[发明专利]一种耐光性MDI型聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域  

本发明涉及聚合物纳米材料领域，特别是一种耐光性MDI型聚氨酯的制备方法。

背景技术

聚氨酯是以异氰酸酯与多羟基化合物为主要原料通过逐步聚合而成的高性能树脂，可制成泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成革等多类产品，广泛应用于机电、土木建筑、车辆、航空以及轻工等部门。其中，异氰酸酯又分为脂肪族、脂环族和芳香族三大类，由芳香族异氰酸酯合成的聚氨酯因含有刚性的芳香环，机械性能要优于脂肪族和脂环族异氰酸酯制备的聚氨酯，在价格方面也有着较大优势，目前大部分聚氨酯材料是以芳香族二异氰酸酯TDI、MDI和芳香族多异氰酸酯PAPI为主要原料制得。但芳香族聚氨酯抗紫外光老化能力较差，制品受阳光中紫外线影响容易产生黄变、降解，严重影响了其使用性能，尤其是在户外应用时，这个问题就更加的明显。因此，提高聚氨酯抗紫外光老化性能是聚氨酯工业必须解决的问题。

目前，工业中应用的提高聚氨酯耐光性的有机助剂主要有光稳定剂和抗氧剂，其中光稳定剂按照作用机理又主要分为紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂两大类。紫外线吸收剂是应用最早、使用量最大的光稳定剂，传统的紫外线吸收剂有：苯并三唑类、二苯酮类和三嗪类等，能将紫外光吸收后转变成热能释放出来。受阻胺光稳定剂是继紫外线吸收剂之后的另一种高效光稳定剂，主要为哌啶的衍生物，具有自由基捕获能力，通过捕获自由基、分解过氧化物、传递激发态能量等多种途径提高聚氨酯的耐紫外光老化性能。抗氧剂的加入可以有效降低聚氨酯中链段的光氧化降解程度，提高光稳定性。

尽管有机助剂较为有效，但或多或少的存在以下缺陷：（1）相容性差，在聚氨酯中不能均匀分布；（2）易迁移、挥发、渗出或被介质抽提；（3）对光、热等不稳定，容易降解；（4）与聚氨酯基体或其他添加剂发生反应，导致失效；（5）价格较高。

利用能够吸收紫外线并将其转变为对聚氨酯无害的热能和荧光的纳米ZnO改性聚氨酯能够克服以上缺点，但单纯利用纳米ZnO改性效果有限，聚氨酯的抗UV光老化性能不能令人满意。

发明内容  

本发明所要解决的技术问题是，提供一种耐光性MDI型聚氨酯的制备方法，以解决目前MDI型聚氨酯耐光性不够好的问题。

该本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种耐光性MDI型聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：

步骤一：制备表面改性纳米ZnO：

称取0.01-0.1质量份的偶联剂溶于50-500质量份的甲苯中，再加入2-10质量份的纳米ZnO，匀速搅拌20-60 min后，再超声10-60 min，然后回流搅拌6-24 h；之后进行离心分离，将离心所得的沉淀物置于乙醇中索氏提取6-24 h，在100 ℃条件下低压干燥6-12 h，得到改性纳米ZnO；

所述的偶联剂选自：γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷偶联剂、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯中的一种；

步骤二：制备耐光性MDI型聚氨酯：

将N,N-二甲基甲酰胺与醋酸丁酯按照质量比为3：1混合，加入固体MDI型聚氨酯，配制成质量分数为10 %-30 %的聚氨酯溶液；然后加入1-10质量份的改性纳米ZnO和0.1-2质量份的有机抗老化剂，以1000-2000 rpm搅拌1-4 h，再经真空抽气后涂膜，100 ℃条件下干燥6h，即得所述耐光性MDI型聚氨酯；