[发明专利]一种聚己内酯型聚氨酯弹性体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种聚己内酯型聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯弹性体，又称聚氨酯橡胶，是一类在分子链中含有较多的氨基甲酸酯（-NHCOO-）特性基团的弹性聚合物材料。它们通常由多异氰酸酯和低聚物多元醇以及多元醇或芳香族二胺等制备。聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。应用上来讲，聚氨酯作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用，具体来说，聚氨酯弹性体可以用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等。但是聚氨酯也具有如下缺点：1、内生热大，耐高温性能一般。正常使用温度范围是-40~120℃使用。2、不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。为此，如何对聚氨酯制品性能可调范围变宽、增强其适应性，满足市场的多样化要求，是现有技术中本领域技术人员需要解决的。

发明内容

本发明的第一个目的，是提供一种聚己内酯型聚氨酯弹性体，对纯聚氨酯弹性体进行改性，从而使其制品能够适应多种特殊环境的要求。

本发明的第二个目的，是提供一种聚己内酯型聚氨酯弹性体的制备方法。

本发明的第三个目的，是提供一种聚己内酯型聚氨酯弹性体的应用。

为了解决本发明第一个目的，提出如下技术方案：一种聚己内酯型聚氨酯弹性体，包括组分A和组分B，其特征在于：所述组分A和组分B以质量比100:18.5-19.5构成；所述组分A包括多元醇和多异氰酸酯，以重量份数计，其中多元醇100-105份，多异氰酸酯48-50份，所述的多元醇为异氰酸酯基含量为8%（质量分数），羟值为109~115mg KOH/g的聚己内酯多元醇，所述的多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述组分B包括羟值为109~115mgKOH/g的聚己内酯多元醇、1,4-丁二醇和有机锡催化剂，以重量份数计，其中聚己内酯多元醇60~65份，1,4-丁二醇35~40份，有机锡催化剂2份。

优选地，所述有机锡催化剂为辛酸亚锡。

为了解决本发明第二个目的，提出如下技术方案：一种聚己内酯型聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：

1）预聚体合成：按重量份数取100~105份 羟值为109~115mgKOH/g的聚己内酯多元醇加入反应釜中升温至110~120℃真空下脱水2~3h后，至水分质量分数小于0.05%时，冷却至50~60℃待用；按重量份数取48~50份二苯基甲烷二异氰酸酯加入反应釜，升温至融化后，控制温度在50~60℃，再把脱水后的聚己内酯多元醇在搅拌下加入到二苯基甲烷二异氰酸酯中，缓慢升温至75-85℃，保温反应2小时，取样分析异氰酸酯基含量，当异氰酸酯基含量为8%（质量分数）时，真空脱泡20~30分钟，充氮气密封保存待用；

2）扩链反应：将步骤1）合成好的预聚体加入到浇注机A料罐中，控制温度为70-80℃；再按重量份数取60~65份羟值为109~115mgKOH/g的聚己内酯多元醇、35~40份1，4-丁二醇和2份有机锡催化剂混合加入到浇注机B料罐中，升温至110~120℃脱水2小时；脱水后温度控制在55-65℃；再将A料罐和B料罐中物质以质量比100:18.5-19.5的比例，通过机头搅拌装置直接浇注到模具中；在常压下进行固化，硫化温度控制在80-90℃，制品于30~40分钟后从模具中取出；

3）后硫化：将步骤2）制得的制品卸模后进行后硫化，后硫化温度为70-80℃，后硫化时间为8小时。

为了解决本发明第三个目的，提出如下技术方案：一种聚己内酯型聚氨酯弹性体的应用，其特征在于：所述聚己内酯型聚氨酯弹性体用于水性、油性、高温、低温及高动态载荷的脚轮。

优选的应用为重型高端叉车的驱动轮和承载轮。

以聚己内酯为原料制备的弹性体具有优异的水解稳定性和高、低温性能。它比普通聚醚和聚酯型聚氨酯弹性体拥有更加平衡的性能，具体表现在有较高的拉伸强度、低温柔韧性，极好的弹性、耐水解性和耐候性，优良的耐撕裂和耐磨性、高温黏附性，耐烃类溶剂和耐化学品性能，比普通聚酯耐热性更好，压缩永久更低。而通过本方案制得的脚轮，可适用于水性、油性、高温、低温的特定环境，也可以适用于高动态载荷，优选的应用为重型高端叉车的驱动轮和承载轮。

具体实施方式