[发明专利]一种耐热老化聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种聚氨酯弹性体及其制备方法，尤其涉及一种耐热老化聚氨酯弹性体，属于高分子材料技术领域。

技术背景

聚氨酯具有硬软嵌段结构，表现出许多优异的耐低温性能、耐磨性和宽的硬度范围等，因而其应用极为广泛。但由于其制品在使用过程中接触空气和内生热造成温度较高，可能引起热氧化分解，使材料性能损失而影响使用。针对其特点有多种改性方法，如调整其分子结构、添加抗氧剂或无机填料等。

“一种刚性聚氨酯的制备方法”专利技术（CN 201110330929），公开了通过引入3官能度的聚合物多元醇，使聚氨酯分子间产生化学交联来提高刚性聚氨酯制品的耐热性能。“一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法”专利技术（CN 201310005293），公开了采用无机纳米填料填充热塑性聚氨酯弹性体的方法提高聚氨酯弹性体的耐热性能、机械性能及抗老化性能。“一种改性聚氨酯的配方”专利技术（CN 201210261585），公开了添加抗氧剂硫代二丙酸二月硅脂改善聚氨酯在空气中的抗氧化性能。另外，王树伦等研究了抗氧剂JPP-100对聚氨酯耐湿热老化性能的影响（王树伦, 翟文, 唐志勇, 等. 新型耐老化聚氨酯弹性体的制备和性能, 聚氨酯工业, 2008, 23(4): 24-27）。黄万里添加抗氧剂1010提高了聚氨酯材料耐老化性能的研究（黄万里. 提高聚氨酯材料耐老化性能的研究. 安徽化工, 2010, 36(3): 44-47.）。

以上方法通过改变原料组成、添加填料的方法提高了材料的耐热性能，但对聚氨酯材料耐热老化性能改善不明显，应用范围非常有限。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，其目的在于提供了一种耐热老化聚氨酯弹性体及其制备方法。本发明制备工艺简单，所制备的聚氨酯弹性体力学强度好，耐热老化性能好，可应用护舷、胶辊和衬里等产品。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种耐热老化聚氨酯弹性体，该聚氨酯弹性体由聚氨酯预聚体与扩链交联剂和助剂经混合、浇注、脱模、硫化而成，其中聚氨酯预聚体由聚合物二元醇、二异氰酸酯和催化剂于50~100℃条件下搅拌而成，各组分在原料中所占的质量百分比分别为：聚合物二元醇—47~60wt%，二异氰酸酯—15~30wt%，催化剂—0~4wt%，扩链交联剂—8~17wt%，助剂—1~6wt% 。

本发明还提供了上述耐热老化聚氨酯弹性体的制备方法，其工艺如下：首先向反应器中加入47~60wt%聚合物二元醇，在80~120℃条件下脱水1~6h；然后加入15~30wt%二异氰酸酯和0~4wt%催化剂，于50~100℃搅拌1~5h，制得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与8~17wt%扩链交联剂和1~6wt%助剂混合，浇注，脱模，最后在60~120℃条件下再硫化10~48h，制得聚氨酯弹性体。

所述聚合物二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇和聚己内酯二醇中的一种或两种，聚合物二元醇的分子量为1000~4000。

所述二异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种。

所述催化剂为三乙烯二胺、二丁基二月桂酸锡和辛酸亚锡中的一种。

所述扩链交联剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,5-二甲硫基甲苯二胺、1,4-丁二醇、乙二醇和二乙醇胺中的一种或两种。

所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、抗氧剂1010、Tinuvin101和2,4,4-三氯-2-羟基二苯基醚的混合物。

采用本发明提供的方法所制备的耐热老化聚氨酯弹性体经过实验测试，其抗热老化性能改善明显，并且该制备工艺简单。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

本发明以下实施例中所涉及的原料统一描述如下：助剂为邻苯二甲酸二辛酯、抗氧剂1010、Tinuvin101和2,4,4-三氯-2-羟基二苯基醚的混合物。以下实施例中不再赘述。

实施例1

本实施例中所提供的耐热老化聚氨酯弹性体，其制备步骤如下：

向反应器中加入51~57wt%聚合物二元醇，在80~100℃条件下脱水1~3h；然后加入20~25wt%二异氰酸酯和3~4wt%催化剂，于50~70℃搅拌1~3h，制得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与12~17wt%扩链交联剂和1~3wt%助剂混合，浇注，脱模，最后在60~85℃条件下再硫化10~20h，制得聚氨酯弹性体。