[发明专利]一种高硬度聚氨酯弹性体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及聚氨酯弹性材料的技术领域，具体涉及一种高硬度聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。该高硬度聚氨酯弹性体通过配合特定官能度和数均分子量的聚醚多元醇、小分子二醇、4,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯和3，3’‑二氯‑4，4’‑二氨基二苯基甲烷等制备而成，所需的硬段含量较低，耐热性和动态性能也更好。高硬度聚氨酯弹性体的制备方法，是采用半预聚体法制备得到高硬度聚氨酯弹性体，具有制备方法简单，且适合于大规模生产的特点，并且原料的粘度低，对设备要求不高。高硬度聚氨酯弹性体的应用，由于所制得的高硬度聚氨酯弹性体产生的内生热容易散去，且硬段含量低，动态力学性能好，因此适用于制备工业及物流用的脚轮和滑板轮。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性材料的技术领域，具体涉及一种高硬度聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

高硬度(邵D60)的聚氨酯弹性体应用于脚轮具有承重高，变形小，滑行阻力小的优点。但通常高硬度的聚氨酯弹性体具有较差的动态性能，即内生热高的缺点。其主要原因在于合成高硬度的聚氨酯弹性体所用的多元醇分子量低，同时硬段含量高，或者交联度高，从而造成分子链的运动能力差，因此在有周期性的应力变化下，应变跟不上应力的变化，因此会有大量的机械能被转化为热能。同时由于聚氨酯弹性体的导热系数低，产生的内生热不容易散去，因此高硬度聚氨酯轮子在运行时很容易烧焦或熔化，造成聚氨酯轮子损坏。

CN104448791A使用了官能度Fn＝3，数均分子量为400～5000的聚环氧丙烷聚醚多元醇；官能度Fn＝4，数均分子量为400～600的聚环氧丙烷聚醚多元醇；和异氰酸酯预聚物制成高硬度透明聚氨酯弹性体。然而这种做法制得的高硬度聚氨脂弹性体由于交联度过高，动态力学性能差，不能用于脚轮。

CN107163215A公开了高硬度自润滑聚氨脂弹性体，其用了BDO扩链剂(1,4-丁二醇)，硬段含量高，动态力学性能差，用于制作密封件，并不适合用于制作脚轮。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高硬度聚氨酯弹性体，该高硬度聚氨酯弹性体具有较高力学性能及内生热容易散去的优点。

本发明的目的之二在于提供一种高硬度聚氨酯弹性体的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种高硬度聚氨酯弹性体的应用。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种高硬度聚氨酯弹性体，由以下按重量百分比计的原料制成：

数均分子量2000～4000Da，官能度Fn＝2的聚醚多元醇20～35wt％，

数均分子量为400～1000Da，官能度Fn＝2的聚醚多元醇15～25wt％，

数均分子量为100～200Da，官能度Fn＝2的小分子二醇0.1～5wt％，

4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯25～40wt％，

3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷5～25wt％，

催化剂0.03～0.08wt％，

抗氧化剂0.3～0.8wt％。