[发明专利]喷雾聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

本发明涉及使用双组分高压喷雾器制备喷雾聚氨酯弹性体的方法，特别是涉及由特定配方制得的预聚物组分和树脂组分制备无溶剂喷雾聚氨酯弹性体的方法。

喷雾聚氨酯弹性体惯用的制备方法包括，例如，溶剂稀释法(Adiprene Bulletin纳幕尔杜邦公司)，该方法包括将带有末端异氯酸酯基的预聚物和高活性芳香胺固化剂如二苯基甲烷二胺等分别溶解在溶剂中，用普通双组分喷雾器涂敷(压力约为70公斤·力/厘米2)；用溶剂稀释并将上述预聚物和低活性芳香胺固化剂如3，3′—二氯—4，4′—二氨基二苯基甲烷(MOCA)等混合，接着在适用期内用高压单组分喷雾器喷雾(见日本专利申请公开号17430/74，MITSUI TAOTSU化学公司)的方法；使用高沸点溶剂，使其保留在涂敷产品中的方法；部分预聚物与高分子量多羟基化合物和低分子量多羟基化合物(见日本专利申请公开号134077/85和147329/85，MITSUI TAOTSU化学公司)的混合物反应的方法；等等。

上述方法由于使用溶剂产生环境污染问题，在涂层厚的情况下，由于强制热固化引起热能损失，在一次喷雾厚的情况下，由于需要从涂敷产品中将溶剂蒸发掉，会从涂敷产品中产生大量泡沫。使用高沸点溶剂以免产生泡沫，并使溶剂保留在涂敷产品中的方法，会产生这样的问题，即在涂敷产品长期使用过程中，由于溶剂迁移、蒸发、淋洗入雨水中等等造成溶剂损失，结果随着断裂、收缩等使涂层损坏。

薄的并反复进行涂敷的方法存在着需花费很长时间才能涂敷完毕的缺陷。

碳化二亚胺改性的液态二苯甲烷二异氰酸酯(后面将二苯甲烷二异氰酸酯称为MDI)或MDI的部分预聚物与高分子量多羟基化合物和低分子量多羟基化合物的混合物反应制备涂敷产品，以此为例的方法的缺点是低分子量多羟基化合物的高吸水性导致羟基和水分之间的竞争性反应，容易发泡，使涂敷产品上产生小孔、弧坑等等，使其比重和强度下降。

由于不能完全控制由空气中的潮气引起的发泡和由多羟基化合物组分亲水性引起的水分产生的发泡，上面各种方法都存在着涂敷产品密度降低，进而使物理性能和表面性能变差等缺陷。

制备聚氨酯弹性体惯用的方法包括诸如铸模法、可铣聚氨酯法、热塑性模塑法等等方法。为了把耐磨性等赋与具有复杂形状的表面，很难把上述各种方法应用于衬里。

本发明着重研究制备能厚涂敷且不受潮气影响的喷雾聚氨酯弹性体的方法，通过选择特定的催化剂完成本发明。

本发明的喷雾压模法使以前认为不可能的压模及应用成为可能。

本发明的方法由于初始固化速度高可应用于垂直表面，通过避免在开始时产生乳酪状凝胶作用，可完全避免产生裂纹，得到具有满意物性的模压产品。也就是说，已经发现特别优良的原料体系包括聚四亚甲基醚二醇聚醚、高活性芳族多胺和铋催化剂的结合，能提供具有优良物理性能，特别是高耐磨性的弹性体。

在本发明中，原料体系的反应速率很高，不能使用普通搅拌机，而必须使用特殊的喷雾器。必须使用双组分高压喷雾器，相应的液压上升到100公斤·力/厘米²，接着用碰撞混合枪混合，并立刻进行喷雾。用上述喷雾器使上述体系成型，从而完成本发明。

本发明提供一种制备无溶剂喷雾聚氨酯弹性体的方法，使用双组分高压喷雾器将下列组分直接喷雾到基质上，(a)一种有机多异氰酸酯和分子量400—2000的聚四亚甲基醚二醇反应制得的部分预聚物组分(NCO/OH摩尔比为5～40)，以及通过混合含有(b)、(c)和(d)组分制得的树脂组分，(b)一种分子量400—2000的聚四亚甲基醚二醇，(c)一种活性芳香多胺，作为链增长剂，芳核上没有亲电子基团，和(d)一种有机铋化合物，作为催化剂。

用于本发明的多异氰酸酯的例子包括2，4—亚甲代苯基二异氰酸酯(后面称其为2，4—TDI)，2，6—TDI及2，4—TDI和2，6-TDI的混合物，2，4’-MDI，4，4’-MDI和2，4’-MDI和4，4’-MDI的混合物，亚二甲苯二异氰酸酯(XDI)，2，4-和/或4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(氢化MDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，氢化亚二甲苯基二异氰酸酯(HXDI)，粗TDI，多亚甲基多苯基多异氰酸酯(粗TDI、聚TDI)，异氰酸酯改性的、碳化二亚胺改性的、缩二脲改性的、氨基甲酸乙酯亚胺改性的上述各种异氯酸酯，等等。上述有机多异氰酸酯中，MDI、粗MDI及它们的改性产物是特别优选的。

本发明中使用的分子量为400—2000的聚四亚甲基醚二醇(后面简称PTMEG)是由四氢呋喃开环聚合得到的二醇，可用下列通式表示：