[发明专利]一种利用蒙脱土改性聚氨酯弹性体的方法

说明书

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种利用蒙脱土改性聚氨酯弹性体的方法。本发明选用聚磷酸铵与硼酸复配得到阻燃剂，通过优化阻燃剂配方，达到对聚氨酯弹性体高效阻燃和降烟减毒的协同效果；通过阳离子填充法制备钠基蒙脱土，然后通过水热法在钠基蒙脱土表面原位生长花状二硫化钼，得到复合蒙脱土，对聚氨酯进行改性，起到协同阻燃的效果；采用4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯对复合蒙脱土进行共价接枝改性，制备出具有异氰酸酯特征的高活性、高分散性的复合蒙脱土；以改性的异氰酸酯化复合蒙脱土与甲苯‑2,4‑二异氰酸酯为杂化反应物，制备出接枝型聚氨酯弹性体，异氰酸酯化复合蒙脱土的加入显著提高了聚氨酯的力学性能和热稳定性能。

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种利用蒙脱土改性聚氨酯弹性体的方法。

背景技术

热塑性聚氨酯是一种新型的有机高分子合成材料，属于化合物，各项性能较为优异，其耐磨性、回弹力都高于普通聚氨酯；此外其还具有硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能等优点，因此在电缆、汽车、卫生、管材、薄膜、片材等诸多领域中，热塑性聚氨酯被广泛应用。但是线性热塑性聚氨酯弹性体在受动态负荷下材料会发生蠕变，会产生较为严重的内生热，导致回弹性变差，易老化，且遇火极易燃烧并分解，产生大量的熔滴及NO，CO，HCN等有毒气体。现有市场通常在热塑性聚氨酯中添加填料来改善其性能。

蒙脱土是膨润土矿的主要矿物组分，是一种自然界形成的、可膨胀的硅酸盐的天然矿物，具有很强的刚度，作为填料填充聚合物，能够提高其力学性能、隔热和阻燃性能等。但是通常由纳米片层组成的蒙脱土颗粒属微米级别，将其直接应用于聚合物中片层结构很难完全打开，两者的相容性差，影响蒙脱土作用的充分发挥。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种利用蒙脱土改性聚氨酯弹性体的方法。

一种利用蒙脱土改性聚氨酯弹性体的方法，包括以下步骤：

S1:向聚四氢呋喃醚二醇中加入异氰酸酯化复合蒙脱土，然后加入甲苯-2,4-二异氰酸酯，在80-90℃下保温1-2h，经除泡得到聚氨酯预聚体；

S2:将聚氨酯预聚体、二甲硫基甲苯二胺、紫外光稳定剂、阻燃剂混合，在110-120℃下混合搅拌5-8min,经硫化得到蒙脱土改性的聚氨酯弹性体。

优选的，所述异氰酸酯化复合蒙脱土的制备包括以下步骤：

1):将蒙脱土、饱和氯化钠溶液混合，在65-70℃下搅拌22-24h，离心、烘干得到钠基蒙脱土；

2):将钼酸铵、硫脲溶于蒸馏水中，搅拌1-2h后加入钠基蒙脱土，继续搅拌1-2h，然后在190-200℃保温22-24h，洗涤及干燥得到复合蒙脱土；

3)：将复合蒙脱土加入溶剂中超声搅拌，得到蒙脱土悬浮液；将4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入溶剂中搅拌混合，升温至55℃后加入所述蒙脱土悬浮液和催化剂，保温8-10h，洗涤、干燥，得到异氰酸酯化复合蒙脱土。

优选的，所述蒙脱土、钼酸铵、硫脲的质量比为4：0.04：0.05。

优选的，复合蒙脱土与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为0.1：8。

优选的，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

优选的，所述阻燃剂为聚磷酸铵与硼酸复配得到，聚磷酸铵与硼酸的质量比为(4-6)：1。

优选的，按重量份计，制备所述蒙脱土改性的聚氨酯弹性体的原料包括以下组分：70-80份聚四氢呋喃醚二醇、0.1-0.3份异氰酸酯化复合蒙脱土、20-22份甲苯-2,4-二异氰酸酯、8-10份二甲硫基甲苯二胺、0.5-1份紫外光稳定剂、0.5-1份阻燃剂。