[发明专利]一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用，以解决现有技术中存在的电梯坑底缓冲器安全性低，不能满足欧盟最新标准EN81‑20/50的技术问题。该方法主要包括：(1)：聚氨酯预聚体的制备；(2)：聚氨酯交联剂的制备，其中梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物为市售产品或合成产品；(3)使用低压发泡机将聚氨酯预聚体和聚氨酯交联剂混匀，浇注至模具中成型，然后脱模，进一步后熟化后得到含支链的耗能微孔弹性体材料。由本发明提供的方法制备的含支链的耗能微孔弹性体材料具有载荷高、缓冲性能好、安全系数高、耐水解等特点，当其应用于电梯坑底缓冲器时，可同时满足国标GB/7588和欧标EN81‑20/50的要求。

技术领域

本发明属于聚合物合成及高分子材料制备领域，具体涉及一种通过利用梳状端羟基聚丁二醇接枝共聚物二元醇、聚四氢呋喃二元醇制备得到的一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用。

背景技术

聚氨酯电梯坑底缓冲器适用于速度低于1m/s的低速电梯，是电梯发生自由落体时轿厢及其内部财产的最后一道保护屏障，因此，其遭受重物冲击时消耗冲击能量的能力及使用寿命是非常重要的。

欧标EN81-20/50要求电梯坑底缓冲器必须符合下列要求：1，当装有额定载重量的轿厢自由落体并以115％额定速度撞击轿厢缓冲器时，缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1g；2，最大减速度不能大于6gn；3,2.5g以上的减速度时间不大于0.04s；4，轿厢反弹的速度不应大于1m/s；5，缓冲器动作后应无永久变形。其中要求2要求缓冲材料必须具有优异的吸收消耗冲击能量的能力。

从微观来讲，聚合物在压缩和回复过程中，分子链彼此之间会发生相对滑移，产生内摩擦，从而消耗部分能量，从材料粘弹性角度来讲，这种材料具有较好的粘性。专利CN03116062.X、CN201410755654.5、CN201510689843.1和 CN201510915236.2所制备的微孔弹性体由于所有原料均为直链结构，在分子链发生相对滑移时能量损耗少，待外力消失，所吸收的能量又会释放出来，因而其弹性较好而粘性较差；CN201611258451.0公开了一种采用物理方法在聚氨酯微孔弹性体原料配方中添加增稠凝胶的方法制备减震材料，在外力冲击时增稠凝胶能迅速变硬进行防护，并将剩余冲击能量反作用于施力物体，因此该材料不适用于电梯坑底缓冲器；CN201710214307.5公开了一种电梯减震用聚氨酯微孔弹性体的设计及安装结构，采用普通市售聚氨酯微孔弹性体和经过设计的连接件共同提供减震性能，该产品可吸收能量并在外力消失时将所吸收能量释放，而不具备消耗冲击能量的功能；CN201110369568.7公开了一种采用萘二异氰酸酯(NDI)和直链二元醇制备可用于电梯的微孔弹性体，采用NDI制备的微孔弹性体具有优异的动态疲劳性能，弹性好而粘性差，因此其适用于电梯马达底部这种高频次振动的工况，而不适用于电梯坑底缓冲器。

此外，电梯坑底缓冲器工作环境为阴暗潮湿的电梯井底部，现有缓冲器一般为聚酯或聚醚型聚氨酯微孔弹性体，聚酯型产品在耐潮气上存在缺陷，长时间工作易老化降解；聚醚型产品受到冲击后回弹不足，缓冲性能差。虽然二者目前都有产品在制备完成初期能够通过国家的安全认证，但是在使用过程中仍存在安全隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的电梯坑底缓冲器所用材料缓冲能力、耐潮气能力不佳的缺陷，本发明提供了一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用，该材料耐水解、缓冲性能好、动态力学性能优异。

本发明的技术方案具体如下：

一种含支链的耗能微孔弹性体的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚氨酯预聚体的制备：将聚四氢呋喃二元醇于120℃下抽真空2h，降温至80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，并于该温度下反应2-3h，得到NCO含量为12％-18％的聚氨酯预聚体；

(2)按照以下比例配制聚氨酯交联剂：