[发明专利]聚酯醚二醇及制法和由其制备的聚氨酯弹性体及制法

说明书

本发明涉及一种聚酯醚二醇及制法和由其制备的聚氨酯弹性体及制法，属于高分子合成领域。该聚酯醚二醇由以下原料组成：聚酯二醇12.5％‑59.5％、催化剂0.05％‑0.2％、助剂0.05％‑0.7％与环氧丙烷和/或环氧乙烷40.1％‑87.0％；助剂为苯磺酸、盐酸、硫酸、磷酸、醋酸或氟磺酸中的一种或多种。该聚酯醚黏度较传统聚酯多元醇明显降低，大大提高了可加工性；同时，以此聚酯醚二醇替代部分聚醚二醇制备的聚氨酯弹性体综合力学性能明显改善。

技术领域

本发明涉及一种聚酯醚二醇及制法和由其制备的聚氨酯弹性体及制法，属于高分子合成领域。

背景技术

聚氨酯作为一种聚合物材料，几乎涵盖了高分子材料的所有产品形式。随着科技的进步，人们对聚氨酯的使用也日见增多，同时对聚氨酯性能的要求也日益增高。传统聚氨酯一般是由异氰酸酯和低聚物多元醇反应制得，其中低聚物多元醇以聚酯多元醇和聚醚多元醇为主，以二者制备的聚氨酯性能也不尽相同。其中，聚酯多元醇结构上含有较多内聚能和极性高的酯键，以其为原料制得的聚氨酯材料通常机械强度高，耐磨、耐油、耐溶剂、抗撕裂等性能优异；但制品耐水解性、耐低温柔顺性、耐湿热稳定性较差，同时聚酯在室温下一般为固体或高黏度液体，可操作性差，不利于加工。聚醚多元醇结构上含有内聚能和极性低的醚键，聚醚型聚氨酯材料通常耐低温柔顺性、耐水解性、耐挠曲性优越，但制品综合物理性能、耐油性则相对较差，同样限制了其使用。人们迫切希望得到一种兼具两者优点的聚酯醚多元醇并用于聚氨酯弹性体材料的合成中。

基于以上考虑，本发明制备了一种聚酯醚二醇，在多元醇链段中同时含有聚酯链段和聚醚链段，最终得到分子量分布佳、室温黏度低的多元醇产品，又可提高最终聚氨酯产品的机械性能和耐水解性，由此可进一步拓宽聚氨酯材料的应用领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种聚酯醚二醇，兼具聚酯多元醇和聚醚多元醇的优点，并提供制备方法；同时提供一种由该聚酯醚二醇制备的聚氨酯弹性体及制备方法。

本发明所述的一种聚酯醚二醇，以重量分数计，由以下原料组成：

优选地，环氧丙烷与环氧乙烷的质量比为1:0-1:0.4。

所述助剂为苯磺酸、盐酸、硫酸、磷酸、醋酸或氟磺酸中的一种或多种。

催化剂为锌钴双金属氰化物络合物(Zn₃Co[(CN)₆]₂)、锌铁双金属氰化物络合物(Zn₃Fe[(CN)₆]₂)、钾铁双金属氰化物络合物(K₃Fe(CN)₆)或钾钴双金属氰化物络合物(K₃Co(CN)₆)中的一种。

聚酯二醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸二甘醇酯或聚己二酸辛二醇酯中的一种或多种，羟值为112-300mgKOH/g。

本发明所述的聚酯醚二醇的制法，包括将聚酯多元醇与环氧丙烷和/或环氧乙烷接触，在催化剂作用下发生开环加成反应，制备聚酯醚二醇。

本发明所述的聚酯醚二醇的制法，包括如下步骤：

(1)将聚酯二醇、催化剂及助剂脱水干燥；

(2)脱水完成后，升温至120-150℃时加入环氧丙烷和/或环氧乙烷，加入量为聚酯二醇加入量的5％-20％；

(3)升温至150-180℃，待压力降到0.1MPa时加入剩余的环氧丙烷和/或环氧乙烷；

(4)反应结束后，减压蒸馏除去未反应的环氧丙烷和/或环氧乙烷。

作为一个优选的技术方案，本发明所述的聚酯醚二醇的制法，包括如下步骤：