[发明专利]一种聚膦腈改性聚氨酯微孔弹性体及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯微孔弹性体的制备方法，特别是一种含羟基的线性苯氧基膦腈齐聚物作为聚合物多元醇链段，1,5-萘二异氰酸酯（NDI）作为硬段，能够兼顾优异的动态力学性能和耐湿热老化的微孔弹性体及其制备方法。 

背景技术

聚氨酯微孔弹性体具有较低的密度、优良的动态力学性能和静态力学性能，是一种具有广泛用途的工业阻尼体系元件，被广泛用于汽车减震系统、铁路路基垫片、舰船减振降噪器件及电梯安全部件等。目前用于减震缓冲领域的聚氨酯微孔弹性体主要分为两类：聚酯型聚氨酯微孔弹性体和聚醚型聚氨酯微孔弹性体。聚酯型聚氨酯微孔弹性体具有良好的机械性能，耐油、耐氧化性能，但是耐低温性差、耐湿热老化差、易水解、易霉变；聚醚型聚氨酯微孔弹性体耐湿热老化较好、低温韧性好，但其耐氧化和机械性能较差。

中国发明专利CN1982351A 公开了一种制备NDI基聚酯型聚氨酯微孔弹性体的制备方法，通过引入含侧甲基的多元醇酯以提高疏水性，来改善聚酯型聚氨酯微孔弹性体的耐湿热老化性能和低温柔韧性能。但是只优化了产品的部分性能，仍存在很多不足，如伸长率下降明显。中国发明专利CN1428359A公开了一种通过半预聚法制备聚醚型聚氨酯微孔弹性体的制备方法，通过使用双氰金属催化剂制备低不饱和度的聚醚多元醇来提高其机械性能。虽然机械性能有一定程度的提高，但是比聚酯型的机械性能还是相差很远。

因此，亟需要开发一种同时具有优异的机械性能、动态疲劳性能以及耐湿热老化性能的聚氨酯微孔弹性体。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术不足，提供一种新型聚膦腈改性聚氨酯微孔弹性体及其制备方法，制备的聚氨酯微孔弹性体同时具有优异的机械性能、动态疲劳性能以及耐湿热老化性能。

为达到上述目的，本发明提供了一种聚膦腈改性聚氨酯微孔弹性体的制备方法，该制备方法包含如下步骤：

步骤1，预聚体的制备：采用过量的异氰酸酯与聚合物多元醇在100-150℃下反应30-120min，生成分子链末端为-NCO基的预聚体；

步骤2，制品成型：采用全预聚法扩链，即扩链剂组分中不含有聚合物多元醇，将上述的预聚体与扩链剂组分按照100:3~12的比例混合并以不低于1000r/min的速度搅拌5-30s，并迅速将料液注入温度为60-100℃的模具中，预熟化10-60min后脱模；本发明采用低压发泡机实现预聚体与扩链剂组分的计量与混合，并将混合后的胶液直接注入到具有一定温度和形状的闭合模具中；

步骤3，制品后熟化：上述脱模后的制品置于80~120℃的烘箱内继续熟化6~12小时。

上述的制备方法，其中，所述的异氰酸酯为1,5-萘二异氰酸酯。

上述的制备方法，其中，所述的预聚体中-NCO的质量百分含量≤8%。

上述的制备方法，其中，所述的聚合物多元醇选择官能度为2-3，分子量为2000~3000的聚己二酸酯多元醇、醚酯共聚物多元醇、带羟基的线性苯氧基膦腈齐聚物中的任意一种或几种的混合物。

上述的制备方法，其中，所述的聚合物多元醇经高温真空脱水处理过。

上述的制备方法，其中，所述的带羟基的线性苯氧基膦腈齐聚物的制备方法为：将适量苯酚钠溶于四氢呋喃，滴加含线性聚二氯膦腈的四氢呋喃溶液，回流反应6~8小时，然后将反应液冷却至室温，滴加到对1,4丁二醇钠的四氢呋喃溶液中，滴加完毕后继续回流反应3-4小时；产物用蒸馏水沉淀，再将沉淀溶于THF，反复沉淀洗涤3次，得羟基线性苯氧基膦腈齐聚物。

上述的制备方法，其中，所述的带羟基的线性苯氧基膦腈齐聚物的制备过程中，苯酚、膦腈的摩尔比为1.7-1.8:1。

上述的制备方法，其中，所述的带羟基的线性苯氧基膦腈齐聚物的官能度为2-3，分子量为2100-2400。

上述的制备方法，其中，所述的扩链剂由小分子二元醇或小分子胺类、发泡剂、乳化剂及催化剂组成；所述小分子二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇及二甘醇中的一种或几种的混合物（优选1,4－丁二醇）；小分子胺类为3,5-二甲基硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺及4,4’-亚甲基双（3-氯-2,6-二乙基苯胺）中的一种或几种的混合物（优选3,5-二甲硫基甲苯二胺）；所述发泡剂为水；所述乳化剂为具有一定分子量的两亲性硅油；所述催化剂为市售胺类催化剂和锡类催化剂的复配物。