[发明专利]一种增强型交联聚氨酯弹性体及制备方法

说明书

本发明属于聚氨酯弹性体领域，公开了一种增强型交联聚氨酯弹性体及制备方法。所述增强型交联聚氨酯弹性体的组分包括：聚醚多元醇与二异氰酸酯反应制得的预聚体A组分、扩链剂及多官能度聚醚混合物B组分和聚醚改性MQ树脂，其中聚醚改性MQ树脂占总量的4％～12％，其制备方法为：将组分A、B和聚醚改性MQ树脂按比例加入三口瓶中，快速搅拌混合均匀后，置于真空下脱出气泡，将混合物交联到预热80～100℃的平板模具中，加压硫化，脱模后在80～100℃烘箱中后硫化，即得增强型交联聚氨酯弹性体。本发明的增强型交联聚氨酯弹性体的机械性能和耐热性都得到了显著的提高，进一步拓宽了聚氨酯材料的应用领域。

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种增强型交联聚氨酯弹性体及制备方法。

背景技术

交联聚氨酯(CPU)弹性体是一种由聚醚或聚酯等低聚物多元醇构成软段，由二异氰酸酯及扩链剂构成硬段的嵌段共聚物，其软段与硬段之间的热力学不相容性，导致产生微观相分离，这种特殊的结构使聚氨酯弹性体具有优良的综合性能。随着科学技术的发展，各领域对材料的综合性能的要求不断提高，传统的聚氨酯弹性体已无法满足实际应用的需要，为此国内外研究者们对聚氨酯弹性体的增强方法进行了系统的研究。

目前主要采用增强方法是：添加纳米二氧化硅、碳纳米管等无机粉体补强，例如中国专利CN103980697公布了一种由硅酸乙酯原位水解形成纳米二氧化硅，并被硅烷偶联剂表面疏水改性，添加到聚氨酯原料中，制备改性聚氨酯弹性体的方法，该方法可显著改善聚氨酯弹性体的机械性能、耐热性和化学稳定性，充分发挥了纳米二氧化硅粒子的增强作用。由于无机粉体与有机基体的极性差异，使得其很难均匀分散，特别是纳米粒子表面活性高，极易团聚，工艺比较复杂，不利于工业化生产，所以需要对粉体进行表面改性。

中国专利CN101333280在碳纳米管表面进行了酸化、酞氯化后，与多羟基化合物或低聚物反应，得到羟基功能化的碳纳米管。将其应用到聚氨酯弹性体中，很好地改善了碳纳米管在聚氨酯基体中的分散性，使力学性能较原始碳纳米管聚氨酯复合材料有很大的提高。同时，碳纳米管可以改变聚氨酯弹性体的介电性，甚至得到导电聚氨酯，扩大聚氨酯的应用范围和领域。但是表面改性成本高，且改性后的无机填料活性比较大、反应快，也会给操作带来不便，从而限制无机填料填充改性聚氨酯弹性体工业化生产的实现。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明在于提供一种增强型交联聚氨酯弹性体的制备方法；在交联聚氨酯原料体系中，引入聚醚改性MQ树脂，其分子结构的中心具有核-壳双层球状结构，内核为密度较大的笼状二氧化硅，球壳为有机基团(如甲基)，且在球壳上化学接枝聚醚多元醇。笼状二氧化硅起到刚性增强功能，而接枝聚醚有助于增强元在软段相的分散。通过改变聚醚改性MQ树脂的用量，获得力学性能最优的配方。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种增强型交联聚氨酯弹性体，其特征在于所述增强型交联聚氨酯弹性体的组分包括：聚醚多元醇与二异氰酸酯反应制得的预聚体A组分、扩链剂及多官能度聚醚混合物所组成的B组分、聚醚改性MQ树脂，其中聚醚改性MQ树脂占总量的4％～12％。

本发明所述的增强交联型聚氨酯弹性体，类似于接枝聚醚增强聚氨酯弹性体的方法，如果添加量低于4％，期增强效果不明显；如果添加量高于12％，由于于树脂基体相容性变差，产生相分离，导致性能下降。

上述聚醚改性MQ树脂的结构式为：[(CH₃)₃SiO_1/2]_a[HOR(CH₃)₂SiO_1/2]_b[SiO₂]_c其中，(a+b)/c＝1；a值为24～26；b值为2～6；R代表以下结构：