一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括：將六氟雙酚A與3?氨丙基甲基二甲氧基硅烷加入反應(yīng)容器中進行反應(yīng)得到含硅擴鏈劑；將聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、納米碳酸鈣、蒙脫土、環(huán)氧樹脂混合均勻，加入1,4?環(huán)己烷二異氰酸酯、二辛酸二丁基錫和丁酮，攪拌反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體；將聚氨酯預(yù)聚體與1,4?二(2?羥基乙氧基)苯、4,4’?二氨基聯(lián)苯砜和含硅擴鏈劑混合均勻，攪拌反應(yīng)后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。本發(fā)明提出的耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其過程簡單，條件溫和，得到的復(fù)合材料強度高，耐熱性能好，耐老化性能優(yōu)異，能滿足多種領(lǐng)域的使用要求。
【專利說明】
一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱，具有優(yōu)異的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學(xué)腐蝕等特性，其用途非常廣，可以代替橡膠、塑料、尼龍等，用于機場、酒店、建材、汽車廠、煤礦廠、水泥廠、高級公寓、別墅、園林美化、彩石藝術(shù)、公園等領(lǐng)域。但普通的聚氨酯材料其耐熱性不是很好，在使用的過程中容易出現(xiàn)泛黃、變硬等現(xiàn)象，大大限制了聚氨酯材料在實際中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其過程簡單，條件溫和，得到的復(fù)合材料強度高，耐熱性能好，耐老化性能優(yōu)異，能滿足多種領(lǐng)域的使用要求。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0005]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2-3的比例加入反應(yīng)容器中，在125-135°C下反應(yīng)2.5-3.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0006]S2、按重量份將30-50份聚碳酸酯二元醇、20-35份端羥基液體硅橡膠與5-12份納米碳酸鈣、3-12份蒙脫土和5-20份環(huán)氧樹脂混合均勻，在2000-3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20-50min，在氮氣的保護下加入30-50份I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、0.01-0.12份二辛酸二丁基錫和30-50份丁酮，升溫至60-70°C后攪拌反應(yīng)35-50min，然后降溫至50-55°C得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0007]S3、按重量份將30-50份聚氨酯預(yù)聚體與1-3.5份I，4_二(2_羥基乙氧基)苯、2_5份4，4’_二氨基聯(lián)苯砜和2-10份SI中的含硅擴鏈劑混合均勻，在2500-3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20_50min，然后在1000-2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30_50min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。
[0008]優(yōu)選地，在SI中，六氟雙酸A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的摩爾比為1:2。
[0009]優(yōu)選地，在S2中，聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、納米碳酸鈣、蒙脫土、環(huán)氧樹脂、I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯的重量比為35-46:23-32:7-11:5-11:7-16:35-47。
[0010]優(yōu)選地，在S2中，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.5-0.63。
[0011]優(yōu)選地，在S2中，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為20-50nm。
[0012]優(yōu)選地，在S3中，聚氨酯預(yù)聚體、I，4_二(2-羥基乙氧基)苯、4，4’_二氨基聯(lián)苯砜、含硅擴鏈劑的重量比為36-47:1.6-3.2:3-4.7:5-9。
[0013]優(yōu)選地，在S3中，在固化的過程中，固化的溫度為110-125°C，固化的時間為2_4h。
[0014]優(yōu)選地，所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0015]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2的比例加入反應(yīng)容器中，在132°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0016]S2、按重量份將42份聚碳酸酯二元醇、30份端羥基液體硅橡膠與10份納米碳酸鈣、9份蒙脫土和15份環(huán)氧樹脂混合均勾，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，在氮氣的保護下加入45份I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、0.05份二辛酸二丁基錫和40份丁酮，升溫至65°C后攪拌反應(yīng)45min，然后降溫至50°C得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0017]S3、按重量份將45份聚氨酯預(yù)聚體與3份I，4_二(2_羥基乙氧基)苯、3.8份4，4 ’ -二氨基聯(lián)苯砜和8.5份31中的含娃擴鏈劑混合均勾，在32001'/111；[11的轉(zhuǎn)速下攪拌381]1；[11，然后在1500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。
[0018]本發(fā)明在耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備過程中，首先，以六氟雙酸A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷為原料，通過控制反應(yīng)的條件，使六氟雙酚A中的羥基與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷水解產(chǎn)生的羥基發(fā)生了反應(yīng)，得到了含氨基、氟、硅和苯環(huán)的擴鏈劑；以聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠與I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯為聚氨酯單體，通過控制各單體的比例，使得到的聚氨酯具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐候性、耐寒性及耐磨性，在聚氨酯預(yù)聚體的制備過程中，加入了環(huán)氧樹脂進行改性，環(huán)氧樹脂在體系中，其中的部分環(huán)氧基會被打開，從而引入到了聚氨酯分子中，提高了聚氨酯的交聯(lián)密度，形成了部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了復(fù)合材料的分子量，與納米碳酸鈣和蒙脫土配合后，顯著提高了復(fù)合材料的硬度、拉伸強度、耐熱性和耐水性；以I，4-二(2-羥基乙氧基)苯、4，4’-二氨基聯(lián)苯砜和含硅擴鏈劑作為擴鏈劑加入在體系中，將剛性的苯環(huán)、硅、氟引入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，顯著提高了復(fù)合材料的耐熱性和耐水性。
【具體實施方式】
[0019]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0020]實施例1
[0021]本發(fā)明提出的一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0022]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1: 3的比例加入反應(yīng)容器中，在125°C下反應(yīng)3.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0023]S2、按重量份將30份聚碳酸酯二元醇35份端羥基液體硅橡膠與5份納米碳酸鈣、12份蒙脫土和5份環(huán)氧樹脂混合均勾，在3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20min，在氮氣的保護下加入50份I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯、0.01份二辛酸二丁基錫和50份丁酮，升溫至60°C后攪拌反應(yīng)50min，然后降溫至50°C得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0024]S3、按重量份將50份聚氨酯預(yù)聚體與3.5份I，4_二 (2_羥基乙氧基)苯、2份4，4 ’ -二氨基聯(lián)苯砜和10份SI中的含娃擴鏈劑混合均勾，在2500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌50min，然后在1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌50min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。
[0025]實施例2
[0026]本發(fā)明提出的一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0027]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1: 2的比例加入反應(yīng)容器中，在135°C下反應(yīng)2.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0028]S2、按重量份將50份聚碳酸酯二元醇、20份端羥基液體硅橡膠與12份納米碳酸鈣、3份蒙脫土和20份環(huán)氧樹脂混合均勾，在2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌50min，在氮氣的保護下加入30份I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯、0.12份二辛酸二丁基錫和30份丁酮，升溫至70°C后攪拌反應(yīng)35min，然后降溫至55°C得到聚氨酯預(yù)聚體；
[0029]S3、按重量份將30份聚氨酯預(yù)聚體與I份I，4_二(2-羥基乙氧基)苯、5份4，4’_二氨基聯(lián)苯砜和2份SI中的含娃擴鏈劑混合均勾，在3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20min，然后在2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。
[0030]實施例3
[0031]本發(fā)明提出的一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0032]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2.3的比例加入反應(yīng)容器中，在132°C下反應(yīng)2.9h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0033]S2、按重量份將35份聚碳酸酯二元醇、32份端羥基液體硅橡膠與7份納米碳酸鈣、11份蒙脫土和7份環(huán)氧樹脂混合均勾，在32001'/111；[11的轉(zhuǎn)速下攪拌321]1；[11，在氮氣的保護下加入47份I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、0.05份二辛酸二丁基錫和45份丁酮，升溫至63°C后攪拌反應(yīng)46min，然后降溫至52°C得到聚氨酯預(yù)聚體;其中，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.63;所述納米碳酸鈣的平均粒徑為20nm;
[0034]S3、按重量份將47份聚氨酯預(yù)聚體與1.6份I，4-二(2-羥基乙氧基)苯、4.7份4，4’_二氨基聯(lián)苯砜和5份SI中的含娃擴鏈劑混合均勾，在3200r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30min，然后在1700r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌38min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料;其中，在固化的過程中，固化的溫度為125°C，固化的時間為4h。
[0035]實施例4
[0036]本發(fā)明提出的一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0037]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2.7的比例加入反應(yīng)容器中，在129°C下反應(yīng)3.2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0038]S2、按重量份將46份聚碳酸酯二元醇、23份端羥基液體硅橡膠與11份納米碳酸鈣、5份蒙脫土和16份環(huán)氧樹脂混合均勾，在2800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌46min，在氮氣的保護下加入35份I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯、0.1份二辛酸二丁基錫和38份丁酮，升溫至67°C后攪拌反應(yīng)40min，然后降溫至54°C得到聚氨酯預(yù)聚體;其中，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.5;所述納米碳酸鈣的平均粒徑為50nm;
[0039]S3、按重量份將36份聚氨酯預(yù)聚體與3.2份I，4_二(2_羥基乙氧基)苯、3份4，4 ’ -二氨基聯(lián)苯砜和9份SI中的含娃擴鏈劑混合均勾，在2800r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌42min，然后在1200r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌46min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料;其中，在固化的過程中，固化的溫度為IlOtC，固化的時間為2h。
[0040]實施例5
[0041]本發(fā)明提出的一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0042]S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1: 2的比例加入反應(yīng)容器中，在132°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑；
[0043]S2、按重量份將42份聚碳酸酯二元醇、30份端羥基液體硅橡膠與10份納米碳酸鈣、9份蒙脫土和15份環(huán)氧樹脂混合均勾，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，在氮氣的保護下加入45份I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、0.05份二辛酸二丁基錫和40份丁酮，升溫至65°C后攪拌反應(yīng)45min，然后降溫至50°C得到聚氨酯預(yù)聚體;其中，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.6;所述納米碳酸鈣的平均粒徑為35nm;
[0044]S3、按重量份將45份聚氨酯預(yù)聚體與3份I，4_二 (2_羥基乙氧基)苯、3.8份4，4 ’ -二氨基聯(lián)苯砜和8.5份31中的含娃擴鏈劑混合均勾，在32001'/111；[11的轉(zhuǎn)速下攪拌381]1；[11，然后在1500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料;其中，在固化的過程中，固化的溫度為120°C，固化的時間為3.3h。
[0045]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2-3的比例加入反應(yīng)容器中，在125-135°C下反應(yīng)2.5-3.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑； S2、按重量份將30-50份聚碳酸酯二元醇、20-35份端羥基液體硅橡膠與5-12份納米碳酸鈣、3-12份蒙脫土和5-20份環(huán)氧樹脂混合均勻，在2000-3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20-.50min，在氮氣的保護下加入30-50份I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯、0.01-0.12份二辛酸二丁基錫和30-50份丁酮，升溫至60-70°C后攪拌反應(yīng)35-50min，然后降溫至50-55°C得到聚氨酯預(yù)聚體； S3、按重量份將30-50份聚氨酯預(yù)聚體與1-3.5份I，4-二( 2-羥基乙氧基)苯、2_5份4，.4’_二氨基聯(lián)苯砜和2-10份SI中的含硅擴鏈劑混合均勻，在2500-3500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌.20-50min，然后在1000-2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30-50min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在SI中，六氟雙酸A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的摩爾比為1:2。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在S2中，聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、納米碳酸鈣、蒙脫土、環(huán)氧樹脂、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯的重量比為 35-46: 23-32:7~11: 5-11:7-16:35-47。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在S2中，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.5-0.63。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在S2中，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為20-50nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在S3中，聚氨酯預(yù)聚體、I，4_二(2-羥基乙氧基)苯、4，4’_二氨基聯(lián)苯砜、含硅擴鏈劑的重量比為 36-47:1.6-3.2:3-4.7:5-9o7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，在S3中，在固化的過程中，固化的溫度為110-125°C，固化的時間為2-4h。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2的比例加入反應(yīng)容器中，在132°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到含硅擴鏈劑； S2、按重量份將42份聚碳酸酯二元醇、30份端羥基液體硅橡膠與10份納米碳酸鈣、9份蒙脫土和15份環(huán)氧樹脂混合均勾，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，在氮氣的保護下加入.45份I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯、0.05份二辛酸二丁基錫和40份丁酮，升溫至65°C后攪拌反應(yīng).45min，然后降溫至50°C得到聚氨酯預(yù)聚體； S3、按重量份將45份聚氨酯預(yù)聚體與3份I，4_二(2-羥基乙氧基)苯、3.8份4，4’_二氨基聯(lián)苯砜和8.5份31中的含硅擴鏈劑混合均勻，在320(^/1^11的轉(zhuǎn)速下攪拌381^11，然后在.1500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌40min，倒入模具內(nèi)，在干燥箱中抽干溶劑后固化得到所述耐熱改性聚氨酯復(fù)合材料。
【文檔編號】C08K3/34GK105885006SQ201610249153
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】龔文祥
【申請人】滁州環(huán)球聚氨酯科技有限公司