[发明专利]一种用混合异氰酸酯制备聚氨酯弹性体的方法

说明书

本发明公开了一种混合异氰酸酯型聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：(1)羟基化合物的制备：由第一种异氰酸酯R与低聚物多元醇A反应制备出羟基化合物B；(2)混合固化剂的制备：将羟基化合物B与小分子扩链交联剂K混合均匀后得到混合固化剂P；(3)半预聚体的制备：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；(4)混合异氰酸酯型聚氨酯弹性体的制备：将混合固化剂P与半预聚体I搅拌均匀，浇注到预热好的模具中模压成型，后硫化处理得到混合异氰酸酯型聚氨酯弹性体。本发明得到聚氨酯弹性体具有更高的均匀性和更好的微相分离程度，主要体现在机械强度、回弹性、耐磨性以及压缩永久变形等方面的大幅改善。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，特别涉及一种用混合异氰酸酯制备聚氨酯弹性体的方法。

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。为了提高聚氨酯弹性体的性能和控制成本，混合异氰酸酯的使用已经成为一种常见的手段，目前混合异氰酸酯的使用有两种方式：不同异氰酸酯单体的混合以及不同异氰酸酯预聚体的混合。这两种方式虽然对部分性能有一定的改善，但是由于不同异氰酸酯的活性差异导致存在极为严重的竞争反应，制备出来的聚氨酯弹性体性能提升空间有限，且极为不稳定。如公开号为CN102295738A的中国专利公布了一种舰船隔振器用聚氨酯材料及其制备方法，该弹性体制备过程中采用混合异氰酸酯同时加入到低聚物多元醇中合成预聚体。公开号为CN105461896A的中国专利公布了一种桥梁用高硬度聚氨酯弹性体承压支座材料及其制备方法和使用方法，该弹性体制备过程中采用混合异氰酸酯分段加料反应合成预聚体。论文“基于MDI/NDI的聚氨酯弹性体的结构与性能”(王晓鸣等。合成橡胶工业，2007,30(2)：107～110)中介绍了预聚体混合和单体混合法制备混合异氰酸酯型聚氨酯弹性体。这三个对比文件在制备混合异氰酸酯型聚氨酯弹性体的过程中，均存在极为严重的竞争反应，极大影响到硬段结构的规整性，不利于产品质量的稳定和性能的提升。

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混合异氰酸酯制备聚氨酯弹性体稳定性不足的问题，提高制备出来的聚氨酯弹性体的均匀性和稳定性，避免不同异氰酸酯在反应过程中的竞争反应，以达到性能大幅提升而成本增加幅度较小的目的，提升产品的性价比的用混合异氰酸酯制备聚氨酯弹性体的方法。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种用混合异氰酸酯制备聚氨酯弹性体的方法，先将一种异氰酸酯与低聚物多元醇反应制备得到一种羟基化合物，该羟基化合物可以用来与第二种异氰酸酯制备预聚体或半预聚体，也可以和小分子扩链交联剂混合作为固化剂使用，考虑到粘度问题作为混合固化剂使用；另一种异氰酸酯按照常规半预聚体的合成工艺进行使用。

其步骤为：

(1)所述的羟基化合物的制备方法是将第一种异氰酸酯R分批加入到水分含量低于0.05％wt的低聚物多元醇A中，反应温度控制在80-90℃，反应至无NCO基团残留，即得羟基化合物B；

(2)所述的混合固化剂制备方法是将羟基化合物B与小分子扩链交联剂K混合均匀后得到混合固化剂P。

(3)所述的半预聚体制备工艺是将水分含量低于0.05％wt的低聚物多元醇E加入到第二种异氰酸酯S中，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；

(4)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。

作为上述方案的进一步说明，所述低聚物多元醇A和E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。