本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是涉及CHDI基聚氨酯微孔彈性體的制備。

背景技術(shù)：

聚氨酯彈性體的耐磨性能非常杰出，約為天然橡膠的3～5倍，同時(shí)還具有優(yōu)異的減震緩沖性能，因此特別適用于制作搖擺震動(dòng)狀況下的阻尼體系元件。它們的工業(yè)重要性取決于其具有好的承載性能與優(yōu)異的耐磨性能。使用不同混合比的各種化學(xué)結(jié)構(gòu)組分可以生產(chǎn)出承載性能與耐磨性能區(qū)別很大的產(chǎn)品。

為了滿足特殊場(chǎng)合(例如汽車緩沖減震、橋梁減震等)下的減震緩沖的需要，對(duì)聚氨酯微孔彈性體的壓縮應(yīng)力和耐磨性能提出了非常嚴(yán)格的要求，根據(jù)ISO 3386-2的要求，使用50×50×25mm的方塊，在壓縮速度為100±20mm/min下，向下壓縮40％，得到的壓縮應(yīng)力，以及根據(jù)DIN53516測(cè)得材料的磨耗，應(yīng)滿足如下表1的要求。

表1

專利號(hào)為ZL200510111548.4的中國(guó)專利公開了一種NDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，該方法包括如下步驟：(1)預(yù)聚體的制備：過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)。

公開號(hào)為CN1982352A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了的一種MDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，該方法包括如下步驟：(1)預(yù)聚體的制備：過量的多異氰酸酯與多羥基化合物在70-90℃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℃的模具內(nèi)，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)。

基于NDI的聚氨酯微孔彈性體具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能，能夠滿足上述表1指定的壓縮應(yīng)力的要求，但其耐磨性能并不突出，而且生產(chǎn)工藝上存在諸如預(yù)聚體儲(chǔ)存穩(wěn)定期短、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)；而基于MDI的聚氨酯微孔彈性體，雖然具有原料價(jià)格低廉、預(yù)聚體穩(wěn)定性好、生 產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，但它也存在動(dòng)態(tài)負(fù)荷下形變較大、磨損嚴(yán)重的問題?；诖?，迫切需要一種能夠在特定的壓縮應(yīng)力下保持極好的耐磨性能的微孔聚氨酯彈性體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聚氨酯微孔彈性體的制備方法，它可以在特定的壓縮應(yīng)力下保持極好的耐磨性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的CHDI基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，步驟包括：

1)過量的1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯與二元醇在70～90℃溫度下反應(yīng)，形成末端異氰酸酯基重量百分含量為6％～8％的預(yù)聚物；所述二元醇包括羥值為40～80mgKOH/g的聚己內(nèi)酯二元醇、聚四亞甲基醚二醇中的一種或兩種；

2)將所述預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑按質(zhì)量比100:(15～20)的比例混合，注入溫度為60～80℃的模具中，澆注成型；

3)脫模，在110～120℃下后熟化2～12小時(shí)。

上述步驟1)，在形成預(yù)聚物后，可以將預(yù)聚物冷卻至60～70℃。

上述步驟2)中，擴(kuò)鏈劑的組成成分包括水、二元醇、催化劑和泡沫穩(wěn)定劑。所述二元醇為數(shù)均分子量為1000～3000(優(yōu)選1500～2000)的高分子量二元醇或分子量為48～200的低分子量二元醇。較佳的，所述高分子量二元醇可以選自羥值為40～80mgKOH/g的聚己內(nèi)酯二元醇、聚四亞甲基醚二醇或這兩種醇混合形成的混合二元醇。所述低分子量二元醇可以選自1，4-丁二醇、1，6-己二醇、一縮二乙二醇。所述催化劑可以使用三乙烯二胺和雙(二甲氨基乙基)醚的混合物。所述泡沫穩(wěn)定劑可以使用硅氧烷泡沫穩(wěn)定劑。擴(kuò)鏈劑中各組成成分相對(duì)于預(yù)聚物的重量百分比為：水0.2％～0.8％(優(yōu)選0.4％～0.6％)，高分子量二元醇15％～20％，低分子量二元醇1％～3％(優(yōu)選2％)，催化劑0.2％～2％，泡沫穩(wěn)定劑0.2％～2％(優(yōu)選0.5％～1％)。

上述步驟1)和擴(kuò)鏈劑中使用的二元醇更優(yōu)選為羥值56mgKOH/g的聚四亞甲基醚二醇。

本發(fā)明通過適當(dāng)?shù)剡x擇和設(shè)計(jì)異氰酸酯基預(yù)聚物和含有活性氫的擴(kuò)鏈劑，克服了傳統(tǒng)NDI基和MDI基微孔彈性體的缺點(diǎn)，使制備出的聚氨酯微孔彈性體能夠在特定的壓縮應(yīng)力下保持極好的耐磨性能，可以用作承受動(dòng)態(tài)疲勞的高強(qiáng)度阻尼元件，例如汽車等交通工具的緩沖減震元件和橋梁減震塊等。

具體實(shí)施方式

為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明詳述如下。以下各實(shí)施例中所使用的泡沫穩(wěn)定劑為硅氧烷泡沫穩(wěn)定劑，催化劑為三乙烯二胺和雙(二甲氨基乙基)醚的混合物。

實(shí)施例1制備CHDI基聚氨酯微孔彈性體

將100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG(聚四亞甲基醚二醇)在80℃下熔融后，加入24重量份CHDI(1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯)，保持此溫度30min，然后一邊攪拌一邊冷卻至60℃，得到透明澄清的混合預(yù)聚物。

在60℃熔融的100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG中，加入5重量份的水、2.5重量份的泡沫穩(wěn)定劑、0.4重量份的催化劑，將它們攪拌混合2小時(shí)，得到擴(kuò)鏈劑。

在上述60℃溫度條件下，將混合預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑以100:15的重量比例混合、攪拌，進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，然后進(jìn)行后熟化處理，得到CHDI基聚氨酯微孔彈性體樣品。

實(shí)施例2制備CHDI基聚氨酯微孔彈性體

與實(shí)施例1不同的是，在擴(kuò)鏈劑成分中使用2.5重量份的水和4重量份的1,4-丁二醇替代5重量份的水。其他同實(shí)施例1。

實(shí)施例3制備CHDI基聚氨酯微孔彈性體

與實(shí)施例1不同的是，使用羥值為56mgKOH/g的PCL(聚己內(nèi)酯二元醇)替代PTMEG。其他同實(shí)施例1。

實(shí)施例4(對(duì)比實(shí)施例)制備TODI基聚氨酯微孔彈性體

將100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG在120℃下熔融后，加入27重量份的TODI(二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯)，保持此溫度30min，然后冷卻至60℃，得到混合預(yù)聚物。

在60℃熔融的100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG中，加入4重量份的水、2.5重量份的泡沫穩(wěn)定劑、0.4重量份的催化劑，將它們攪拌混合2小時(shí)，得到擴(kuò)鏈劑。

在上述60℃溫度條件下，將混合預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑以100:17的重量比例混合、攪拌，進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，然后進(jìn)行后熟化處理，得到用于對(duì)照的TODI基聚氨酯微孔彈性體樣品。

實(shí)施例5(對(duì)比實(shí)施例)制備NDI基聚氨酯微孔彈性體

將100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG在127℃下熔融后，加入24重量份的NDI(1,5-萘二異氰酸酯)，保持此溫度30min，然后冷卻至60℃，得到混合預(yù)聚物。

在60℃熔融的100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG中，加入4重量份的水、2.5重量份的泡沫穩(wěn)定劑、0.4重量份的催化劑，將它們攪拌混合2小時(shí)，得到擴(kuò)鏈劑。

在上述60℃溫度條件下，將混合預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑以100:16的重量比例混合、攪拌，進(jìn) 行發(fā)泡反應(yīng)，然后進(jìn)行后熟化處理，得到用于對(duì)照的NDI基聚氨酯微孔彈性體樣品。

實(shí)施例6(對(duì)比實(shí)施例)制備MDI基聚氨酯微孔彈性體

將100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG在80℃下熔融后，加入33重量份的MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯)，保持此溫度30min，然后冷卻至60℃，得到混合預(yù)聚物。

在60℃熔融的100重量份的羥值為56mgKOH/g的PTMEG中，加入5重量份的水、2.5重量份的泡沫穩(wěn)定劑、0.4重量份的催化劑，將它們攪拌混合2小時(shí)，得到擴(kuò)鏈劑。

在上述60℃溫度條件下，將混合預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑以100:18的重量比例混合、攪拌，進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，然后進(jìn)行后熟化處理，得到用于對(duì)照的MDI基聚氨酯微孔彈性體樣品。

測(cè)定上述實(shí)施例1-6中的各混合預(yù)聚物在60℃下的黏度以及在60℃下儲(chǔ)存100小時(shí)后的黏度，測(cè)定結(jié)果參見表2所示。

將上述實(shí)施例1-6制備的聚氨酯微孔彈性體樣品分別發(fā)泡成型，得到200×100×50mm形狀的片材。根據(jù)ISO 3386-2的要求，將各片材裁剖成50×50×25mm的方塊，在壓縮速度為100±20mm/min下，向下壓縮40％，測(cè)定實(shí)施例1-6的聚氨酯微孔彈性體的壓縮應(yīng)力，再根據(jù)DIN53516，測(cè)定實(shí)施例1-6的聚氨酯微孔彈性體的磨耗。測(cè)定結(jié)果參見表2所示。

表2 實(shí)施例1-6的聚氨酯微孔彈性體的物理性能測(cè)定結(jié)果

由表2可以看到，CHDI基聚氨酯預(yù)聚體的儲(chǔ)存穩(wěn)定性很好，而且在同樣的壓縮應(yīng)力下，用本發(fā)明的方法制備的CHDI基聚氨酯微孔彈性體(實(shí)施例1-3)的耐磨性能要明顯優(yōu)于TODI基、NDI基、MDI基聚氨酯微孔彈性體(實(shí)施例4-6)的耐磨性能。