[发明专利]一种高耐热高性能聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，特别涉及一种高耐热高性能聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体是一种硬度可调的特种高分子合成材料，具有强度高、弹性好、伸长大的特点，并且具有优异的耐磨性、耐油性、耐撕裂性、耐化学品性，减震性能好。但是由于其结构上的特点，耐热性能较差，在高温下容易发生软化、分解，使机械性能急剧下降，一般情况下的长期使用温度不能超过80℃，短期使用温度不能超过120℃，这大大限制了聚氨酯的应用范围。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一是提供一种高耐热高性能聚氨酯弹性体。本发明的另一个目的是提供一种高耐热高性能聚氨酯弹性体的制备方法。本发明的又一目的是提供高耐热高性能聚氨酯弹性体的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高耐热高性能聚氨酯弹性体，包含以下按重量份计的组分：

聚氨酯半预聚体100份，

含活性氢聚合物55-100份；

其中，所述聚氨酯半预聚体中游离异氰酸酯的含量为10-16wt％；含活性氢聚合物中水含量小于0.05wt％。

作为上述方案的进一步说明，所述聚氨酯半预聚体由以下按质量百分比计的组分制备得到：

芳香族二异氰酸酯 20-55％，

低聚物多元醇 30-70％、

有机杂环引入剂 9-20％；

所述含活性氢聚合物由以下按质量百分比计的组分制备得到：

优选地，所述芳香族二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)和二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯(DMMDI)中的至少一种。

进一步优选地，所述芳香族二异氰酸酯选自MDI、PPDI和NDI中的至少一种，其中MDI根据4,4’-MDI含量的不同，分为MDI-100和MDI-50。

更优选地，所述芳香族二异氰酸酯选自MDI-100和NDI中的至少一种；优选使用MDI100和NDI，可较易获得更高的耐热性能和优异的机械强度。

优选地，所述低聚物多元醇为官能度大于等于2的聚合物多元醇，包括己二酸系聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、聚氧化丙烯多元醇、羟基改性聚有机硅氧烷中的至少一种。

进一步优选地，所述低聚物多元醇选自聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二元醇中的至少一种。

更优选地，所述低聚物多元醇选自CAPA2101A、CAPA2201A、CAPA7203A、N980、N981中的至少一种。

优选地，制备聚氨酯半预聚体的低聚物多元醇的数均分子量为800-2000；若聚氨酯半预聚体组分中的低聚物多元醇的数均分子量小于800，将导致聚氨酯弹性体的回弹性下降、摩擦系数增大以及自润滑性能下降；若低聚物多元醇分子量大于2000，将导致聚氨酯半预聚体组分中游离异氰酸酯单体含量增加过多，半预聚体的稳定性下降，制品生产过程中的工艺难度增加，导致成品率下降，增加制造成本。

优选地，制备含活性氢聚合物的低聚物多元醇的数均分子量为1000-2000；若含活性氢聚合物组分中的低聚物多元醇数均分子量小于1000，将导致聚氨酯弹性体回弹性能下降；若含活性氢聚合物组分中的低聚物多元醇分子量大于2000，将导致活性氢聚合物组分的相容性下降、储存稳定性下降，导致产品的合格率下降。

优选地，所述有机杂环引入剂可引入异氰酸酯环、恶唑烷酮环和聚酰亚胺环中的至少一种。

进一步优选地，所述有机杂环引入剂为可生成恶唑烷酮环的环氧树脂。

优选地，所述小分子扩链交联剂选自小分子二醇、小分子三醇、醇胺和芳香族二胺中的至少一种。