[发明专利]一种MDI基高透明聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

本发明属于芳香族聚氨酯弹性体的制备领域，具体是一种简单的本体聚合法制备MDI基高透明聚氨酯弹性体的方法。在反应容器中加入大分子二元醇、小分子多元醇或大分子多元醇、以及4,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯，制成预聚物；然后搅拌并加入扩链剂，待溶液粘稠浇入准备好的模具中，待凝胶时模压硫化；最后，将模压硫化所得产品放置烘箱里硫化，自然冷却至室温，取出，获得MDI基高透明聚氨酯弹性体；所述扩链剂为二元醇和含双硫键二元醇的混合扩链剂。本发明通过调控多元醇的种类和用量得到支化结构聚氨酯，再通过扩链剂的种类及用量控制硬段相结晶尺寸，实现透明聚氨酯弹性体的高效可控合成，从而得到MDI基高透明聚氨酯弹性体。

技术领域

本发明属于芳香族聚氨酯弹性体的制备领域，具体是一种简单的本体聚合法制备MDI基高透明聚氨酯弹性体的方法。

背景技术

透明聚氨酯既具有较好的光学性能，在憎水透明材料、夹层防弹玻璃、透明防护制品、眼镜片、透明防护涂层、装饰材料、工艺品等领域应用越来越广泛。在聚氨酯材料中，分子的结晶现象是影响材料透明性的重要因素。根据高聚物结构理论，只有无规非晶的聚合物，才有可能是透明的，而结晶共聚物，由于总是存在晶区和非晶区，光线对这两相的折射率不同，因此往往是不透明。聚酯聚氨酯中由于酯基极性高，易产生结晶，影响聚氨酯的透明性，而聚醚分子链间的相互作用力较聚酯弱，易无规随机排列，结晶度低，透明性好，因此透明聚氨酯多采用聚醚多元醇或聚醚聚酯混合多元醇制备。对于聚氨酯材料，硬段在强极性的氨基甲酸酯基团、氢键以及分子间作用力的作用下，容易产生有序排列而结晶，具有明显的微相分离结构，影响聚氨酯的透明性，且芳香族异氰酸酯合成的聚氨酯由于苯环的存在，在使用过程中会泛黄，学透明性下降。因此，芳香族异氰酸酯多用于对透明性要求不高的场合，透明聚氨酯多采用脂肪族异氰酸酯。Markf等用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚乙二醇、聚丙二醇合成的芳香族聚氨酯材料其透光度仅能达到80%以上（Sonnenschein, M. F.; Rondan, N.; Wendt, B. L.; Cox, J. M., Synthesis oftransparent thermoplastic polyurethane elastomers. 2004, 42, (2), 271-278.）。

发明内容

本发明为了解决芳香族聚氨酯的透明性较差的问题，提供了一种MDI基高透明聚氨酯弹性体的制备方法，该方法的操作简单，周期短，效率高。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种MDI基高透明聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

在反应容器中加入大分子二元醇、小分子多元醇或大分子多元醇、以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，于70-130℃加热条件下搅拌1-6 h，制成预聚物；然后将预聚物在70-120℃的环境下，搅拌并加入扩链剂，待溶液粘稠浇入准备好的模具中，待凝胶时在110-130℃模压硫化10-60 min；最后，将模压硫化所得产品放置100-140℃的烘箱里，后硫化4-28h，自然冷却至室温，取出，获得MDI基高透明聚氨酯弹性体；所述扩链剂为二元醇和含双硫键二元醇的混合扩链剂。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述大分子二元醇的重量份数为51.6-297份，小分子多元醇的重量份数为0.046-0.67份，大分子多元醇的重量份数为0.9-5份，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的重量份数为50-125份，二元醇的重量份数为2.48-27份，含双硫键二元醇的重量份数为9.24-43.12份。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述大分子二元醇为数均分子量600-3000的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚丁二酸乙二醇酯二醇、聚丁二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯二醇、聚环氧丙烷醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种以任意比例混合的混合物。