[发明专利]一种导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域,公开了一种导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料及其制备方法,所述聚氨酯的原料组成包括：聚合物多元醇，混合异氰酸酯，扩链剂，催化剂，有机溶剂，封端剂，导电填料以及其他助剂。其通过将聚合物多元醇脱水后在一定条件下加入到混合异氰酸酯中并加入催化剂搅拌生成端异氰酸酯基预聚体，反应一段时间后加入扩链剂和有机溶剂，搅拌均匀，待反应结束后加入导电填料进行共聚、脱泡、固化制得导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料。本发明方法操作简单,不仅赋予聚氨酯导电性能且所制得聚氨酯兼具芳香族和脂肪族聚氨酯的特性，同时通过控制两种原料的投料比，可在一定范围内调节产品的机械性能、耐水性、耐热性等性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体(PU)具有优异的拉伸强度、断裂伸长率和回弹性，被广泛应用于国防、交通、医疗、体育等领域，在国民经济中占有非常重要的地位。根据原料异氰酸酯种类的不同可分为芳香族聚氨酯和脂肪族聚氨酯。脂肪族聚氨酯产品性能较为稳定，其强度、耐久性等性能都较好，但是价格相对较高；而芳香族聚氨酯产品的性能与脂肪族聚氨酯产品的性能媲美，且价格低廉，唯一的缺陷是其部分产品性能不稳定，反应剧烈易爆聚，可控性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料及其制备方法,该方法制得聚氨酯兼具芳香族和脂肪族聚氨酯的优异性能，同时通过控制两种原料的投料比，可在一定范围内调节产品的机械性能、耐水性、耐热性等性能。

本发明首先提供一种导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料,按照重量份数计，包括以下组分：

所述的混合异氰酸酯为芳香族异氰酸酯和脂肪族异氰酸酯按照摩尔比(1-5)：(5-9)混合而成的混合物。

优选的是，所述的芳香族异氰酸酯为4，4'-亚甲基双异氰酸苯酯(MDI)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)或液化MDI。

优选的是，所述的脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。

优选的是，所述聚合物多元醇选自聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)的一种。

优选的是，所述小分子扩链剂选自乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)或1,2-丙二醇(PG)的一种。

优选的是，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡(DBTDL)或有机铋催化剂(DY-20)的一种。

优选的是，所述有机溶剂选自二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)的一种。

优选的是，所述封端剂选自甲醇、无水乙醇或苯甲醇的一种。

优选的是，所述导电填料选自掺杂态聚苯胺、羟基碳纳米管(TNSMH0)、硅烷偶联剂接枝碳纳米管、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)或羟基改性SiO₂的一种。

本发明还提供一种导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料的制备方法,包括以下制备步骤：

步骤一：将聚合物多元醇加入到混合异氰酸酯中，然后加入有机溶剂搅拌，得到混合液；

步骤二：向混合液中加入催化剂并将温度提升至70-75℃，反应2-2.5h，得到聚氨酯预聚体；

步骤三：将体系降温至60-65℃，然后加入小分子扩链剂，并加入有机溶剂调节粘度，反应2-2.5h；

步骤四：将体系升温至80-85℃，然后加入导电填料进行共聚1-1.5h，反应完成后加入封端剂，得到导电混合异氰酸酯型聚氨酯材料。