[发明专利]一种有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及聚氨酯弹性体材料技术领域，提供了一种有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用。本发明提供的有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料的制备原料包括聚碳酸酯二元醇、二异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷和交联剂。本发明利用有机硅树脂作为改性剂，提高聚氨酯弹性体材料的理化性能。并且本发明采用的有机硅树脂端基带有活性基团，可以与二异氰酸酯进行共聚加成反应，更能提高与基体的相容性；同时，通过改变有机硅树脂的添加比例，还能对材料机械强度以及摩擦学性能的调节。实施例结果表明，本发明提供的有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料具有良好的力学性能、水润滑摩擦性能、高温耐水解性能及耐油性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体材料技术领域，尤其涉及一种有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子材料，其种类众多，具有优异的机械性能、耐介质与自润滑性能，其中高耐磨、耐油、耐水解性能的聚氨酯被广泛用于密封材料、水润滑轴承等领域。在合成过程中，根据不同的合成工艺及原材料配比能够形成不同性能的聚氨酯弹性体，根据多元醇的种类，聚氨酯可分为聚酯类、聚醚类、聚烯烃类、聚丙烯酸酯类等。

聚氨酯类材料在其工作温度范围内可表现出弹性体的特征，这是实现相关的应用领域所必须的。聚氨酯类材料具有高强度、高耐磨性、高拉伸性能等出色的机械性能。但是，由于聚氨酯类材料仍具备热塑材料的特征，在80℃下会软化甚至熔化，这一点降低了其工作温度上限。因此，开发高性能、耐介质的新型热固性聚氨酯材料具有重要的研究意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料及其制备方法和应用。本发明提供的有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯耐热性高，耐介质性好，力学性能优异，且摩擦学性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料，包括以下质量份数的制备原料：聚碳酸酯二元醇140～180份，二异氰酸酯40～100份，端羟基聚二甲基硅氧烷1～10份，交联剂10～25份。

优选的，所述聚碳酸酯二元醇的数均分子量为500～3000；所述端羟基聚二甲基硅氧烷的数均分子量为3000～5000。

优选的，所述二异氰酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

优选的，当所述二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯时，所述二异氰酸酯的质量份数为40～70份；当所述二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯时，所述二异氰酸酯的质量份数为60～100份；当所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯时，所述二异氰酸酯的质量份数为50～90份。

优选的，所述交联剂包括三羟甲基丙烷和丙三醇中的一种或两种。

优选的，当所述交联剂为三羟甲基丙烷时，所述交联剂的质量份数为15～25份；当所述交联剂为丙三醇时，所述交联剂的质量份数为10～18份。

本发明还提供了上述方案所述有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚碳酸酯二元醇、端羟基聚二甲基硅氧烷和二异氰酸酯混合进行预聚反应，得到预聚体；

将所述预聚体和交联剂混合后进行固化，得到有机硅改性热固性聚酯型聚氨酯弹性体材料。

优选的，所述预聚反应的温度为60～80℃，时间为1.5～4h；所述二异氰酸酯中的异氰酸酯基与聚碳酸酯二元醇和端羟基聚二甲基硅氧烷中羟基总量的摩尔比为(2～5):1。

优选的，得到预聚体后，还包括将所述预聚体进行脱气；所述预聚体和交联剂混合后，还包括将所得混合物进行脱气；所述固化的温度为80～120℃。