[发明专利]一种聚氨酯弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚氨酯弹性体材料及其制备方法，聚氨酯弹性体材料由聚氨酯预聚体经交联得到；聚氨酯预聚体由聚酯多元醇和2,4‑甲苯二异氰酸酯反应得到；聚酯多元醇链段包括己二酸链段、1,4‑丁二醇链段、聚四氢呋喃链段和2,4‑吡啶二甲酸链段，且不同聚酯多元醇链段的2,4‑吡啶二甲酸链段之间经Ni²⁺配位；制备方法：首先将己二酸、1,4‑丁二醇、聚四氢呋喃和2,4‑吡啶二甲酸和氯化镍混合，反应制得聚酯多元醇，然后将聚酯多元醇与2,4‑甲苯二异氰酸酯反应得到聚氨酯预聚体，再将聚氨酯预聚体与3,5‑二己基‑2,4‑甲苯二胺进行交联固化得到聚氨酯弹性体材料。本发明的聚氨酯弹性体材料在不影响弹性的情况下提升热降解温度，从而提高了聚氨酯热性能和耐疲劳性，失效次数大于200万次。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料技术领域，涉及一种聚氨酯弹性体材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯基团外，还可含有醚、酯等基团。聚氨酯的独特结构赋予其优良的综合力学性能：优异的耐磨性能；在很宽的硬度范围内保持较高的弹性；高强度和高伸长率；负载支撑容量大、减震能力强，硬度在邵A85以上时仍能保持良好的弹性；良好的耐油和耐多种溶剂性能等。聚氨酯产品可为十分柔软到极其坚硬的泡沫塑料，耐磨性能优异的弹性橡胶，高光泽性的油漆、涂料，也可为高回弹性的合成纤维、抗挠曲性能优良的成皮革、粘结性能优良的胶粘剂等。目前，聚氨酯已逐渐形成了一类品种多样、性能优异的新型合成高分子材料。随着产品应用范围的不断拓展，这类聚合物已成为从航空飞行器到农业生产，从文娱乐器械到人们日常的衣、食、住、行等各个领域中必不可少的材料。

为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性，汽车悬架系统上一般都装有减震器，汽车上广泛采用的是双向作用筒式减震器。弹簧垫是使用在汽车弹簧下面的部件，用以减轻弹簧与机械设备的损伤和承担部分缓冲效果。目前的弹簧垫采用的材料为PTMG聚四氢呋喃醚二醇，其具有很好的结构对称性，结晶性能好，作为软段合成的聚氨酯弹性体，拥有很好的力学性能，通过设计游离异氰酸酯的值，以制作不同硬度的聚氨酯制品。但是PTMG作为软段合成的聚氨酯弹性体耐热氧降解性能差，造成聚醚型聚氨酯耐疲劳性不够优异。

因此，设法进一步提高聚氨酯耐热氧降解性和疲劳性具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种聚氨酯弹性体材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚氨酯弹性体材料，聚氨酯弹性体材料由聚氨酯预聚体经交联得到；

交联采用的交联剂为3,5-二己基-2,4-甲苯二胺；

聚氨酯预聚体由聚酯多元醇和2,4-甲苯二异氰酸酯反应得到；

聚酯多元醇链段包括己二酸链段、1,4-丁二醇链段、聚四氢呋喃链段和2,4-吡啶二甲酸链段，且不同聚酯多元醇链段的2,4-吡啶二甲酸链段之间经Ni²⁺配位；

己二酸链段与2,4-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.05～0.08；

聚氨酯弹性体材料的硬度为92～95A，撕裂强度为95～108KN/m，伸长率为550～600％，初始热降解温度为290～296℃，最大热降解温度为423～437℃，失效次数大于200万次(聚氨酯弹性材料的耐疲劳性采用GB/T15584-1995进行检测，试验预载力为4900N)。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种聚氨酯弹性体材料，不同聚酯多元醇链段的2,4-吡啶二甲酸链段之间经Ni²⁺配位形成的配位结构为：