[发明专利]一种聚脲弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及聚脲材料技术领域，尤其是涉及一种聚脲弹性体及其制备方法。所述聚脲弹性体，主要由异氰酸酯预聚物、聚醚胺、液态胺扩链剂、聚硫橡胶混合制得；所述异氰酸酯预聚物由多元醇和异氰酸酯类物质反应得到的，‑NCO含量为22‑30％；所述聚脲弹性体包括按重量份数计的聚醚胺60‑95份、液态胺扩链剂2‑15份、聚硫橡胶1‑10份。本发明通过调控异氰酸酯预聚物的‑NCO含量，提高硬段含量，使弹性体中的刚性链段增加，提撕裂强度、拉伸强度等机械性能；配合在B组分中的成分，兼顾机械性能和弹性。

技术领域

本发明涉及聚脲材料技术领域，尤其是涉及一种聚脲弹性体及其制备方法。

背景技术

聚脲材料具有较高的抗冲耐磨性、良好的防渗效果、耐腐蚀性和良好的综合力学性能，在国防、工民建及水利水电工程中得到了广泛的应用。

聚脲弹性体是近年来为适应环保需求而研制开发的一种新型绿色材料，属于快速反应喷涂成型，原料体系不含溶剂，固化速度快，可以在立面、曲面上连续喷涂十几毫米厚而不流挂。

由于聚脲弹性体应用越来越广泛，其性能不能满足特殊环境的要求，限制了其应用和发展。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种聚脲弹性体，以解决现有技术中存在的聚脲弹性体无法满足特殊环境使用需求的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种聚脲弹性体的制备方法，操作简单，条件温和，制备得到的聚脲弹性体结构稳定性好，性能优异。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种聚脲弹性体，主要由异氰酸酯预聚物、聚醚胺、液态胺扩链剂、聚硫橡胶混合制得；异氰酸酯预聚物由多元醇和异氰酸酯类物质反应得到的，-NCO含量为22-30％；聚脲弹性体包括按重量份数计的聚醚胺60-95份、液态胺扩链剂2-15份、聚硫橡胶1-10份。

本发明的聚脲弹性体，弹性体分子主链是由软段和硬段交替组成的嵌段共聚物，软段主要提供弹性体的韧性和弹性，硬段主要提供弹性体的刚性和强度，由于软段与硬段在热力学上的不相容性产生微相分离，而分子链段的结构和微相分离程度极大的影响弹性体的力学性能。

本发明通过调控异氰酸酯预聚物的-NCO含量，提高硬段含量，相当于降低软段含量，使弹性体中的脲键等含量增加，刚性链段增加，提高拉伸强度。通过对异氰酸酯预聚物中NCO含量的调节，调整聚脲弹性体的微相结构，配合聚硫橡胶、聚醚胺等软段，在提高拉伸强度的同时，保证弹性，提高粘附力。

优选的，聚醚胺、液态胺扩链剂和聚硫橡胶的官能度和与异氰酸酯预聚物的官能度之比为(1-1.05)﹕1。

优选的，异氰酸酯类物质包括二异氰酸酯和/或三异氰酸酯。更优选的，异氰酸酯类物质还包括单异氰酸酯。进一步优选的，二异氰酸酯包括对苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的任一种。优选为对苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的任一种，更优选为对苯二异氰酸酯。

对苯二异氰酸酯和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的对称性强且规整度高，作为聚合物中的硬段部分，更易于聚集，硬段相对分子质量提高且结晶性增加，从而提高弹性体的力学性能如拉伸强度和撕裂强度。

优选的，异氰酸酯类物质包括按摩尔比为(0.1-0.3)﹕(6-10)﹕(1-2)的单异氰酸酯、二异氰酸酯和三异氰酸酯。更优选的，异氰酸酯类物质包括按摩尔比为0.2﹕(8-9)﹕1的单异氰酸酯、二异氰酸酯和三异氰酸酯。