[发明专利]一种浇注型聚氨酯弹性体的制备工艺

说明书

本发明提供了一种浇注型聚氨酯弹性体的制备工艺，包括以下步骤：1)将异氰酸酯在叔胺类催化剂存在下与聚醚多元醇或聚酯多元醇反应，再加入有机金属类催化剂、消泡剂，制备得到弹性体A料；2)将异氰酸酯或异氰酸酯的预聚体作为弹性体B料；3)将弹性体A、B料按1:1～3:1的质量比混合。本发明通过简单的预聚体转换，先将多元醇中的水分反应掉，再使弹性体A料中的OH封端预聚体、未反应的聚醚多元醇或聚酯多元醇与异氰酸酯或异氰酸酯的预聚体反应生成聚氨酯弹性体，具有工艺简单、避免产生化学气泡的优点，可以解决多元醇因未严格保存造成的水分含量高而使聚氨酯弹性体出现气泡的问题。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体的制备工艺，尤其涉及一种高硬度浇注型聚氨酯弹性体的制备工艺，属于聚氨酯材料技术领域。

背景技术

聚氨酯弹性体(PUE，PolyurethaneElastomer)是一类综合性能优良的高分子合成材料，包含有浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、热塑型聚氨酯弹性体(TPU)和混炼型聚氨酯弹性体(MPU)等。CPU在加工成型前为粘性液体，是以液态低聚物多元醇、异氰酸酯和小分子扩链剂为原料，使用液体混合浇注的加工成型方法，经扩链交联反应得到固化交联的高弹性产物。CPU成型工艺简单，形成的弹性体分子完整程度高，最大限度发挥了聚氨酯弹性体的特点，综合性能也优于MPU和TPU，因而成为聚氨酯弹性体中产量最大、应用范围最广的品种。

为提高浇注型聚氨酯弹性体的硬度、力学性能、光学稳定性等，人们对其原料的种类、分子量进行了大量充分的研究，如专利公开号为CN105037676A、CN105061719A、US5047494(A)的发明专利公开的技术方案。但由于多元醇组分容易吸水，异氰酸酯在加入反应体系时极易与多元醇中微量的水分反应生成聚脲和二氧化碳，从而导致浇注型聚氨酯材料内部发泡而影响产品整体外观和抗撕裂性能，尤其是对透明聚氨酯弹性体的影响更加明显，会产生肉眼可见的直径大于1μm的气泡，直接影响产品质量。因此，浇注型聚氨酯在成型过程中对水分要求极为严格。如专利公开号为CN104892882A的发明专利甚至要求聚醚水含量≦0.003％，水含量要求非常高。

然而，现有技术对于如何避免聚氨酯弹性体在成型过程中的气泡问题研究的并不多。其中，文献《浇注聚氨酯弹性体制品生产中的气泡问题》(秦志燕等，聚氨酯工业,1995(2):36-38)指出减少化学气泡的方法主要有：使用前对聚醚组分真空脱水或选择合适的催化剂并加大用量以加快凝胶。真空脱水方案耗时较长，而且除水效果不能保证；催化剂方案以缩短操作时间为代价在气泡产生之前实现固化成型，但下游客户在施工过程中需要有较长的操作时间和固化时间，一方面可以实现一次混料多次施工有利于提高效率，另一方面较长的固化时间则可以使材料在成型的过程中充分释放内应力，以提高材料力学性能。因此，鉴于目前的技术手段均不能有效解决化学气泡的问题，本专利旨在提供一种可除去化学气泡且对多元醇组分中水含量要求较低的浇注型聚氨酯弹性体的制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浇注型聚氨酯弹性体的制备工艺，该工艺在制备OH封端预聚体的过程中，多元醇中的水分会在叔胺类催化剂的作用下与异氰酸酯反应生成二氧化碳气体并排出，因此在进一步制备弹性体时无需加压便不容易产生气泡，并且经过熟化后机械性能得以大幅提升，因此，本发明无需对多元醇中水分进行严格控制即可进行生产，具有操作简单、不会产生气泡的优点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种浇注型聚氨酯弹性体的制备工艺，包括以下步骤：

1)将异氰酸酯在叔胺类催化剂存在下与聚醚多元醇或聚酯多元醇反应，再加入有机金属类催化剂、消泡剂，制备得到弹性体A料；所述异氰酸酯的添加量为聚醚多元醇或聚酯多元醇的以质量比计5～20wt％，优选5～10wt％；

该步骤中异氰酸酯的添加量较少，主要目的是在叔胺类催化剂的作用下优先与多元醇中的水反应生成二氧化碳排出，解决弹性体出现气泡的问题；