酯官能团-N=C=O和羟基-OH反应生成的，其制备反应：

     二异氰酸酯 + 多元醇 → 聚氨基甲酸酯 + 扩链剂 → 聚氨酯

即通过二异氰酸酯与多元醇（聚醚多元醇或聚酯多元醇）反应而得，又分别称之聚醚（型）聚氨酯和聚酯（型）聚氨酯。根据材料应用目的不同再用扩链剂（小分子胺类或醇类）进行交联。

聚醚聚氨酯相对于聚酯聚氨酯的弹性、柔软性、耐水性、耐酸碱性好；聚酯聚氨酯则比聚醚聚氨酯机械强度高、耐光性好，亲水性好。

聚醚-聚酯聚氨酯材料会兼具两者的特性，但遗憾的是聚醚多元醇和聚酯多元醇组成结构及极性、反应活性大不相同，相容性很差；即使制得了聚氨酯，其材料性能也很差。作为制备聚醚-聚酯聚氨酯的原料，简单地一起使用是很难将两者混合均匀的，所制备的聚醚-聚酯聚氨酯的性能很差，且质量不稳定。

CN00814236.X公开了一种“聚醚-聚酯嵌段共聚物”，即通过使用多金属氰化物催化剂，将烯化氧加成到聚酯醇上制备了聚醚-聚酯嵌段共聚物。该共聚物可以单独或与聚醚和聚酯共同使用，与异氰酸酯反应制备聚醚-聚酯聚氨酯。CN200580004292.5公开了一种“嵌段共聚醚酯弹性体及其制备方法”，涉及一种用于制备包括聚酯硬嵌段和聚（氧化烯烃）多元醇软嵌段的嵌段共聚醚酯弹性体的方法，其中，将至少一种芳族二元羧酸或其成酯衍生物、至少一个亚烷基二醇和包括用氧化乙烯封端的聚（氧化丙烯）的聚（氧化烯烃）多元醇进行酯化，其核心是将聚醚酯化，以解决聚醚-聚酯的相容性问题。CN200810018823.1公开了“一种从聚酯预聚物和聚醚预聚物制备嵌段聚酯聚醚共聚物的方法”，具体方法是：在惰性气氛或真空下将聚酯预聚物和聚醚预聚物熔融，均匀混合后，将预聚物混合物进行结晶处理；随后将结晶处理后的预聚物混合物，在惰性气氛或真空下，在低于预聚物混合物的熔点但高于预聚物混合物的玻璃化转变温度的温度下进行固相聚合得到嵌段聚酯聚醚共聚物。

其它EP0196458 (A2)、US4687835A、US5122303A、US4205158A、US4562232 A、US 5145944 A、US6753402A、US 6211249A等诸多专利，及DuPont公司商品化的Hytrel等产品，均是从聚酯聚醚共聚物多元醇入手，解决了聚醚多元醇和聚酯多元醇的不相容的问题，但此类技术途径须使多元醇大分子链上同时具有醚和酯的单元结构，其合成工艺比较繁琐，反应条件苛刻，还需一些特殊的化合物（如其它反应物及催化剂等），同时制备成本也大幅提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法，分别用市售常用的聚醚多元醇和聚酯多元醇与二异氰酸酯制备预设的异氰酸根含量的聚醚和聚酯预聚体，然后按比例混合两类预聚体，再用扩链剂交联制备新型聚醚-聚酯聚氨酯，达到工艺简单、稳定，可重复性好，产品性能可调，且生产成本低、易工业化生产的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法，为两步法制备聚醚-聚酯聚氨酯材料的方法，该制备方法包括如下过程：首先进行聚醚预聚体制备，再进行聚酯预聚体制备，然后进行聚醚聚酯混合预聚体制备，最后制备聚醚-聚酯聚氨酯；即，用聚醚多元醇和聚酯多元醇与二异氰酸酯制备聚醚和聚酯预聚体，然后按比例混合两类预聚体，再用扩链剂交联制备新型聚醚-聚酯聚氨酯。

所述的一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法，其所述的聚醚多元醇是聚丙二醇（PPG）、共聚二醇、聚四氢呋喃二醇（PTMG）、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇（PTHFG-POG）、聚四氢呋喃多元醇（PTMEO）中的一种。

所述的一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法，其所述的聚酯多元醇是聚已二酸乙二醇酯（PEA）、聚已二酸丁二醇酯（PBA）、聚已二酸乙二丙二醇酯（PEPA）、聚ε－已内酯二醇（PCL）、聚碳酸酯二醇（PHC）、苯酐聚酯多元醇、无规共聚酯中的一种。