[发明专利]一种高均匀性聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

本发明公开了一种高均匀性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，它是将半预聚体I按比例添加到混合固化剂P中并搅拌均匀，浇注到预热好的模具中模压成型，然后后硫化处理得到聚氨酯弹性体；混合固化剂P的制备：在极性化的改性低聚物多元醇B中添加小分扩链交联剂K，混合均匀得到混合固化剂P；半预聚体I的制备：在多异氰酸酯S中加入低聚物多元醇E，反应结束后真空脱气即可获得半预聚体I。本发明得到的高均匀性聚氨酯弹性体与传统聚氨酯弹性体相比具有更高的均匀性，主要体现在机械强度、耐磨性以及摩擦系数等方面的改进。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，特别涉及一种聚氨酯弹性体的制备方法。

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。对于半预聚体工艺的聚氨酯弹性体而言，目前存在两组分和三组分体系。作为固化剂使用的有低聚物多元醇和小分子扩链交联剂，两组份体系中低聚物多元醇和小分子扩链交联剂以混合固化剂的形式存在，三组分体系中低聚物多元醇和小分子扩链交联剂以独立包装的形式存在。无论是两组份还是三组分体系，由于低聚物多元醇和小分子扩链交联剂的极性差异导致存在相容性较差的问题，直接影响到制备出来的聚氨酯弹性体均匀性不足，无法充分发挥出聚氨酯弹性体的性能优势。特别是两组份体系，由于混合固化剂的相容性和稳定性不足，将导致生产工艺复杂以及产品质量波动性增加。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种能够解决低聚物多元醇和小分子扩链交联剂相容性问题的方法，从而提高混合固化剂的均匀性和稳定性；通过该方法提高制备出来的聚氨酯弹性体的均匀性，以达到提高聚氨酯弹性体各种性能的目的。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种高均匀性聚氨酯弹性体的制备方法，它是通过适当的化学反应提高混合固化剂中低聚物多元醇的极性，以达到提高与小分子扩链交联剂相容性的目的。

其步骤为：

(1)本发明所述的提高混合固化剂均匀性和稳定性的方法是在水分含量低于0.05％wt的低聚物多元醇A中，分批缓慢加入多异氰酸酯R，反应温度控制在80-90℃，反应至无NCO基团残留，即得极性化的改性低聚物多元醇B；将极性化的改性低聚物多元醇B与小分子扩链交联剂K混合均匀后得到混合固化剂P。

(2)本发明所述的半预聚体制备工艺是在多异氰酸酯S中加入水分含量低于0.05％wt的低聚物多元醇E，反应温度保持60-70℃，反应结束后真空脱气即可获得半预聚体I。

(3)本发明所述的聚氨酯弹性体的制备方法是采用常规的浇注型聚氨酯弹性体的制备方法；将半预聚体I按比例添加到混合固化剂P中并搅拌均匀，浇注到预热好的模具中模压成型，然后后硫化处理得到聚氨酯弹性体。

所述低聚物多元醇A和E可相同亦可不同，是官能度大于等于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、聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚四氢呋喃二元醇中的至少一种；优选聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇。

所述低聚物多元醇的分子量为500-3000，优选分子量650-2000。

所述多异氰酸酯R和S可相同亦可不同，是脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯中的至少一种；优选芳香族异氰酸酯。

所述的低聚物多元醇A与多异氰酸酯R物质的量比为10：1-2：1。

所述半预聚体NCO含量为5-16％。

所述的小分子扩链交联剂指小分子二醇、小分子三醇、醇胺和芳香族二胺中的至少一种；优选小分子二醇和小分子三醇。

所述硫化温度为100-120℃，硫化时间30-60分钟，后硫化温度为100-120℃，后硫化时间为16—24小时；混合方法采用强力搅拌或浇注机浇注的方法。