[发明专利]一种聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

高硬度聚氨酯弹性体（邵D硬度大于70）广泛用于制作压力辊、轴承、齿轮、冲压模、保龄球等。如果用高硬度聚氨酯弹性体代替金属作各种胶辊的内芯，可减轻胶辊的重量，节能降噪，国外已有比较广泛的应用。但目前国内高硬度聚氨酯弹性体的应用还相当有限。高硬度聚氨酯弹性体的制备主要采用预聚法，通过提高硬段含量的方法来提高弹性体硬度。对预聚法来说，提高硬段含量即必须增加异氰酸酯及扩链剂的用量，一般来说高硬度聚氨酯弹性体系的预聚体具有较高的NCO含量。而NCO含量越高，预聚体扩链时的凝胶时间越短。试验表明，一般情况下，要制备邵D硬度大于70的聚氨酯弹性体，NCO质量分数应高于10%，而这种高NCO含量体系的凝胶时间小于1min。即使采用低游离TDI技术，也只能使凝胶时间延长至3.5min。这种方法制备高硬度聚氨酯弹性体，由于凝胶时间短，无法采用手工浇注，必须通过机器浇注，这在一定程度上限制了高硬度弹性体的应用，特别是在国内的应用。

发明内容

为了克服预聚体法制备高硬度聚氨酯弹性体的凝胶时间短，无法采用手工浇注，必须通过机器浇注的缺陷，本发明的目的是提供一种聚氨酯弹性体。

本发明的另一个目的是提供一种上述聚氨酯弹性体的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种聚氨酯弹性体，该弹性体由包括以下重量份的组分制成：

聚醚多元醇    40~50份，

二异氰酸酯    35~50份，

扩链剂        10~15份。

所述的聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇中的一种或一种以上。

所述的二异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）、4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）或异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中的一种或一种以上。

所述的扩链剂选自3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、邻苯二酚、乙二醇或1,4-丁二醇中的一种或一种以上。

所述的聚氨酯弹性体中硬段质量分数为50~60%，硬段质量分数=（扩链剂+二异氰酸酯）/（聚醚多元醇+扩链剂+二异氰酸酯）。

本发明还提供了一种上述聚氨酯弹性体的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）称取40~50份干燥的聚醚多元醇、10~15份干燥的扩链剂与35~50份的二异氰酸酯混合，搅拌3min，浇入模具中，

（2）干燥、固化、熟化，冷却至室温，得到聚氨酯弹性体。

所述的干燥的聚醚多元醇干燥的条件为：温度为100℃真空脱水3h。

所述的干燥的扩链剂干燥的条件为：温度为100℃真空脱水3h。

所述的模具预先涂有硅酮脱模剂，加热温度为90~110℃。

所述的步骤（2）中干燥是指在真空烘箱，温度为90~110℃下进行干燥。

所述的步骤（2）中固化的时间为2~4h。

所述的步骤（2）中熟化的温度为120~160℃，时间为6~10h。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明工艺过程简单，周期短，成本低。

2、由于所有的预聚物体系对温度、湿度变化都很敏感，工艺操作必须严格控制，本发明采用的一步法没有预聚体法要求这么严格。

3、预聚物贮存稳定性差，不易长期贮存，本发明采用的一步法不需考虑贮存问题。

4、本发明预聚体通常粘度较高，不如本发明采用的一步法容易操作。

5、本发明采用一步法制备的高硬度聚氨酯弹性体有较高的硬度和拉伸强度，工艺简便易行，既能采用机器浇注，也适合手工浇注，具有较好的应用价值。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

以下所用的硬段质量分数=（扩链剂+二异氰酸酯）/（聚醚多元醇+扩链剂+二异氰酸酯）。

以下所用的扩链剂干燥的条件为：温度为100℃真空脱水3h。

实施例1

（1）将聚乙二醇在100℃下真空脱水3h，称取50份干燥过的聚乙二醇、11.2份干燥的扩链剂邻苯二酚和38.8份4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯MDI混合，快速搅拌3min，混合均匀；

（2）将上述均匀混合液浇入涂有硅酮脱模剂的模具（加热温度为90℃）中，在真空烘箱90℃下固化4h，并在160℃下熟化为6h；