專利名稱：剛性聚氨酯的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯的制備方法，具體涉及一種剛性聚氨酯的制備方法。
背景技術：
聚氨酯具有獨特的軟硬段嵌段共聚物的結構，這賦予了其制品具有優(yōu)良的機械性能，同時制品的硬度可調(diào)節(jié)的范圍寬，這些優(yōu)異的綜合性能是其他很多種商品化橡膠和塑料所不具備的。聚氨酯既可以生產(chǎn)具有優(yōu)良的回彈性的聚氨酯彈性體，也可以用于生產(chǎn)硬度大于邵氏D60的剛性材料。這些剛性聚氨酯材料常用于承擔載荷很重的工作場合和使用溫度較高的工作環(huán)境，這就要求聚氨酯制品必須具有較高的硬度，通常要求硬度大于邵氏 D60，并且在80°C高溫下使用硬度大于邵氏D50。常規(guī)的聚氨酯高低溫硬度變化很大，常溫下容易達到硬度大于邵氏D60，但在80°C下由于高溫分子間氫鍵斷裂和分子間作用力的降低，制品硬度降低很快，通常只有不到邵氏D40的硬度，由于硬度的降低不能夠承擔更多的載荷，因此滿足不了使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種剛性聚氨酯的制備方法，能夠解決剛性聚氨酯高溫分子間氫鍵斷裂和分子間作用力的降低，而使制品硬度降低的缺點，并借助此方法獲得一種常溫時硬度大于邵氏D60，在80°C下硬度仍然大于邵氏D50的剛性聚氨酯。本發(fā)明所述的一種剛性聚氨酯的制備方法，由兩種組分配制而成預聚物組分按照如下制備方法得到以重量百分數(shù)計，由二異氰酸酯24. 5 50%與聚合物多元醇50 75. 5%在80 85°C反應2 3小時，得到異氰酸根質(zhì)量含量為 7 10%的預聚物，所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或一種以上，所述聚合物多元醇采用官能度為2 3，數(shù)均分子量在300 3000范圍內(nèi)的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇、聚四氫呋喃醚多元醇或聚己內(nèi)酯多元醇中的一種或一種以上，其中，官能度為3的聚合物多元醇占聚合物多元醇總質(zhì)量的10 50% ；擴鏈劑選用胺類擴鏈劑；將擴鏈劑在100 110°C加熱熔化后，與預聚物以質(zhì)量比20 四.4 100進行混合反應，混合溫度為60 75°C，然后澆注到模具中在100 110°C條件下硫化30分鐘脫模，最后在90 110°C條件下硫化8 10小時，得到剛性聚氨酯制品。其中，官能度為3的聚合物多元醇優(yōu)選占聚合物多元醇總質(zhì)量的20 40%。甲苯二異氰酸酯優(yōu)選用TDI-80或TDI-100，二苯基甲烷二異氰酸酯優(yōu)選用MDI-50 或 MDI-100。胺類擴鏈劑優(yōu)選用MOCA、E-300或M-CDEA。本發(fā)明制備得到的剛性聚氨酯制品的硬度在邵氏D60 80之間，該剛性聚氨酯制品在使用溫度80°C時，硬度能夠保持在大于邵氏D50。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過加入聚合物多元醇總質(zhì)量10% 50%的官能度為3的聚合物多元醇，使剛性聚氨酯分子間產(chǎn)生一定的氨基甲酸酯化學交聯(lián)，從彌補高溫下分子間氫鍵斷裂和分子間作用力的降低的影響，保證剛性聚氨酯制品在高溫下使用。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例所用材料如下PPG220 數(shù)均分子量2000的聚環(huán)氧丙烷醚二元醇PPG330 數(shù)均分子量3000的聚環(huán)氧丙烷醚三元醇PPG210 數(shù)均分子量1000的聚環(huán)氧丙烷醚二元醇PPG400 數(shù)均分子量400的聚環(huán)氧丙烷醚二元醇PPG303 數(shù)均分子量300的聚環(huán)氧丙烷醚三元醇PTMG2000 數(shù)均分子量2000的聚四氫呋喃醚二元醇PTMG1000 數(shù)均分子量1000的聚四氫呋喃醚二元醇PCL210 數(shù)均分子量1000的聚己內(nèi)酯二元醇PCL220 數(shù)均分子量2000的聚己內(nèi)酯二元醇MDI-50 4,4' -二苯基甲烷二異氰酸酯50 %，2，4 ‘ -二苯基甲烷二異氰酸酯 50%MDI-100 4,4' -二苯基甲烷二異氰酸酯TDI-100 2,4-甲苯二氰酸酯TDI-80 2,4-甲苯二氰酸酯80%，2，6-甲苯二異氰酸酯20%M-CDEA :4，4'-亞甲基-雙 _(3_ 氯 _2，6_ 二乙二基苯胺)MOCA 3,3' -二氯 _4，4' -二氨基二苯基甲烷E-300 二甲硫基甲苯二胺。實施例1 預聚物組分按照重量百分數(shù)計，分子量1000的聚四氫呋喃醚多元醇 (PTMG1000) 37. 75 %，分子量 3000 的聚環(huán)氧丙燒醚多元醇(PPG330) 37. 75 %，TDI-100 對.5%。在80°C反應3小時，然后真空(_0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根質(zhì)量含量為 7.0%的預聚物。預聚物和熔化后的M-⑶EA以100 29. 4的質(zhì)量比混合反應，混合溫度為65°C， 然后澆注到模具中在100°C條件下硫化30分鐘脫模，最后在110°C條件下硫化8小時，得到 25°C時硬度邵氏D60的剛性聚氨酯制品。實施例2 預聚物組分按照重量百分數(shù)計，分子量2000的聚四氫呋喃醚多元醇 (PTMG2000)53%，分子量 300 的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇(PPG303) 13%, TDI-80 34% 在 85°C 反應2小時，然后真空(-0. 095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根質(zhì)量含量為8. 5%的預聚物。預聚物和熔化后的E-300以100 20的質(zhì)量比混合反應，混合溫度為60°C，然后澆注到模具中在100°c條件下硫化30分鐘脫模，最后在110°C條件下硫化8小時，得到25°C 時硬度邵氏D70的剛性聚氨酯制品。實施例3
預聚物組分按照重量百分數(shù)計，分子量1000的聚己內(nèi)酯多元醇(PCL210)25%， 分子量2000的聚己內(nèi)酯多元醇(PCL220) 15%，分子量300的聚環(huán)氧丙烷醚(PPG303) 10%， MDI-50 40. 3%,MDI-100 9.7%。在80°C反應3小時，然后真空(-0. 095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根質(zhì)量含量為10%的預聚物。預聚物和熔化后的MOCA以100 28. 5的質(zhì)量比混合反應，混合溫度為75°C，然后澆注到模具中在110°c條件下硫化30分鐘脫模，最后在110°C條件下硫化8小時，得到25°C 時硬度邵氏D80的剛性聚氨酯制品。實施例4 預聚物組分按照重量百分數(shù)計，分子量1000的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇 (PPG210)25. 5%，分子量2000的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇(PPG220) 25. 5%，分子量300的聚環(huán)氧丙烷醚(PPG303) 12. 7%，TDI-100 30. 3%, TDI-80 6%0 在 85°C反應 3 小時，然后真空 (-0. 095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根質(zhì)量含量為8. 8%的預聚物。預聚物和熔化后的MOCA以100 25. 5的質(zhì)量比混合反應，混合溫度為75°C，然后澆注到模具中在110°c條件下硫化30分鐘脫模，最后在110°C條件下硫化8小時，得到25°C 時硬度邵氏D75的剛性聚氨酯制品。對比實施例1 預聚物組分按照重量百分數(shù)計，分子量1000的聚己內(nèi)酯多元醇 (PCL210)45. 0%,分子量400 的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇(PPG400) 19. 7%,TDI-100 35. 3%。在 85°C反應3小時，然后真空(_0.095MPa)脫除氣泡，得到異氰酸根質(zhì)量含量為8. 8%的預聚物。預聚物和熔化后的MOCA以100 25. 5的質(zhì)量比混合反應，混合溫度為75°C，然后澆注到模具中在110°c條件下硫化30分鐘脫模，最后在110°C條件下硫化8小時，得到25°C 時硬度邵氏D75的剛性聚氨酯制品。各實施例所制得剛性聚氨酯制品性能如下表
權利要求
1.一種剛性聚氨酯的制備方法，其特征在于由兩種組分配制而成預聚物組分按照如下制備方法得到以重量百分數(shù)計，由二異氰酸酯24. 5 50%與聚合物多元醇50 75. 5%在80 85°C反應2 3小時，得到異氰酸根質(zhì)量含量為7 10 %的預聚物，所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或一種以上，所述聚合物多元醇采用官能度為2 3，數(shù)均分子量在300 3000范圍內(nèi)的聚環(huán)氧丙烷醚多元醇、聚四氫呋喃醚多元醇或聚己內(nèi)酯多元醇中的一種或一種以上，其中，官能度為3的聚合物多元醇占聚合物多元醇總質(zhì)量的10 50% ；擴鏈劑選用胺類擴鏈劑；將擴鏈劑在100 110°C加熱熔化后，與預聚物以質(zhì)量比20 四.4 100進行混合反應，混合溫度為60 75°C，然后澆注到模具中在100 110°C條件下硫化30分鐘脫模，最后在90 110°C條件下硫化8 10小時，得到剛性聚氨酯制品。
2.根據(jù)權利要求1所述的剛性聚氨酯的制備方法，其特征在于官能度為3的聚合物多元醇占聚合物多元醇總質(zhì)量的20 40%。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性聚氨酯的制備方法，其特征在于甲苯二異氰酸酯選用 TDI-80 或 TDI-100。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性聚氨酯的制備方法，其特征在于二苯基甲烷二異氰酸酯選用MDI-50或MDI-100。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性聚氨酯的制備方法，其特征在于胺類擴鏈劑選用 MOCA、E-300 或 M-CDEA。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氨酯的制備方法，具體涉及一種剛性聚氨酯的制備方法，是由預聚物組分和擴鏈劑兩種組分配制而成。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過加入聚合物多元醇總質(zhì)量10％～50％的官能度為3的聚合物多元醇，使剛性聚氨酯分子間產(chǎn)生一定的氨基甲酸酯化學交聯(lián)，從彌補高溫下分子間氫鍵斷裂和分子間作用力的降低的影響，保證剛性聚氨酯制品在高溫下使用。
文檔編號C08G18/32GK102504182SQ201110330929
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者張芳, 陳海良, 陳由亮 申請人:山東東大一諾威聚氨酯有限公司