專(zhuān)利名稱(chēng)：Ndi基聚氨酯微孔彈性體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯微孔彈性體的制備方法，特別涉及優(yōu)化產(chǎn)品耐水解性能的技術(shù)改進(jìn)。
背景技術(shù)：
由于聚氨酯微孔彈性體具有優(yōu)良的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，特別用于搖擺震動(dòng)和阻尼體系。他們的工業(yè)重要性取決于其好的機(jī)械性能與便宜、方便的加工方法的結(jié)合。使用不同混合比的各種化學(xué)結(jié)構(gòu)組分可以生產(chǎn)出機(jī)械性能和加工性能區(qū)別很大的產(chǎn)品。眾所周知，基于1.5-NDI的微孔彈性體性能優(yōu)良，在動(dòng)態(tài)疲勞性能、疲勞形變性能方面具有其他異氰酸酯基產(chǎn)品無(wú)法企及的優(yōu)勢(shì)，所以一直作為高端產(chǎn)品用于特殊領(lǐng)域。在通常的制備方法中，一般采用普通的聚烷多元醇酯如聚(1.4-丁二醇己二酸)酯、聚(乙二醇己二酸)酯為主的多羥基化合物組分，但制品存在耐候性差，尤其是水解穩(wěn)定性不足的缺點(diǎn)，從而影響產(chǎn)品的使用壽命。為了克服上述缺點(diǎn)，通常的方法是添加一定數(shù)量的水解穩(wěn)定劑，但此方法會(huì)增加制造成本；另外，從技術(shù)上講，也可以采用相對(duì)較長(zhǎng)鏈的二醇和酸所形成的聚酯、或聚己內(nèi)酯等，這樣做的不足之處是此類(lèi)聚酯熔點(diǎn)高，加工過(guò)程存在結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)工藝寬容度差，同時(shí)還存在制品硬度偏高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提出的一種聚氨酯微孔彈性體制備方法，以解決NDI基微孔彈性體耐候性、尤其是水解穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，從而延長(zhǎng)高端產(chǎn)品使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出的制備方法包括如下步驟(1)預(yù)聚體的制備過(guò)量的多異氰酸酯與多元醇在120-140℃條件下反應(yīng)，形成端-NCO基的預(yù)聚體；(2)澆注將預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑組分按比例混合，反應(yīng)料液注入溫度為80-95℃的模具中，預(yù)熟化后脫模；(3)后熟化脫模后的制品于110℃后熟化13-16小時(shí)。
本發(fā)明上述步驟(1)所述的多異氰酸酯為NDI(1.5-萘二異氰酸酯)；本發(fā)明上述步驟(1)所述的多元醇為聚酯多元醇，一般選用含有側(cè)基的多元醇酯，如，含有側(cè)甲基的聚酯多元醇選自聚(3-甲基-1.7-辛二醇己二酸)酯、聚(3-甲基亞戊基己二酸)酯、聚(β-甲基-δ-戊內(nèi)酯)和聚(2-甲基-1.3丙二醇-1.4-丁二醇己二酸)酯、聚(2-甲基-1.3丙二醇-1.4-丁二醇-乙二醇己二酸)酯、聚(三羥甲基丙烷-2-甲基-1.3丙二醇-1.4-丁二醇己二酸)酯、聚(1，3二甲基-1.3丙二醇-1.4-丁二醇-乙二醇己二酸)酯、聚(1，2-二甲基丙二醇-1.4-丁二醇-乙二醇己二酸)酯等。
由于側(cè)甲基的存在，提高了此類(lèi)聚酯多元醇的疏水性，又由于其非結(jié)晶性，使得制品在強(qiáng)度、延伸率、柔性，耐水性方面得到兼顧。又鑒于此類(lèi)聚酯在成本、工藝穩(wěn)定性上明顯優(yōu)于有良好耐水性的聚己內(nèi)酯多元醇，綜合各種因素，上述步驟中所述的多元醇優(yōu)選含有側(cè)甲基的聚酯多元醇，更優(yōu)選分子量為1000-3500、官能度為2-3的含有側(cè)甲基的聚酯多元醇。
本發(fā)明上述步驟(2)中擴(kuò)鏈劑組分為包含催化劑、發(fā)泡劑、表面活性劑等組分在內(nèi)的與步驟(1)中所述的聚酯多元醇相同的聚酯組分的混合物。催化劑以叔胺類(lèi)催化劑為主，如Dabco 33Lv；表面活性劑為非離子型表面活性劑，如DC 193，也可以使用諸如蓖麻油硫酸或脂肪酸鈉鹽之類(lèi)的乳化劑；發(fā)泡劑為水。
本發(fā)明上述步驟(2)中所述的混合比例為100∶8-15。
本發(fā)明采用低壓發(fā)泡機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)聚體與交聯(lián)劑組分的計(jì)量和混合。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明制備方法含有應(yīng)用側(cè)甲基的聚酯多元醇，明顯優(yōu)化了產(chǎn)品的抗水解能力；根據(jù)本發(fā)明方法制備獲得的產(chǎn)品用作承受動(dòng)態(tài)疲勞的高強(qiáng)度阻尼元件如汽車(chē)等交通工具的緩沖減震元件和橋梁減震塊。


圖1是本發(fā)明用于測(cè)試耐水解性能的微孔彈性體模制品的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
對(duì)比實(shí)施例1分子量為2000的聚(乙二醇-己二酸)酯和NDI在120-140℃條件下反應(yīng)，得-NCO含量為6.25％的預(yù)聚體；交聯(lián)劑組分以聚酯為主，助劑組分包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑等，其中助劑組分占交聯(lián)劑總量的15％；采用低壓發(fā)泡機(jī)，按異氰酸酯指數(shù)為100％的比例，混合預(yù)聚體和交聯(lián)劑組分，將反應(yīng)料液注入65-90℃的模具中，制造微孔彈性體制品和試片，30min后脫模，再放入110℃烘箱中后熟化15小時(shí)。
按照本實(shí)施例制備獲得的試片在室溫下放置一周，然后測(cè)其機(jī)械性能和耐水解性能。
測(cè)試靜態(tài)機(jī)械性能從155×75×20mm的試片中取樣，測(cè)試項(xiàng)目包括常態(tài)和濕老化后的拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率。
測(cè)試耐水解性能取自高80mm、外徑50mm、內(nèi)徑16mm的圓柱狀微孔彈性體模制品，柱體上有2個(gè)頸形收縮(如圖1所示)。將制品壓縮50％，80℃水中浸泡，觀察制品表面出現(xiàn)開(kāi)裂或粉化的時(shí)間，以水煮時(shí)間表征。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
對(duì)比實(shí)施例2分子量為2000的聚己內(nèi)酯酯和NDI在120-140℃條件下反應(yīng)，得-NCO含量為4.18％的預(yù)聚體；交聯(lián)劑組分以聚己內(nèi)酯為主，助劑組分包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑等，其中助劑組分占交聯(lián)劑總量的15％；采用低壓發(fā)泡機(jī)，按異氰酸酯指數(shù)為100％的比例，混合預(yù)聚體和交聯(lián)劑組分，將反應(yīng)料液注入65-90℃的模具中，制造微孔彈性體試片，30min后脫模，再放入110℃烘箱中后熟化15小時(shí)。
按照本實(shí)施例制備獲得的試片在室溫下放置一周，然后測(cè)其機(jī)械性能和耐水解性能。
測(cè)試機(jī)械性能同對(duì)比實(shí)施例1。
測(cè)試耐水解性能同對(duì)比實(shí)施例1。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
實(shí)施例1分子量為3000、官能度為2.3的聚(三羥甲基丙烷-2-甲基-1.3丙二醇-1.4-丁二醇己二酸)酯和NDI在120-140℃條件下反應(yīng)，得-NCO含量為8.2％的預(yù)聚體。交聯(lián)劑組分以聚酯為主，助劑組分包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑等，其中助劑組分占交聯(lián)劑總量的15％；采用低壓發(fā)泡機(jī)，按異氰酸酯指數(shù)為100％的比例，混合預(yù)聚體和交聯(lián)劑組分，將反應(yīng)料液注入65-90℃的模具中，制造微孔彈性體試片，30min后脫模，再放入110℃烘箱中后熟化15小時(shí)。
按照本實(shí)施例制備獲得的試片在室溫下放置一周，然后測(cè)其機(jī)械性能和耐水解性能。
測(cè)試機(jī)械性能同對(duì)比實(shí)施例1。
測(cè)試耐水解性能同對(duì)比實(shí)施例1。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
實(shí)施例2分子量為2000的聚(1，2-二甲基丙二醇-1.4-丁二醇-乙二醇己二酸)酯和NDI在120-140℃條件下反應(yīng)，得-NCO含量為6.50％的預(yù)聚體。交聯(lián)劑組分以聚酯為主，助劑組分包括發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑等，其中助劑組分占交聯(lián)劑總量的15％；采用低壓發(fā)泡機(jī)，按異氰酸酯指數(shù)為100％的比例，混合預(yù)聚體和交聯(lián)劑組分，將反應(yīng)料液注入65-90℃的模具中，制造微孔彈性體試片，30min后脫模，再放入110℃烘箱中后熟化15小時(shí)。
按照本實(shí)施例制備獲得的試片在室溫下放置一周，然后測(cè)其機(jī)械性能和耐水解性能。
測(cè)試機(jī)械性能同對(duì)比實(shí)施例1。
測(cè)試耐水解性能同對(duì)比實(shí)施例1。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1對(duì)比實(shí)施例1-2和實(shí)施例1-2制備獲得的微孔彈性體的靜態(tài)機(jī)械性能和耐水解性能

權(quán)利要求
1.一種NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是該制備方法包括如下步驟(1)預(yù)聚體的制備過(guò)量的多異氰酸酯與多元醇在120-140℃條件下反應(yīng)，形成端-NCO基的預(yù)聚體；(2)澆注將預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑組分按比例混合，反應(yīng)料液注入溫度為80-95℃的模具中，預(yù)熟化后脫模；(3)后熟化脫模后的制品于110℃后熟化13-16小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是步驟(1)所述的多異氰酸酯為1.5-萘二異氰酸酯，多元醇為聚醚或聚酯多元醇和含羥基的聚碳酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是步驟(1)所述的預(yù)聚體中-NCO含量≤10.0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是所述的聚酯多元醇為含有側(cè)基的聚酯多元醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是所述的含有側(cè)基的聚酯多元醇為含有側(cè)甲基的聚酯多元醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是所述的含有側(cè)甲基的聚酯多元醇為分子量為800-3500，官能度為2-3的含有側(cè)甲基的聚酯多元醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是步驟(2)所述的擴(kuò)鏈劑組分為包含催化劑、發(fā)泡劑和表面活性劑組分在內(nèi)的與步驟(1)中所述的聚酯多元醇相同的聚酯組分的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是步驟(2)所述的混合比例為100∶8-15。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是所述的催化劑為叔胺類(lèi)催化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是所述的發(fā)泡劑為水。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)所述的NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征是采用低壓發(fā)泡機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑組分的計(jì)量和混合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯微孔彈性體耐候性，尤指水解穩(wěn)定性差的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟(1)預(yù)聚體的制備過(guò)量的多異氰酸酯與多元醇在120－140℃條件下反應(yīng)，形成端－NCO基的預(yù)聚體；(2)澆注將預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑組分按比例混合，反應(yīng)料液注入溫度為80－95℃的模具中，預(yù)熟化后脫模；(3)后熟化脫模后的制品于110℃后熟化13－16小時(shí)。通過(guò)本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品用作承受動(dòng)態(tài)疲勞的高強(qiáng)度阻尼元件如汽車(chē)等交通工具的緩沖減震元件和橋梁減震塊等。
文檔編號(hào)C08G18/18GK1982351SQ200510111548
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者楊穎韜, 侯瑞宏, 武應(yīng)濤, 劉鴻慈 申請(qǐng)人:上海凱眾聚氨酯有限公司