[发明专利]一种耐湿热老化NDI基聚氨酯微孔弹性体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐湿热老化NDI基聚氨酯微孔弹性体及其制备方法。该NDI基聚氨酯微孔弹性体由A组分和B组分按照质量比为100：(2.3～9.6)反应制备得到，其中A组分包括以下原料：聚碳酸酯改性聚己内酯多元醇、聚酯多元醇、生物基多元醇、阻聚剂、二异氰酸酯；B组分包括以下原料：扩链剂、交联剂、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂。该NDI基聚氨酯微孔弹性体具有极好的耐湿热老化性能，同时还具有良好的耐水解性、低温柔顺性和物理机械性能，完全能够满足高温高湿等严苛的气候条件下的使用要求。该制备方法工艺流程短，操作简单，工艺成本低，生产效率高，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种耐湿热老化NDI基聚氨酯微孔弹性体及其制备方法。

背景技术

NDI基聚氨酯材料，从微观结构上看，其分子链段中含有萘环结构单元，分子链的刚性较苯环强，宏观表现为NDI类聚氨酯微孔弹性体具有较高的硬挺度以及非常好的力学性能，用其制备的产品在往复运动中，分子间摩擦内生热非常低，动态性能极其优异，可作为减振材料或制备减振元件应用于轨道交通、汽车、船舶、特种装备等领域。NDI基聚氨酯材料一般选用聚酯多元醇与NDI聚合，再扩链而成，但由于聚酯体系中含有大量的酯基，当暴露在水分子存在的条件下，尤其在高温高湿热环境下，加速了材料的老化速率，严重影响制品的使用寿命，若用聚醚多元醇替代，或者聚醚与聚酯复配，耐湿热老化虽有所缓解，但机械强度太低，限制了制品的使用。

目前，大多采用含侧基聚酯多元醇或者聚己二酸酯-聚醚共聚多元醇或者聚己二酸酯与聚醚复配的方式聚合预聚体，来提高制备的聚氨酯材料的耐水老化性能，但选用含侧基聚酯多元醇制备的聚氨酯材料，由于分子链中引入支链，材料机械性能大幅下降，限制其使用范围；选用聚己二酸酯-聚醚共聚多元醇或聚己二酸酯与聚醚复配制备的聚氨酯材料，由于聚酯与聚醚分子极性差异大，相容性差，导致材料机械强度低，并且对耐湿热老化性能提高有限，同时由于预聚体粘度较大，导致成型工艺更复杂，不利于生产操作。

例如，中国专利申请CN1982351A公开了一种NDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，该方法选用单一的含侧基聚酯多元醇，虽在一定程度上提高了聚氨酯多元醇的疏水性，但分子链中引入侧基，大大增加了分子间的距离，降低了分子间的作用力，导致机械性能及耐热性下降明显，最大拉伸强度仅为4.78MPa，限制了其适用范围。

中国专利申请CN104650330A公开了聚酯二醇及微孔聚氨酯弹性体的制备方法，该方法通过选用混合二元醇和二元酸制备一种分子量Mn＝500-4000的聚酯多元醇，其中混合二元醇由具有醚键、侧甲基、直链的二醇混合成，制备的聚酯多元醇再与NDI在120～140℃合成预聚体，与扩链剂组分反应制得微孔弹性体，与中国专利申请CN1982351A类似，侧基和/或醚键引入，降低了材料的机械性能、耐热性及耐油性等，其拉伸强度仅为4.6MPa，且只测定了放置30天(720h)后的湿热老化性能，对于放置1000h后的耐水稳定性还不确定。

中国专利申请CN105504212A公开了一种耐湿热老化聚氨酯弹性体的制备方法，该方法选用聚酯与聚醚聚四氢呋喃多元醇复配制备共嵌段共聚聚氨酯弹性体，湿热老化性能同样不理想，40℃/93％RH/7d条件下的拉伸强度变化率达到了30％，并且聚酯与聚醚相容性差，制备的预聚体粘度大，采用芳香族异氰酸酯和脂肪族异氰酸酯复配，虽降低了一定的粘度，但两种异氰酸酯的反应速度不同，加之多元醇的相容性不好，易撕裂，导致材料的力学性能差，动态性能差，制备工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种耐湿热老化NDI基聚氨酯微孔弹性体，该NDI基聚氨酯微孔弹性体具备优异的耐湿热老化性、低温柔顺性、耐水解稳定性和机械强度，同时还提供一种该耐湿热老化NDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，该方法操作简单、效率高、能耗低。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：