[发明专利]含氮复合物改性的聚氨酯多元醇及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及改性聚酯多元醇及其制备方法和应用，尤其是在聚氨酯防护鞋底上的应用。

背景技术

聚酯多元醇与二元或多元有机异氰酸酯反应，可生成主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物，即聚氨酯。聚氨酯可广泛运用于建筑、汽车、轻工、纺织、石化等众多领域，20世纪70年代开始，聚氨酯被用作鞋底材料，相比于其它鞋用材料(橡胶、PVC、TPR)，具有质量轻、弹性好、耐油、耐磨性高等特点，同时兼具经济、环保、耐用、舒适、美观等优势，日益受到消费者的青睐。近年来，安全生产受到国家和企业的日益重视，个人防护用品的市场也随之蓬勃的发展。防护类鞋，一般是指在特定工作场合穿着，用于保护穿着者脚部及腿部免受可预见性伤害的鞋类，是个人防护用品的一大类。聚氨酯防护鞋底具有耐油、防砸防刺穿、耐磨、耐酸碱、绝缘、防水、轻便等优点，重量仅为橡胶底的50％～60％，并且耐磨性比普通橡胶底高2～3倍。

目前，常规的聚氨酯防护鞋底，为大底和中底的复合物。用户普遍反映聚氨酯防护鞋底在使用过程中容易出现开胶、脱底等质量问题，为安全使用带来了隐患。究其原因主要在于聚氨酯防护鞋的大底和中底的剥离强度较低，市场上的聚氨酯防护鞋的大底和中底的剥离强度为3.5～4.0kN/m，无法保障在使用过程中不开胶、不脱底，这一问题降低了聚氨酯防护鞋的使用寿命，阻碍了聚氨酯防护鞋应用领域的拓展，同时阻碍了聚氨酯行业的发展。此外，防护鞋鞋底生产过程中需要消耗一定量的催化剂，一般每10kg的聚氨酯树脂原料中需要加入0.057kg的催化剂，大量的催化剂的消耗给生产厂商带来了成本上的压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含氮复合物改性的聚酯多元醇及制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所述的含氮复合物改性的聚酯多元醇，为二元醇、二元酸和含氮复合物在催化剂钛酸四异丙酯存在下的反应产物，重均分子量为1800～2200；

所述的二元醇选自乙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1，6-己二醇、多羟甲基丙烷或油中的一种以上；

优选的，采用乙二醇与二乙二醇的混合物，重量比为：乙二醇∶二乙二醇＝0.6～1.6∶1；

所述的二元酸是己二酸、癸二酸、戊二酸、壬二酸、十二碳二酸或二聚酸中的一种或几种混合物；

所述的含氮复合物为二苯基双胍和N，N-双(2-羟丙基)苯胺组成的混合物，重量比为：二苯基双胍∶N，N-双(2-羟丙基)苯胺＝0.8～1.2∶1；

所述二苯基双胍可采用申请号为92102352.9的中国专利报导的方法制备；

所述N，N-双(2-羟丙基)苯胺的制备方法，可参见《聚氨酯工业》1999年第14卷第4期47～49页“N，N-双(2-羟丙基)苯胺的合成”文献报导的方法；

所述的含氮复合物改性的聚酯多元醇的制备方法，包括如下步骤：

将所述的二元醇、所述的二元酸和所述的含氮复合物在氮气保护和催化剂钛酸四异丙酯存在下，在140～180℃进行酯化反应，反应至酸值约为35～45mgKOH/g，同时蒸馏除去生成的水，然后在220～240℃，进行缩聚反应，同时蒸馏除去生成的水，反应至所获得的含氮复合物改性的聚酯多元醇的重均分子量为1800～2200；

各个组分的重量份数如下：

优选的，各个组分的重量份数如下：

所述的含氮复合物改性的聚酯多元醇，可用于制备聚氨酯防护鞋底，应用方法，包括如下步骤：

(1)将所述含氮复合物改性的聚酯多元醇与常规聚酯多元醇、催化剂、有机硅匀泡剂、扩链剂混合，获得聚氨酯树脂A1组分，各组分的重量份数如下：

优选的，组分的重量份数为：

将所述含氮复合物改性的聚酯多元醇与常规聚酯多元醇、催化剂、发泡剂、有机硅匀泡剂、扩链剂混合，获得聚氨酯树脂A2组分，各组分的重量份数如下：

优选的，组分的重量份数为：

所述的催化剂为三乙烯二胺、二甲基乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、四甲基二亚乙基三胺中的一种或者多种混合物；

所述的扩链剂为乙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、1，6-己二醇、1，4-二羟乙基苯二醚(HQEE)、甘油、三羟甲基丁酸或季戊四醇中的一种或多种混合物。