專利名稱：澆注型聚氨酯彈性體及制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是對澆注型聚氨酯彈性體的改進，尤其涉及一種使用溫度更高，耐磨性更好的澆注型聚氨酯彈性體及制備方法。
背景技術：
澆注型聚氨酯彈性體，是由多醇類聚合物與異氰酸酯反應得到預聚體，再與一種擴鏈劑(例如MCOA)進行固化。然而由于多醇類酯基極性較大，二端分子不平衡，造成分子活性差異，以及在聚合反應中存在惰性分子，導致擴鏈反應不完全、不徹底，降低了預聚體NCO設計含量，從而導致其物理性能(例如耐溫、耐磨)仍然不夠理想，尤其是耐溫性，通常只能在80℃以下使用時，才能保證其優(yōu)異性能，當使用溫度≥80℃時，產(chǎn)品內(nèi)部分子結構會發(fā)生改變，表面呈暗紅色，開始氧化、脫落。
其次，在獲得彈性體的二步法生產(chǎn)中，預聚體制備是在多醇類脫水后，直接在釜中投入所需異氰酸酯進行聚合反應。這樣加入的異氰酸酯首先被釜內(nèi)空氣中水分吸收，導致異氰酸酯反應量不足，使得設計NCO游離含量的降低。
再就是，單一擴鏈劑一次性投入擴鏈反應，預聚體中活性大的分子首先擴鏈反應，也會使得活性低的預聚體擴鏈反應不完全、不徹底，從而導致設計NCO游離含量的降低。
中國專利97101134.6公開的一種耐溫聚氨酯彈性體，物料組成為(當量比)異氰酸酯∶脫水二元醇∶含有異氰脲酸酯環(huán)和活性氫的化合物按1∶0.8∶0.1～1∶0.1∶0.8的配比加入反應器中，在攪拌狀態(tài)下，升溫至80-90℃，反應2-4小時，制得預聚體；先把預聚體升溫到80-90℃，然后按物料組成為(當量比)預聚體中異氰酸酯基∶擴鏈劑按1∶0.85～1∶0.95，加入擴鏈劑在80-90℃溫度下進行擴鏈反應，澆注、硫化得到產(chǎn)品。不僅沒有表明提高使用溫度，并且因采用一種擴鏈劑一次擴鏈固化，仍然存在擴鏈固化不完全、不徹底。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種耐溫和耐磨性更好的澆注型聚氨酯彈性體。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述聚氨酯彈性體的制備方法。
本發(fā)明第一目的實現(xiàn)，主要改進是合成預聚體采用分子結構對稱、酯基極性較小，且兩端分子分布均勻、密集，并有較好網(wǎng)狀結構的聚己內(nèi)酯，以及在擴鏈時至少采用三利復合擴鏈劑，從而達到擴鏈反應完全、徹底，克服現(xiàn)有技術不足，實現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明澆注型聚氨酯彈性體，包括多醇類聚合物與異氰酸酯反應得到預聚體，加入擴鏈劑固化成型，其特征在于所說多醇類聚合物為聚己內(nèi)酯(PCL)，所說擴鏈劑占預聚體總量的7.5-30wt％，且至少包括1，4-丁二醇(1，4-BD)、氫醌-雙(β-羥乙基)醚(HQEE)和間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚(HER)三種復合擴鏈劑。
本發(fā)明擴鏈劑，經(jīng)試驗一種更好為1，4-丁二醇占擴鏈劑總量的15-30wt％；以及HQEE與HER的比例，較好采用6-9∶4-1。
此外，為進一步提高所得聚氨酯的彈性，本發(fā)明復合擴鏈劑還可以加入三羥甲基丙烷(TMP)擴鏈劑，更適宜的加入量較好為1，4-丁二醇用量的20-30％。
本發(fā)明聚己內(nèi)酯與異氰酸酯的量比，與通常制備澆注型聚氨酯預聚體相仿，無特別要求。
本發(fā)明澆注型聚氨酯彈性體的制備，包括多醇類聚合物與異氰酸酯反應合成預聚體，再加入擴鏈劑固化，其特征在于所說多醇類聚合物為聚己內(nèi)酯，合成預聚體是在隋性氣體保護下進行；所說擴鏈劑占預聚體總量的7.5-30wt％，且至少包括1，4-丁二醇(1，4-BD)、氫醌-雙(β-羥乙基)醚(HOEE)和間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚(HER)三種復合擴鏈劑，擴鏈劑至少分二次加入，第一次至少加入1，4-丁二醇，第二次加入剩余的一種或多種擴鏈劑，所述擴鏈反應大約在1分鐘內(nèi)完成。
此外，本發(fā)明還可以加入三羥甲基丙烷(TMP)擴鏈劑，且較好在第一次加入。
本發(fā)明擴鏈劑分次加入，第一次加入的擴鏈劑較好占擴鏈劑總量的15-30％。
本發(fā)明所述擴鏈反應大約在1分鐘內(nèi)完成，是指擴鏈完成并非為數(shù)學概念標準1分鐘內(nèi)，而是大約等于(包括略超過)1分鐘。
本發(fā)明所述隋性氣體，主要作用是驅趕釜內(nèi)空氣，盡可能減少其中水分吸收異氰酸酯，導致異氰酸酯反應量不足，因此所有隋性氣體均能適用，但本發(fā)明一種較好采用氮氣，具有來源易得，價格便宜。
本發(fā)明聚己內(nèi)酯與異氰酸酯的量比，預取體合成溫條件、擴鏈反應溫度條件與現(xiàn)有技術基本相仿，無特別要求。
本發(fā)明由于選擇采用聚己內(nèi)酯為合成預聚體原料，因其酯基較小，碳原子數(shù)目小而分布密集，又有很好的網(wǎng)狀結構，結合至少采用三種或以上混合擴鏈劑，更有利于擴鏈固化的充分、徹底，確保NCO游離含量，從而提高了所得聚氨酯彈性體的耐溫性和水解性；制備預聚體時，在隋性氣體保護下進行聚合反應，使得異氰酸酯與多醇類最大程度聚合反應，擴鏈劑至少分二次加入擴鏈固化，預聚體擴鏈反應更完全、徹底。因此使所得聚氨酯物理性能例如耐溫性、耐磨性較已有聚氨酯彈性體大大提高，例如使用溫度可達100-150℃，較已有澆注型聚氨酯提高20-70℃，耐磨性可以提高30％以上。
以下結合幾個具體實施方式
，進一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式
實施例1取聚己內(nèi)酯57份，經(jīng)120-140℃脫水，降溫至50-60℃，加入43份異氰酸酯(MDI)，在氮氣保護下聚合反應1.5-2小時，得到溫度為80-90℃的預聚體。取總量為預聚體30％的復合擴鏈劑，在攪拌狀態(tài)下首先加入占擴鏈劑總量15％wt的1，4-丁二醇，再加入占擴鏈劑總量57％的氫醌-雙(β-羥乙基)醚和28％的間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚，在一分鐘內(nèi)攪拌反應完成，倒入模具成型，合模加壓硫化。
實施例2取聚己內(nèi)酯60份，經(jīng)120-140℃脫水，降溫至50-60℃，加入40份異氰酸酯(MDI)，取總量為預聚體13％的復合擴鏈劑，在攪拌狀態(tài)下首先加入占擴鏈劑總量12％的1，4-丁二醇，和占擴鏈劑總量3.6％的三羥甲基丙烷，再加入占擴鏈劑總量59.4％的氫醌-雙(β-羥乙基)醚(HOEE)，和25％的間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚，在一分鐘內(nèi)攪拌反應完成，倒入模具成型，合模加壓硫化。
實施例3如前述，其中聚己內(nèi)酯為76份，4，4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(PPDI)24份。復合擴鏈劑總量為預聚體的18％，其中第一次加入擴鏈劑總量28％的1，4-丁二醇，第二次加入擴鏈劑總量48％氫醌-雙(β-羥乙基)醚和24％的間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚。
權利要求
1.澆注型聚氨酯彈性體，包括多醇類聚合物與異氰酸酯反應得到預聚體，加入擴鏈劑固化成型，其特征在于所說多醇類聚合物為聚己內(nèi)酯，所說擴鏈劑占預聚體總量的7.5-30wt％，且至少包括1，4-丁二醇、氫醌-雙(β-羥乙基)醚和間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚三種的復合擴鏈劑。
2.根據(jù)權利要求1所述澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于所說復合擴鏈劑還包括三羥甲基丙烷。
3.根據(jù)權利要求1或2所述澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于所說1，4-丁二醇占擴鏈劑總量的10-30wt％。
4.根據(jù)權利要求3所述澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于所說三羥甲基丙烷占1，4-丁二醇用量的20-30％。
5.根據(jù)權利要求3所述澆注型聚氨酯彈性體，其特征在于所說氫醌-雙(β-羥乙基)醚與間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚比為6-9∶4-1。
6.根據(jù)權利要求1所述澆注型聚氨酯彈性體制備，包括多醇類聚合物與異氰酸酯反應合成預聚體，再加入擴鏈劑固化，其特征在于所說多醇類聚合物為聚己內(nèi)酯，合成預聚體是在隋性氣體保護下進行；所說擴鏈劑占預聚體總量的7.5-30wt％，且至少包括1，4-丁二醇(1，4-BD)、氫醌-雙(β-羥乙基)醚(HOEE)和間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚(HER)三種的復合擴鏈劑，擴鏈劑至少分二次加入，第一次至少加入1，4-丁二醇，第二次加入剩余的一種或多種擴鏈劑，所述擴鏈反應大約在1分鐘內(nèi)完成。
7.根據(jù)權利要求6所述澆注型聚氨酯彈性體制備，其特征在于復合擴鏈劑中還包括三羥甲基丙烷，并在第一次加入。
8.根據(jù)權利要求6或7所述澆注型聚氨酯彈性體制備，其特征在于第一次加入擴鏈劑占擴鏈劑總量的15-30％。
9.根據(jù)權利要求6或7所述澆注型聚氨酯彈性體制備，其特征在于所說隋性氣體為氮氣。
全文摘要
本發(fā)明是對澆注型聚氨酯彈性體的改進，其特征是多醇類聚合物為聚己內(nèi)酯，擴鏈劑占預聚體總量的7.5－30wt％，且至少包括1，4－丁二醇、氫醌－雙(β－羥乙基)醚和間苯二酚－雙(β－羥乙基)醚三種的復合擴鏈劑，合成預聚體是在隋性氣體保護下進行，擴鏈劑至少分二次加入，且擴鏈反應大約在1分鐘內(nèi)完成。本發(fā)明聚氨酯耐溫性、耐磨性較已有聚氨酯彈性體大大提高，使用溫度可達100－150℃，較已有澆注型聚氨酯提高20－70℃，耐磨性可以提高30％以上。
文檔編號C08K5/00GK1831024SQ20061003895
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權日2006年3月20日
發(fā)明者王世鋒, 蔣龍福 申請人:宜興市宙斯泵業(yè)有限公司