[发明专利]一种低动态生热聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯弹性材料领域，具体是一种低动态生热聚氨酯弹性体及其制备方法，包括二异氰酸酯、聚酯多元醇、醇类扩链剂、废旧轮胎胶粉、催化剂。本发明通过合理的配方设计，引入了废旧轮胎胶粉降低微相分离程度，从而使得所制备的聚氨酯弹性体材料具备较高的拉伸强度和较低的动态生热；本发明所使用废旧轮胎胶粉，可以实现低成本制备地动态生热的聚氨酯弹性体，具备较大的市场优势。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性材料领域，具体是一种低动态生热聚氨酯弹性体及其制备方法，本发明所制备的聚氨酯弹性体在交变应力作用环境下，表现出优异的力学强度和较低的动态生热，可应用于滚轮用高分子材料领域。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体具有高强度、耐撕裂、耐磨、耐油、耐化学腐蚀、等优良性能，是一种广泛应用的高分子材料。但是，当受到一定频率和振幅的交变应力作用时，聚氨酯一般发生滞后效应，造成一定程度的动态生热；动态生热较大时，甚至使聚氨酯弹性体力学性能、耐磨性能等性能恶化，导致材料使用寿命缩短。将废旧轮胎胶粉加入，不仅可以显著降低聚氨酯弹性体的动态生热问题，而且可以提升其力学强度，既实现了废旧轮胎胶粉的资源化利用，而且有利于低动态生热聚氨酯弹性体的低成本制备。

发明内容

本发明为了实现废旧轮胎胶粉的资源化利用的问题，提供了一种低动态生热聚氨酯弹性体及其制备方法，既可以实现废旧轮胎胶粉的资源化再利用，又能制备高强度、低动态生热的聚氨酯弹性体。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种低动态生热聚氨酯弹性体，是由下列重量份的原料制成的，

二异氰酸酯100份，聚酯多元醇240～270份，醇类扩链剂18-24份，废旧轮胎胶粉5-26份，催化剂0.01-0.5份。

通过采用上述技术方案，本发明的聚氨酯弹性体中引入了废旧轮胎胶粉来降低聚氨酯的微相分离程度，从而使所制备的聚氨酯弹性体具备较高的拉伸强度和较低的动态生热。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述二异氰酸酯为4,4’二苯基甲烷二异氰酸酯。通过采用上述技术方案，通过废旧轮胎胶粉与二异氰酸酯发生反应，并均匀分散在聚氨酯基体中，能够极大提高聚氨酯弹性体材料的力学强度，并降低其动态生热。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述聚酯多元醇为聚己内酯多元醇，且该聚酯多元醇的官能度为2，相对分子质量范围为1000～4000g/moL。通过采用上述技术方案，基于聚氨酯分子结构设计，制备不同聚集态结构的聚氨酯弹性体，使得制品的性能呈现梯度变化，且具有较高的拉伸强度和较低动态生热的特点，满足不同环境条件的使用。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述废旧轮胎胶粉是在常温条件下粉碎研磨制得，且其粒径范围为40～200目。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。通过采用上述技术方案，上述选用的催化剂材料性能较稳定，能够催化聚氨酯预聚体的合成，加快反应速率，使得合成的聚氨酯预聚体较为稳定。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述醇类扩链剂为1,4-丁二醇。通过采用上述技术方案，上述扩链剂活性较低，有利于所制备聚氨酯预聚物与扩链剂充分混合，使得合成的聚氨酯弹性体制品外观整洁，性能稳定。

为了更清楚的说明本发明，本发明提供了上述低动态生热聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将废旧轮胎胶粉于80～100℃温度下，真空烘干10～12h，备用；

步骤二：将聚酯多元醇在110-120℃抽真空脱水2-2.5h，降温至60-70℃后，加入相应重量份数的上述废旧轮胎胶粉，混合均匀得到混合多元醇；

步骤三：将相应重量份数的二异氰酸酯、催化剂和上述混合多元醇于60℃混合均匀，升温至80-90℃后反应2.5-3h，得到预聚体，进行脱泡处理，密封备用；