[发明专利]一种高强度聚氨酯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度聚氨酯材料及其制备方法。本发明提供的高强度聚氨酯材料的制备方法包括以下步骤：将聚氨酯样条进行循环拉伸处理，得到高强度聚氨酯材料；所述循环拉伸处理的过程中，拉伸的应变呈梯度增加。相比于原聚氨酯材料，本发明通过循环拉伸处理方式得到高强度聚氨酯材料，其拉伸强度和后期模量均明显提高，应变硬化明显，该方法简便易行，增强效果显著，可拓宽聚氨酯材料的应用范围。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体是一种重要的高分子材料，一般是由聚酯、聚醚、聚烯烃等端羟基低聚物与异氰酸酯及低分子醇类或胺类逐步聚合而成。聚氨酯弹性体既可以具有橡胶的弹性，又可以拥有塑料的强度，因而受到了广泛关注，在橡胶、塑料、涂料、粘合剂和密封垫等生活和工业领域具有广阔的应用前景。

目前，随着社会及经济的不断发展，对聚氨酯的力学性能提出了更高的要求，需要更高强度的聚氨酯材料。提高聚氨酯强度常用的方法是通过与其它树脂共混、提高软硬段的结晶度或者调节软硬段含量。中国专利CN109294251A公开了一种聚氨酯树脂组合料形成的高强度高模量聚氨酯材料及其用途。将环氧功能化的聚苯醚微球粒子与多元醇、异氰酸酯等搅拌混合热固化，得到高强度高模量的聚氨酯材料。但是，该方法需要先对聚苯醚微球粒子进行环氧功能化改性，工艺较为复杂。中国专利CN109369877A公开了一种高强度聚氨酯防水涂料及其制备方法。将酰胺基团引入到聚氨酯分子链中，利用酰胺基团强的极性以及与聚氨酯链间的氢键作用，能够和分子中的酯基、氨酯基形成分子间氢键，使聚氨酯树脂的断裂强度显著提高。该方法虽然在一定程度上可以改善聚氨酯材料的力学性能，但效果并不显著。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高强度聚氨酯材料及其制备方法，本发明制备的高强度聚氨酯材料的力学性能较优。

本发明提供了一种高强度聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚氨酯样条进行循环拉伸处理，得到高强度聚氨酯材料；

所述循环拉伸处理的过程中，拉伸的应变呈梯度增加。

优选的，制备所述聚氨酯样条的聚氨酯片材的断裂强度为33~38 MPa，断裂伸长率为520%~730%。

优选的，制备所述聚氨酯样条的聚氨酯片材选自第一聚氨酯片材或第二聚氨酯片材；

所述第一聚氨酯片材的断裂强度为34 MPa，断裂伸长率为730%；

所述第二聚氨酯片材的断裂强度为37 MPa，断裂伸长率为526%。

优选的，所述循环拉伸的速度为5~500 mm/min。

优选的，所述循环拉伸的应变增量为1%~20%。

优选的，所述循环拉伸的温度为23℃。

优选的，所述循环拉伸处理包括：

以1%的应变增量逐步循环拉伸到10%，再以2%的应变增量逐步循环拉伸到20%，再以5%的应变增量逐步循环拉伸到40%，再以10%的应变增量逐步循环拉伸到100%，最后以20%的应变增量逐步循环拉伸到最大应变；

所述最大应变为450%~700%。

优选的，所述聚氨酯样条为哑铃型样条；

所述哑铃型样条的尺寸为（10~51）mm×（1~4）mm。

本发明还提供了一种上文所述的制备方法制得的高强度聚氨酯材料。