[发明专利]一种低滞后损失高强度聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开一种低滞后损失高强度聚氨酯弹性体及其制备方法，其中，包括以下步骤：S1、配制芳纶沉析纤维表面处理剂；S2、将芳纶沉析纤维进行表面处理；S3、制备芳纶沉析纤维和聚氨酯预聚体的混合物；S4、制得聚氨酯弹性体。本发明制备聚氨酯弹性体强度高，抗曲挠性能好，滞后损失小，可以应用于高负载的场合，如高速电梯导靴滚轮、实心轮胎、造纸胶辊等。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体领域，主要涉及一种低滞后损失高强度聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

目前，聚四氢呋喃二醇与2，4-甲苯二异氰酸酯制备预聚体并用芳香族二胺扩链制备的聚氨酯弹性体，具有优异的低生热性能和耐磨性能，广泛应用于各种动态制品，如轮子、胶辊等。

但是聚四氢呋喃型聚氨酯弹性体力学强度和抗曲挠性能欠佳，限制了其在高负载场合的应用。

采用填料特别是高强度纤维是提高聚氨酯弹性体力学强度的常用方法，但填料不容易分散均匀，并因此引发应力集中，很难达到增强效果；同时，填料也容易使体系粘度增加，影响工艺操作性；填料还会导致弹性体的延长率下降，影响抗曲挠性能。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述聚四氢呋喃型聚氨酯弹性体的不足之处，提供一种滞后损失低、力学强度高、抗曲挠性能好的聚氨酯弹性体及其工艺简单、容易工业化的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种低滞后损失高强度聚氨酯弹性体的制备方法，其中，包括以下步骤：

S1、配制芳纶沉析纤维表面处理剂；

S2、将芳纶沉析纤维进行表面处理；

S3、制备芳纶沉析纤维和聚氨酯预聚体的混合物；

S4、制得聚氨酯弹性体。

本发明的表面处理剂和聚氨酯预聚体的结构相似，芳纶沉析纤维经过表面处理后，可以对纤维表面进行很好的包覆，包覆后的纤维表面覆盖着薄薄一层聚氨酯，与聚氨酯具有很好的相容性，使芳纶沉析纤维能均匀分散到聚氨酯预聚体中。

所述的低滞后损失高强度聚氨酯弹性体的制备方法，其中，所述步骤S1具体包括以下步骤：将分子量为500~1000的聚四氢呋喃二醇和2，4-甲苯二异氰酸酯，按预聚体法合成异氰酸根质量百分含量为8~11%的表面处理原液，然后用乙酸乙酯、环己酮混合溶剂将表面处理原液稀释至浓度为5~20%，乙酸乙酯与环己酮的质量比为1：1~1：1.5，再加入扩链剂，搅拌均匀，即制得芳纶沉析纤维表面处理剂。

所述的低滞后损失高强度聚氨酯弹性体的制备方法，其中，所述步骤S2具体包括以下步骤：将芳纶沉析纤维抽滤，放进95~105℃烘箱干燥至纤维质量不再变化为止，将4～8重量份的干燥芳纶沉析纤维分散到100重量份的芳纶沉析纤维表面处理剂中，搅拌分散10～20分钟，然后一起倒入预先涂好脱模剂的盘子中，将盘子放进105~115℃烘箱中加热15～30分钟，得到表面处理后的芳纶沉析纤维，此时纤维表面完全被表面处理剂包覆，干燥保存备用。

所述的低滞后损失高强度聚氨酯弹性体的制备方法，其中，所述步骤S3具体包括以下步骤：称取100重量份的聚四氢呋喃二醇和聚氧化丙烯二醇混合物，混合物中聚氧化丙烯二醇的质量百分数为0～15%，将混合物加热至110～130℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至50-60℃；将反应物缓慢滴加到30～40℃、50～70重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃；滴加完后保温1～2小时，然后升温至80～85℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5%，得到聚氨酯预聚体；将表面处理后的芳纶沉析纤维0.4~4.0重量份，加入到100重量份聚氨酯预聚体中，高速分散后得到芳纶沉析纤维和聚氨酯预聚体混合物。