[发明专利]一种聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚氨酯树脂及其制备方法，解决常规聚氨酯树脂特别是聚氨酯弹性体普遍存在的耐热性差、光学透明性不好的问题。所述制备方法，通过脂环族二异氰酸酯组合物和多元醇反应制备所述聚氨酯树脂，控制所用的所述脂环族二异氰酸酯组合物中含有的物质A含量≤0.5wt％，所述物质A具有如下通式(I)的结构：其中，R₁为卤素原子；R₂、R₃、R₄各自独立地为氢原子、C1～C8的烷烃基或C3～C8的环烷烃基；R₅为异氰酸酯基或异氰酸甲基。

技术领域

本发明涉及一种利用脂环族二异氰酸酯组合物与多元醇反应制备聚氨酯树脂的方法，具体涉及耐热和光学透明性好的聚氨酯树脂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯树脂材料由异氰酸酯与多元醇反应制备而成，可加工制成聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶及弹性体、聚氨酯涂料和胶黏剂等，广泛应用于家居、建筑、日用品、交通、家电等各个领域。

聚氨酯弹性体由于其结构具有异氰酸酯部分形成的硬段及多元醇部分形成的软段，因此可以通过对分子链的设计，赋予材料高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异性能，聚氨酯弹性体兼具了橡胶的高弹性和塑料的刚性。

聚氨酯弹性体材料受到其配方和工艺结构的限制，普遍存在耐热性差、光学透明性不好的缺点，在较高的温度下工作时，易出现老化、软化、变形，造成机械强度下降，通常的聚氨酯弹性体长期使用温度不超过80℃，短期使用温度不超过120℃，同时光学透明性不好，严重影响了聚氨酯弹性体材料的应用推广。

针对聚氨酯弹性体耐热性能改进的相关研究，有如下专利进行报道。

专利CN109181277A通过添加抗水解剂和耐热添加剂的方式，提升聚氨酯弹性体的耐水解性和耐热性能，但是添加剂的加入对弹性体的光学透明性产生不利影响。

专利CN108948725A通过将聚氨酯弹性体材料与顺丁橡胶和改性玄武岩纤维混炼改性，制得了耐热耐磨的改性聚氨酯弹性体材料，其玄武岩纤维改性工艺复杂，不利用工业化推广，且混炼工艺影响制品的最终光学透明性。

专利CN107325261A、CN107880243 A均通过使用芳香族二异氰酸酯制备改性聚氨酯弹性体，以提升聚氨酯弹性体耐热性能，但其聚氨酯制品易黄变，影响了光学透明性，限制了制品的下游应用。

以上专利所述提升聚氨酯弹性体耐热性能的技术方案主要有利用芳香族二异氰酸酯作为基材、添加改性剂、与其它材料混炼等，热性能提升的同时对聚氨酯弹性体的光学透明性会造成一定的负面影响，存在不可避免的弊端。

发明内容

本发明所要解决的是常规聚氨酯树脂特别是聚氨酯弹性体普遍存在的耐热性差、光学透明性不好的问题。本发明提供了一种基于脂环族二异氰酸酯组合物制备耐热性能及光学透明性优异的聚氨酯树脂例如聚氨酯弹性体的方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种聚氨酯树脂的制备方法，通过脂环族二异氰酸酯组合物和多元醇反应制备所述聚氨酯树脂，控制所用的所述脂环族二异氰酸酯组合物中含有的物质A含量≤0.5wt％，所述物质A具有如下通式(I)：

其中，R₁为卤素原子；R₂、R₃、R₄各自独立地为氢原子、C1～C8的烷烃基或C3～C8的环烷烃基；R₅为异氰酸酯基或异氰酸甲基(即O＝C＝N-CH₂-)。