[发明专利]一种聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物，尤其是涉及一种聚氨酯弹性体的制备方法。

背景技术

具有良好光学性能和高抗冲击性能的聚合物材料可以广泛应用在建筑玻璃、车辆玻璃窗、防爆盾牌和眼镜等领域。目前具有实际应用价值的塑料材料主要有聚甲基丙酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、二甘醇二(烯丙基碳酸酯)树脂、透明尼龙和聚氨酯树脂等多种材料。其中，聚碳酸酯树脂具有优良的透明性、耐热性和机械强度，但是其耐候性差；聚苯乙烯树脂在成型加工性、刚性、透明性等方面性能优异，但是其耐弯折性能差；聚甲基丙烯酸树脂具有良好的透明性和耐候性，但是其抗冲击性能特别是较低温度下的抗冲击性能差；二甘醇二(烯丙基碳酸酯)树脂质轻且不易碎，作为镜片材料应用广泛，但不适合作为镜框材料；特殊的透明尼龙材料具有较高的透光率和物理机械性能，但是作为镜框材料使用，镜框若发生变形时，材料的弹性回复能力不好。此外，通过注塑成型的镜框需要进行二次机械加工，以上材料的加工性能又不尽如人意，往往成品率较低。

透明聚氨酯材料通常具有优异的力学性能和良好的耐候性，近些年来引起广泛关注。

中国专利CN1314922公开了一种制造光学透明和高硬度抗冲击聚氨酯材料的方法，其中只对配方进行了详细说明，采用脂肪族异氰酸酯和芳香胺类固化剂反应得到聚氨酯材料，但是并未提及明确的物料可操作时间和脱模时间，因此材料性能和成型工艺等条件对后续透明制品加工性能的影响是不可预测的。

中国专利CN102918073公开了一种改善抗冲击性能和光学性质的聚氨酯组合物，其制造方法：异氰酸酯组分采用1,3-双(异氰酸基甲基)和1,4-双(异氰酸基甲基)与两种分子量的异氰酸酯反应性化合物反应，合成NCO含量为8-15％的预聚物，与芳香族胺类固化剂反应，物料注入预热到115℃的模具中固化，脱模时间小于25min，但是材料的操作时间未有详细说明，对于复杂产品的成型和后加工问题尚未可知。

中国专利CN103443659公开了一种制备高产率、高透明度、非常低的浊度和低流线的聚硫氨酯透镜的制备方法，其制造方法：合成含有硫醇化合物的反应性组分A与含有硫醚官能的低聚多硫醇和芳香胺固化剂的反应性组分B，将两个组分引入混合室中混合至少70s，而后注入至多130℃的模具中，经过合适的时间后脱模。

以上几篇专利均采用普通的芳香胺类固化剂，异氰酸酯组分和固化剂组分混合后，由于反应活性较高，物料的操作时间较短，通常只有1～2min左右，因而材料在成型过程中容易出现缺陷(如气泡、流线等)，严重影响制品的成品率；尤其是对于一些复杂的透明制件，成型后需要进行复杂的二次机械加工，材料较低的物理机械性能也会影响产品的加工成品率。此外，传统的加热方式导致单个制品较长的成型周期，又影响着批量制品的生产成本。因此，需要开发工艺性能好，物料固化和脱模时间可控，生产效率高，成品率高并且节省能源的透明制品的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的透明制品制备方法中存在的上述问题，提供具有优良抗冲击性能和机械加工特性，尤其适于制备具有高产率、低缺陷的透明聚氨酯眼镜框制品的一种聚氨酯弹性体的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)制备预聚物，具体方法如下：将异氰酸酯与多元醇混合反应，得到预聚物；

2)制备固化剂，具体方法如下：将多元醇、催化剂、抗老化剂脱水至按质量百分比水分小于0.05％，降温后，加入扩链剂，得到固化剂；

3)将预聚物和固化剂混合，再真空脱泡，将真空脱泡后的反应性混合物注入模具中，再将模具放入微波环境中加热，脱模后即得聚氨酯弹性体。