專利名稱：一種聚氨酯彈性體組合料及其透明彈性體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚氨酯彈性體領(lǐng)域，特別涉及由三組份物料制備的具有較低成本和優(yōu)越回彈性能的透明聚氨酯彈性體。這些彈性體特別適合制造直列式透明溜冰鞋輪或滑板輪。
背景技術(shù)：
溜冰鞋輪的外層材料需要具有優(yōu)異的回彈性，以防止輪子在使用期間過熱或熔化。另外，高回彈的輪子更容易滾動，可為使用者節(jié)省更多的體力。當(dāng)前高性能的溜冰鞋輪一般由聚四氫呋喃二醇(PTMG)、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)和1，4-丁二醇制得，回彈率可達到70%以上，由于PTMEG昂貴價格，限制了這類高檔材料的應(yīng)用。價格較低的彈性體以聚酯多元醇或聚氧化丙烯二醇(PPG)代替PTMEG來制備， 但是這些材料的回彈率較低，基于普通PPG的典型彈性體的回彈率只有50 55%，其應(yīng)用受到了限制。透明聚氨酯輪子受到消費者的歡迎。一方面消費者喜歡透明輪子的外觀，另一方面，在塑料輪芯內(nèi)嵌入可發(fā)光的元器件，輪子滾動時元器件發(fā)光，輪子看起來更加絢麗，更能吸引消費者。為了制造透明輪子，通常不得不對材料的組成進行變化，但損害了回彈性和其他關(guān)鍵的性能，例如物理機械性能和耐磨性能。美國專利US6174984公開了一種制作具有高彈性和透明性彈性體的方法，使用數(shù)均分子量從500到6000的環(huán)氧丙烷均聚物聚醚二醇或環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷共聚物聚醚二醇與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，得到預(yù)聚物。然后通過使用專利US4182825中的方法，采用特殊設(shè)備對預(yù)聚物進行后期處理，以控制預(yù)聚物中游離的甲苯二異氰酸酯含量在以下，并且在制作聚氨酯材料時，預(yù)聚體使用的操作溫度在100°C以上，其操作工藝復(fù)雜，能耗較高。專利文獻CN101747618A公開了一種三組份聚氨酯彈性體組合物的制備方法。文獻公開的制備彈性體的操作條件為異氰酸酯組份與A組份(聚合物和擴鏈劑的混合物)的混合比例為100 (50 100)，其中聚合物和擴鏈劑的混合比為100 17. 6 43 ；各組份的混合溫度為30士5°C，硫化溫度為70 80°C，20 30min脫模。大規(guī)模生產(chǎn)聚氨酯彈性體制品時，脫模時間長，生產(chǎn)效率低。文獻又介紹在聚合物組分中摻入一種有機硅氟化物增強劑來改善材料的耐磨性能，但是由于有機硅氟化物與聚氨酯材料的相容性差等問題，影響材料的透明性，作為透明材料使用時受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種聚氨酯彈性體組合料，該組合料制備的彈性體透明，并具有良好的物理機械性能。本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種該組合料制備透明彈性體的方法，該方法脫模時間短、生產(chǎn)效率高。本發(fā)明的三組份聚氨酯彈性體組合料，以質(zhì)量份數(shù)計包括以下組成
(A)預(yù)聚物組份A 二異氰酸酯13 20份，聚醚二元醇77 80份，稀釋劑3 7， 異氰酸酯基(NCO)含量為3% 6%。所述聚醚二元醇為數(shù)均分子量250 3000的聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇混合物，其中聚四氫呋喃二醇占共混聚醚的4% 65 % ；所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯(TDI)，優(yōu)選TDI-8(K2，4-TDI和2，6-TDI以質(zhì)量比80 20的混合物)；稀釋劑選自鄰苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯或磷酸酯中的一種或幾種混合物，優(yōu)選脂肪族二酸酯，更優(yōu)選己二酸二辛酯(DOA)。(B)聚合物組份B 分子量1000 5000、官能度為2或3的聚環(huán)氧丙烷醚88 94 份、催化劑1 2份和抗老化劑5 10份。催化劑選自有機錫、有機鉍、有機鋅、有機鋯其中的一種或幾種混合物；抗老化劑選自UV-3^ 0-(2'-羥基-3'，5' - 二叔戊基苯基) 苯并三唑)、1010(四亞甲基(3，5-二-叔丁基-4-羥基苯丙酸)甲酯)、BHT 0，6-二叔丁基對甲酚)、1076 (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯)中的一種或幾種。(C)擴鏈劑組份C:選自E-300(3，5_ 二甲硫基-2，4-甲苯二胺和3，5_ 二甲硫基-2，6-甲苯二胺的混合物)丄-100(3，5-二乙基-2，4-甲苯二胺和3，5-二乙基-2，6-甲苯二胺的混合物)或TX-2 (2，4- 二氨基-3，5- 二甲硫基氯苯)，優(yōu)選E-100。C組份和B組份按10 6 20的質(zhì)量比例混合物為固化劑組份，A組份和固化劑組份的質(zhì)量比為100 15 19，固化后所得彈性體材料透明并具有表1所示性能。表1本發(fā)明透明彈性體材料性能
權(quán)利要求
1.一種三組份聚氨酯彈性體組合料，以質(zhì)量份數(shù)計包括以下組成(A)預(yù)聚物組份A二異氰酸酯13 20份，聚醚二元醇77 80份，稀釋劑3 7，異氰酸酯基含量為3% 6% ；所述聚醚二元醇為數(shù)均分子量250 3000的聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃二醇混合物，其中聚四氫呋喃二醇占共混聚醚的4% 65%;所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯；稀釋劑選自鄰苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯或磷酸酯中的一種或幾種混合物；(B)聚合物組份B:分子量1000 5000、官能度為2或3的聚氧化丙烯二醇88 94 份、催化劑1 2份和抗老化劑5 10份；(C)擴鏈劑組份C:選自3，5_二甲硫基-2，4-甲苯二胺和3，5_ 二甲硫基-2，6-甲苯二胺的混合物、3，5- 二乙基-2，4-甲苯二胺和3，5- 二乙基-2，6-甲苯二胺的混合物或2， 4-二氨基_3，5-二甲硫基氯苯；C組份和B組份按10 6 20的質(zhì)量比例混合物為固化劑組份，A組份和固化劑組份的質(zhì)量比為100 15 19。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三組份聚氨酯彈性體組合料，其特征是二異氰酸酯為2， 4-TDI和2，6-TDI以質(zhì)量比80 20的混合物；稀釋劑是指己二酸二辛酯；催化劑選自有機錫、有機鉍、有機鋅、有機鋯其中的一種或幾種混合物；抗老化劑選自2- '-羥基-3'， 5' -二叔戊基苯基)苯并三唑、四亞甲基(3，5_二-叔丁基-4-羥基苯丙酸)甲酯、2，6_二叔丁基對甲酚、3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基丙酸十八碳醇酯中的一種或幾種；擴鏈劑是指 3，5-二乙基-2，4-甲苯二胺和3，5-二乙基-2，6-甲苯二胺的混合物。
3.—種權(quán)利要求2所述的三組份聚氨酯彈性體組合料，其特征是以該組合料制得的彈性體透明，并具有以下性能
4. 一種以權(quán)利要求1 3之一所述的組合料制備彈性體的方法，包括以下步驟(1)預(yù)聚物組份A將二異氰酸酯與聚醚二元醇在70 90°C反應(yīng)2 3h，再與稀釋劑混合均勻，得到異氰酸酯基含量為3% 6%的預(yù)聚物；(2)聚合物組份B將聚氧化丙烯二醇、催化劑和抗老化劑在100 110°C、-0. 095MPa 以下脫水至水分小于0. 05%，得到聚合物組份；(3)將擴鏈劑組份和聚合物組份的溫度控制在20 35°C，擴鏈劑組份和B組份按,10 6 20的質(zhì)量比攪拌均勻作為固化劑組分，然后A組份和固化劑組份以100 15 19的質(zhì)量比混合，在80 90°C固化13 15min脫模，室溫固化得到透明彈性體材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚氨酯彈性體組合料及其透明彈性體的制備方法，三組份組合料以質(zhì)量份數(shù)計包括(A)預(yù)聚物組份二異氰酸酯13～20份，聚醚二元醇77～80份，稀釋劑3～7，NCO含量為3％～6％，稀釋劑選自鄰苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯或磷酸酯中的一種或幾種混合物；(B)聚合物組份聚環(huán)氧丙烷醚88～94份、催化劑1～2份和抗老化劑5～10份；(C)擴鏈劑組份。C組份和B組份按10∶6～20的質(zhì)量比混合物為固化劑組份，A組份和固化劑組份以質(zhì)量比100∶15～19混合，在80～90℃固化13～15min脫模，室溫固化得到透明彈性體材料，可用于對透明性要求較高的高彈溜冰鞋閃光輪或活力板閃光輪的制備。
文檔編號C08G18/48GK102250308SQ201110157408
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者姚慶倫, 王振, 石雅琳, 韋永繼 申請人:黎明化工研究院