凝胶可控聚氨酯弹性体及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种凝胶可控聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术：

2.聚氨酯弹性体作为一种介于橡胶和塑料之间的高分子合成材料，被誉为第五大塑料，由于聚氨酯弹性体兼具了橡胶与塑料的优点，且硬度范围可调且加工方便，因而被广泛应用于工业、医疗、建筑、矿山等领域。
3.聚氨酯弹性体以其优异的性能，如力学性能好，耐磨、弹性高以及耐化学性能好等，获得了人们的广泛关注及应用，但现有的聚氨酯弹性体也存在一些缺陷，例如产品反应速度较快，不利于大型制品的生产；其次由于聚氨酯本身的结构特点使其耐热性较差，高温条件下使用容易发生软化、分解导致产品机械性能下降，因此提出了一种凝胶可控聚氨酯弹性体及其制备方法。

技术实现要素：

4.本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种凝胶可控聚氨酯弹性体及其制备方法，克服了现有产品凝胶时间快，操作时间短，浇注大型制品困难的问题，有效延长了产品的凝胶时间，满足了大型制品的制备条件。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
6.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，由预聚体和扩链剂反应而成，其中：
7.所述预聚体由多元醇和异氰酸酯混合反应而成；
8.所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯的混合物。
9.进一步的，所述预聚体中氰酸根含量为3～6％。
10.进一步的，所述多元醇与异氰酸酯的反应重量比为(64～80)：(20～36)。
11.进一步的，所述多元醇为聚己二酸系聚酯二元醇、聚己内酯二元醇中的一种或多种。
12.进一步的，所述多元醇的数均分子量为1000～2000。
13.进一步的，所述脂肪族异氰酸酯为氢化mdi、ipdi中的一种或多种。
14.所述mdi为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述ipdi为异佛尔酮二异氰酸酯。
15.进一步的，所述芳香族异氰酸酯为mdi、mi、液化mdi中的一种或多种。
16.所述mi为二异氰酸酯；所述液化mdi为碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯。
17.进一步的，所述扩链剂为mcdea、xylink 740m、xylink 1604中的一种或多种，优选为mcdea。
18.所述mcdea为亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)；所述xylink 740m为1,3-丙二醇-双(4-氨基苯甲酸)酯；所述xylink 1604为4-氯-3,5-二氨基苯甲酸异丁酯。
19.一种凝胶可控聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
20.(1)将多元醇和异氰酸酯进行混合，在85～95℃的温度下反应4～6小时，制成预聚体；
21.(2)将预聚体和扩链剂搅拌混合；
22.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后得到成品。
23.本发明的有益效果如下：
24.(1)本发明采用脂肪族异氰酸酯及芳香族异氰酸酯复合来合成预聚体，利用脂肪族异氰酸酯反应活性较慢的特性，有效延迟了产品的操作时间，为浇注大型制品提供了充足的时间，也为赋予产品杰出的耐水解性和耐化学品性能；同时芳香族异氰酸酯也为产品提供了优异的力学性能。
25.(2)本发明采用mcdea、xylink 740m和xylink 1604为扩链剂，不仅赋予了聚氨酯弹性体优良的物理及动态力学性能，也显著改进了聚氨酯的耐温性。
具体实施方式
26.以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
27.pe-4010为聚己二酸聚酯二元醇，数均分子量为1000；
28.pe-4020为聚己二酸聚酯二元醇，数均分子量为2000；
29.pcl-1000为聚己内酯二醇，数均分子量为1000；
30.pcl-2000为聚己内酯二醇，数均分子量为2000；
31.xylink 1604为4-氯-3,5-二氨基苯甲酸异丁酯；
32.xylink 740m为1,3-丙二醇-双(4-氨基苯甲酸)酯；
33.mcdea为4,4'-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)；
34.mdi-100为4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯；
35.mdi-50为2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物；
36.液化mdi为碳化二亚胺改性的4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯；
37.hmdi为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯。
38.ipdi异佛尔酮二异氰酸酯
39.实施例1
40.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其制备方法如下：
41.(1)将64g聚己二酸聚酯二元醇pe-4010与7.2gmdi和28.8ghmdi在90℃温度下反应4h，得到nco含量为6.0％的预聚体；
42.(2)将预聚体加热到80℃，然后110℃熔化mcdea，按照预聚体：mcdea＝100：24.5的比例充分混合；
43.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后制得硬度为98a聚氨酯弹性体。
44.实施例2
45.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其制备方法如下：
46.(1)将67g聚己内酯二醇pcl1000与13.3gmdi和19.7ghmdi在90℃温度下反应4h，得到nco含量为5.0％的预聚体；
47.(2)将预聚体加热到80℃，然后110℃熔化mcdea，按照预聚体：mcdea＝100：20.5的比例充分混合；
48.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后制得硬度为95a聚氨酯弹性体。
49.实施例3
50.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其制备方法如下：
51.(1)将37.6g聚己内酯二醇pcl1000、37.6g聚己内酯二醇pcl2000与9.9gmdi-50和14.9gipdi在90℃温度下反应5h，得到nco含量为4.0％的预聚体；
52.(2)将预聚体加热到80℃，然后110℃熔化mcdea，按照预聚体：mcdea＝100：14.2的比例充分混合；
53.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后制得硬度为90a聚氨酯弹性体。
54.实施例4
55.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其制备方法如下：
56.(1)将28.4g聚己二酸聚酯二元醇pe-4020与10.8gmdi和10.8ghmdi在90℃温度下反应6h，得到nco含量为3.6％的预聚体；
57.(2)将预聚体加热到80℃，然后110℃熔化mcdea，按照预聚体：mcdea＝100：14.6的比例充分混合；
58.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后制得硬度为85a聚氨酯弹性体。
59.对比例1
60.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其制备方法如下：
61.(1)将74g己二酸聚酯二元醇pe-4010和24gtdi在90℃温度下反应3h，得到nco含量为5.0％的预聚体；
62.(2)将预聚体加热到80℃，然后110℃熔化mcdea，按照预聚体：mcdea＝100：14.5的比例充分混合；
63.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后制得硬度为95a聚氨酯弹性体。
64.对比例2
65.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其制备方法如下：
66.(1)将79g己二酸聚酯二元醇pe-4020和21gmdi在75℃温度下反应3h，得到nco含量为3.6％的预聚体；
67.(2)将预聚体加热到80℃，然后110℃熔化mcdea，按照预聚体：mcdea＝100：10.5的比例充分混合；
68.(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后制得硬度为85a聚氨酯弹性体。
69.将实施例和对比例制备的聚氨酯弹性体按照现有国家标准进行性能测试，测试结果如表1所示。
70.表1性能测试结果
[0071][0072]
另外，应指出的是上述实例仅作为说明本发明的技术思路和特点，其目的在于其他人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明思路实质所做的等效变化或完善，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，由预聚体和扩链剂反应而成，其中：所述预聚体由多元醇和异氰酸酯混合反应而成；所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯的混合物。2.根据权利要求1所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述预聚体中氰酸根含量为3～6％。3.根据权利要求1所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇与异氰酸酯的反应重量比为(64～80)：(20～36)。4.根据权利要求1所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇为聚己二酸系聚酯二元醇、聚己内酯二元醇中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇的数均分子量为1000～2000。6.根据权利要求1所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述脂肪族异氰酸酯为氢化mdi、ipdi中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述芳香族异氰酸酯为mdi、mi、液化mdi中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的凝胶可控聚氨酯弹性体，其特征在于，所述扩链剂为mcdea、xylink 740m、xylink 1604中的一种或多种。9.一种权利要求1～8任一所述的凝胶可控聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将多元醇和异氰酸酯进行混合，加热进行反应，制成预聚体；(2)将预聚体和扩链剂搅拌混合；(3)将混合后的预聚体和扩链剂浇注于模具中，经开模、硫化工序后得到成品。

技术总结

本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种凝胶可控聚氨酯弹性体及其制备方法，由预聚体和扩链剂反应而成，其中：所述预聚体由多元醇和异氰酸酯混合反应而成；所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯的混合物；本发明所述的聚氨酯弹性体，不仅延迟了产品的凝胶时间，使产品具有充足的操作时间，满足大型制品的制备条件。的制备条件。