[发明专利]一种耐水聚氨酯微孔弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐水聚氨酯微孔弹性体的制备方法，应用于聚氨酯材料领域，包括聚氨酯鞋底料，汽车缓冲减震元件。 

背景技术

聚氨酯微孔弹性体是性能介于弹性体和泡沫材料之间的一种材料，密度介于泡沫和实芯材料之间，泡孔的孔径在0.1 ～ 10μm，孔径分布比较均匀，兼具了泡沫质轻、耐冲击性好、吸能、缓冲性能好和弹性体强度高、耐磨性好等优点。所以，在主要的物理机械性能方面，聚氨酯微孔弹性体超过了所有其他密度相同的微孔弹性体，广泛应用于减震材料、密封、制鞋、实芯轮胎、过滤等方面；。聚氨酯微孔弹性体可分为聚醚型和聚酯型两类，聚酯型聚氨酯微孔弹性体具有较好的机械性能，但是其低温性能较差、易水解、易霉变、加工工艺较为复杂。聚醚型聚氨酯微孔弹性体具有较好的耐水解性能、优异的低温韧性，但是其机械性能相对较差。 

现有技术中，提高聚酯型聚氨酯微孔弹性体的耐水性能，普遍的途径是添加耐水解剂，然而耐水解剂价格较贵，并且随着时间的延长会出现表面迁移现象。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐水聚氨酯微孔弹性体的制备方法，降低生产成本，提高聚氨酯微孔弹性体的耐水性能，同时确保其可以承受动态疲劳。本发明很好的解决了聚氨酯微孔弹性体的耐水性能，有提高了其力学性能，在鞋底用聚氨酯方面以及汽车、桥梁减震元件方面均有突出表现。该方法生产工艺简单、易操作。 

本发明的耐水聚氨酯微孔弹性体由多元醇组分和预聚体组分两个组分组成。多元醇组分包括聚酯多元醇A1、丁羟多元醇A2、扩链剂、水、匀泡剂、催化剂等。预聚体组分包括聚酯多元醇、异氰酸酯等。 

本发明的耐水聚氨酯微孔弹性体材料由多元醇组合组分（A组分）、预聚体组分（B组分）两部分组成，以重量份数计: 

聚酯多元醇A1：35-50份

丁羟多元醇A2：20-40份

扩链剂：8-20份

水：0.1-3份

匀泡剂：0.1-2份

催化剂：0.2-5份

聚酯多元醇A1为己二醇、乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇中的一种或几种混合物与芳香族二元酸通过缩聚反应制得；

丁羟多元醇A2是一种以丁二烯为主链结构的带有端羟基的遥爪型聚合物；

扩链剂为乙二醇、1，2- 丙二醇、1，3- 丙二醇、1，4- 丁二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、新戊二醇、1，6- 己二醇、环己烷二甲醇中的一种或多种的混合物；

匀泡剂为有机硅表面活性剂；

催化剂为胺类催化剂、有机金属催化剂、或它们的混合物。所述的胺类催化剂，优选但不限于三乙基胺、三丁基胺、三亚乙基二胺、N- 乙基吗啉、N，N，N’，N’- 四甲基- 乙二胺、五甲基二亚乙基- 三胺、N，N- 甲基苯胺、N，N- 二甲基苯胺、或它们的混合物。所述的有机金属催化剂，优选但不限于有机锡类化合物，例如：乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡、月桂酸锡、二丁基氧化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二乙酸锡、二丁基马来酸锡、二辛基二乙酸锡、或它们的混合物；

B组分由按重量份的以下组分制备而成：

异氰酸酯：40-80份

聚酯多元醇B：30-60份

异氰酸酯为为4，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、碳化二亚胺改性4，4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯( 液化MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1，5 萘二异氰酸酯(NDI) 等中的一种或两种的混合物；

聚酯多元醇B为为二氧化碳、环氧丙烷为原料通过共聚合反应而成；

本发明的耐水性聚氨酯微孔弹性体，包括以下步骤：

（1）A组分的制备：：将聚酯多元醇A1、丁羟多元醇A2、扩链剂、匀泡剂、发泡剂和催化剂置于反应釜中，在30 ～ 50℃下充分混合2 ～ 4 小时后出料，密封保存以备用；

（2）B 组分制备：将异氰酸酯、聚酯多元醇B、置于反应釜中，在60 ～ 80℃条件下反应2 ～ 3小时，降温至30 ～ 40℃，控制-NCO 含量相对于B 组分的总重量为17 ～ 19重量％，出料，密封保存以备用；

（3） 聚氨酯微孔弹性体的制备：控制A 组分和B 组分的温度为45 ～ 50℃ ；调整两者的比例，使A 组分中活泼氢的摩尔数与B 组分的-NCO 摩尔数之比为1 ∶ 1 ；将两组分以4000 ～ 8000 转/ 分的速度快速混合后，注入到40 ～ 70℃的模具中，成型后脱模，熟化，制备出聚氨酯微孔弹性体。

表1聚氨酯微孔弹性体性能