一種聚醚酯聚氨酯彈性體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚醚酯聚氨酯彈性體，由包括以下重量份的組分制成：聚醚酯多元醇100份，二異氰酸酯8.5-13份，擴(kuò)鏈劑10-19份。本發(fā)明還公開了該聚醚酯聚氨酯彈性體的制備方法。本發(fā)明采用新型的聚醚酯多元醇為原料，由于該多元醇具有不飽和度低、相對(duì)分子質(zhì)量分布窄等特點(diǎn)，制備得到的聚醚酯聚氨酯彈性體，力學(xué)性能較聚醚型PUE好，耐水解性能較聚酯型PUE有較大提高，具有優(yōu)異的綜合性能，有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種聚醚酯聚氨酯彈性體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚氨酯彈性體，尤其涉及一種聚醚酯聚氨酯彈性體。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯彈性體(PUE)綜合性能出眾，其他商品橡膠和塑料都難與之相比，而且PUE可以根據(jù)加工成型要求進(jìn)行合成，幾乎能用高分子材料的任何一種常規(guī)工藝進(jìn)行加工，如混煉模壓、壓延、液體澆注、熔融注射、擠出、膠液涂覆、吹塑、紡絲和機(jī)械加工等。因此PUE應(yīng)用廣泛，且有很好的發(fā)展前景。
[0003]按其所用低聚物多元醇的種類不同，PUE可以分為聚酯型PUE、聚醚型PUE、聚碳酸酯型PUE、聚烯烴型PUE等多種類型，其中聚酯型PUE、聚醚型PUE的應(yīng)用較多。聚酯型PUE的力學(xué)性能、耐磨性能較好，但其耐水解性能較差，而聚醚型PUE的水解穩(wěn)定性較好，但力學(xué)性能欠佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由于聚酯型PUE 的力學(xué)性能、耐磨性能較好，但耐水解性能較差，而聚醚型PUE的水解穩(wěn)定性較好，但力學(xué)性能欠佳，本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種由新型的聚醚酯多元醇制備得到的聚醚酯聚氨酯彈性體，該聚醚酯聚氨酯彈性體力學(xué)性能較聚醚型PUE好，耐水解性能較聚酯型PUE有較大提高。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供上述聚醚酯聚氨酯彈性體的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種聚醚酯聚氨酯彈性體，由包括以下重量份的組分制成:
[0008]聚醚酯多元醇 100份，
[0009]二異氰酸酯8.5-13份，
[0010]擴(kuò)鏈劑10-19份。
[0011]較佳地，所述的聚醚酯多元醇是以聚酯多元醇為起始劑，在雙金屬催化劑DMC存在的情況下，通過環(huán)氧丙烷的開環(huán)聚合反應(yīng)制得。
[0012]較佳地，所述的聚酯多元醇中的聚酯基為二酸和二醇反應(yīng)制得。
[0013]較佳地，所述的二酸選自己二酸、戊二酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸中的一種或幾種；
[0014]所述的二醇選自乙二醇、丙二醇、丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇中的一種或幾種。
[0015]較佳地，所述的二異氰酸酯選自甲苯_2，4- 二異氰酸酯TD1、二苯甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯MD1、六亞甲基二異氰酸酯HD1、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI中的一種或幾種。
[0016]較佳地，所述的擴(kuò)鏈劑選自3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷M0CA、乙二胺、乙二醇、丁二醇中的一種或幾種。
[0017]一種聚醚酯聚氨酯彈性體的制備方法，先以聚醚酯多元醇和二異氰酸酯反應(yīng)制得聚氨酯預(yù)聚體，然后加入擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
[0018]較佳地，該制備方法具體包括以下步驟:
[0019](I)將100重量份的聚醚酯多元醇真空脫水，冷卻至45_65°C (真空脫水一般為110-130°C，因?yàn)槎嘣寂c異氰酸酯反應(yīng)較快，如果溫度較高，很容易發(fā)生爆聚反應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，又因?yàn)槎嘣嫉恼扯炔皇呛芨撸虼诉x擇了 45-65°C )后，加入8.5-13重量份二異氰酸酯，緩慢升溫至80-90°C，保溫反應(yīng)l_3h，得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0020](2)稱取上述步驟(1)中的聚氨酯預(yù)聚體加熱至80_90°C，加入10-19重量份擴(kuò)鏈劑，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，并在8-10MPa、100-120°C條件下于平板硫化機(jī)上加壓硫化；
[0021](3)脫模得到試片，然后將試片放入100-120°C烘箱中后硫化8_16h，制得聚醚酯
聚氨酯彈性體。
[0022]較佳地，所述聚氨酯預(yù)聚體中的NC0%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%-5.5 %。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]本發(fā)明采用新型的聚醚酯多元醇為原料，由于該多元醇具有不飽和度低、相對(duì)分子質(zhì)量分布窄等特點(diǎn)，制備得到的聚醚酯聚氨酯彈性體，力學(xué)性能較聚醚型PUE好，耐水解性能較聚酯型PUE有較大提高，具有優(yōu)異的綜合性能，有良好的應(yīng)用前景。
[0025](I)與相同原料制備的聚酯型聚氨酯彈性體相比較，聚醚酯聚氨酯彈性體具有較好的耐水解性能；
[0026](2)與相同原料制備的 聚醚型聚氨酯彈性體相比較，聚醚酯聚氨酯彈性體具有較好的力學(xué)性能。
[0027]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]聚醚酯多元醇的制備:聚醚酯多元醇是以聚酯多元醇為起始劑，在雙金屬催化劑DMC (如ZnJCo(CN)6]2)存在的情況下，通過環(huán)氧丙烷的開環(huán)聚合反應(yīng)制得，Mn=2000，其制備方法見專利CN101024684A。
[0030](I)在容積為225毫升的耐壓反應(yīng)釜中，加入二元酸和二元醇制得的聚酯多元醇、雙金屬氰化物絡(luò)合物催化劑DMC，加熱至105±3°C，真空脫除水及易揮發(fā)組分后在頻率為40KHz、功率為500瓦的超聲混合器中混合5min ；
[0031 ] (2 )在110 ± 3°C、氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌條件下，將一部分環(huán)氧丙烷加入到上述(I)中的耐壓反應(yīng)釜中，待反應(yīng)釜內(nèi)的壓力明顯下降后，逐步滴加剩余的環(huán)氧丙烷于反應(yīng)釜中，反應(yīng)完畢后，脫除未反應(yīng)的環(huán)氧丙烷，得到聚醚酯多元醇。
[0032]本實(shí)施例聚酯多元醇中的聚酯基為己二酸與乙二醇、一縮二乙二醇反應(yīng)制得，其中乙二醇和一縮二乙二醇物質(zhì)的量之比為1:1。此處將聚醚酯多元醇應(yīng)用于以下實(shí)施例。
[0033]實(shí)施例1
[0034]將100重量份的聚醚酯多元醇(Mn=2000)真空脫水，冷卻至55°C后，加入8.77重量份的甲苯-2，4- 二異氰酸酯(TDI )，緩慢升溫至80°C，保溫反應(yīng)lh，制得NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
3.5%的聚氨酯預(yù)聚體。稱取聚氨酯預(yù)聚體加熱至80°C，按擴(kuò)鏈系數(shù)0.90加入10.903重量份的擴(kuò)鏈劑熔融3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷(M0CA)，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，8MPa、100°C條件下在平板硫化機(jī)上加壓硫化，脫模后將試片放入100°C烘箱中后硫化8h制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
[0035]實(shí)施例2
[0036]將100重量份的聚醚酯多元醇(Mn=2000)真空脫水，冷卻至55°C后，加入8.79重量份的甲苯_2，4- 二異氰酸酯(TDI )，緩慢升溫至80°C，保溫反應(yīng)lh，制得NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
4.0%的聚氨酯預(yù)聚體。稱取聚氨酯預(yù)聚體加熱至80°C，按擴(kuò)鏈系數(shù)0.90加入12.45重量份的擴(kuò)鏈劑熔融3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷(M0CA)，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，8MPa、100°C條件下在平板硫化機(jī)上加壓硫化，脫模后將試片放入100°C烘箱中后硫化8h制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
[0037]實(shí)施例3
[0038]將100重量份的聚醚酯多元醇(Mn=2000)真空脫水，冷卻至55°C后，加入8.80重量份的甲苯_2，4- 二異氰酸酯(TDI )，緩慢升溫至80°C，保溫反應(yīng)lh，制得NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
4.5%的聚氨酯預(yù)聚體。稱取聚氨酯預(yù)聚體加熱至80°C，按擴(kuò)鏈系數(shù)0.90加入14.01重量份的擴(kuò)鏈劑熔融3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷(M0CA)，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，8MPa、100°C條件下在平板硫化機(jī)上加壓硫化，脫模后將試片放入100°C烘箱中后硫化8h制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
[0039]實(shí)施例4
[0040]將100重量份的聚醚酯多元醇(Mn=2000)真空脫水，冷卻至55°C后，加入8.81重量份的甲苯_2，4- 二異氰酸酯(TDI )，緩慢升溫至80°C，保溫反應(yīng)lh，制得NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
5.0%的聚氨酯預(yù)聚體。稱取聚氨酯預(yù)聚體加熱至80°C，按擴(kuò)鏈系數(shù)0.90加入15.57重量份的擴(kuò)鏈劑熔融3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷(M0CA)，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，8MPa、100°C條件下在平板硫化機(jī)上加壓硫化，脫模后將試片放入100°C烘箱中后硫化8h制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
[0041]實(shí)施例5
[0042]將100重量份的聚醚酯多元醇(Mn=2000)真空脫水，冷卻至55°C后，加入8.82重量份的甲苯_2，4- 二異氰酸酯(TDI )，緩慢升溫至80°C，保溫反應(yīng)lh，制得NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
5.5%的聚氨酯預(yù)聚體。稱取聚氨酯預(yù)聚體加熱至80°C，按擴(kuò)鏈系數(shù)0.90加入17.13重量份的擴(kuò)鏈劑熔融3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷(M0CA)，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，8MPa、100°C條件下在平板硫化機(jī)上加壓硫化，脫模后將試片放入100°C烘箱中后硫化8h制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
[0043]將實(shí)施例1-5中制備得到的聚醚酯聚氨酯彈性體進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表1。硬度按照GB/T531-92進(jìn)行測(cè)定；拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率按照GB/T 528-92進(jìn)行測(cè)定；撕裂強(qiáng)度按照GB/T 529-91進(jìn)行測(cè)定。聚氨酯預(yù)聚體中NCO基含量對(duì)聚醚酯聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響如表1所示。`綜合邵氏硬度、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度，從表1可以得出NCO基的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為4.0%-5.0%時(shí)彈性體的力學(xué)性能相對(duì)較優(yōu)。
[0044]表1
【權(quán)利要求】
1.一種聚醚酯聚氨酯彈性體，其特征在于，由包括以下重量份的組分制成: 聚醚酯多元醇100份， 二異氰酸酯8.5-13份， 擴(kuò)鏈劑10-19份。
2.如權(quán)利要求1所述的聚醚酯聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的聚醚酯多元醇是以聚酯多元醇為起始劑，在雙金屬催化劑DMC存在的情況下，通過環(huán)氧丙烷的開環(huán)聚合反應(yīng)制得。
3.如權(quán)利要求2所述的聚醚酯聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的聚酯多元醇中的聚酯基為二酸和二醇反應(yīng)制得。
4.如權(quán)利要求3所述的聚醚酯聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的二酸選自己二酸、戊二酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸中的一種或幾種； 所述的二醇選自乙二醇、丙二醇、丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇中的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的聚醚酯聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的二異氰酸酯選自甲苯-2，4- 二異氰酸酯TD1、二苯甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯MD1、六亞甲基二異氰酸酯HD1、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1所述的聚醚酯聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的擴(kuò)鏈劑選自3，3’- 二氯_4，4’ - 二氨基二苯`基甲烷MOCA、乙二胺、乙二醇、丁二醇中的一種或幾種。
7.—種如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的聚醚酯聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，先以聚醚酯多元醇和二異氰酸酯反應(yīng)制得聚氨酯預(yù)聚體，然后加入擴(kuò)鏈劑反應(yīng)制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
8.如權(quán)利要求7所述的聚醚酯聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)將100重量份的聚醚酯多元醇真空脫水，冷卻至45-65°C后，加入8.5-13重量份二異氰酸酯，緩慢升溫至80-90°C，保溫反應(yīng)l_3h，得到聚氨酯預(yù)聚體； (2)稱取上述步驟(1)中的聚氨酯預(yù)聚體加熱至80-90°C，加入10-19重量份擴(kuò)鏈劑，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，并在8-10MPa、100-120°C條件下于平板硫化機(jī)上加壓硫化； (3)脫模得到試片，然后將試片放入100-120°C烘箱中后硫化8-16h，制得聚醚酯聚氨酯彈性體。
9.如權(quán)利要求7或8所述的聚醚酯聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯預(yù)聚體中的NCO%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%-5.5%。
【文檔編號(hào)】C08G18/32GK103483528SQ201210194892
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】劉明昌 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司