[发明专利]一种聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉弹性体及复合材料制备领域，具体涉及一种聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是一类应用广泛的聚合物材料，其高性能研究包括在逐步聚合过程中调节其分子链结构和加入有机无机填料。通常在聚氨酯中引入无机填料不能同时增强和增韧，在强度提高的同时其弹性断裂伸长率会下降。近年来，随着聚合物/纳米复合材料研究的发展，人们希望利用纳米粒子曾江增强聚氨酯来同时达到增强和增韧的目的。

现有技术中公开了一种以惰性气体发泡的聚氨酯微孔弹性体的制造方法，现有技术中还公开了聚氨酯微孔弹性体的生产方法，通过采用延迟性叔胺催化剂，优化产品的物理机械性能。但是这些方法都采用普通材料对聚氨酯微孔弹性体进行改性，所制得的聚氨酯弹性体的拉伸模量偏低、材料泡孔均匀性差，不能满足国防领域等特殊场合的应用。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是提供一种聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法，该方法制得的产品在保持其强度不下降的情况下，其弹性断裂伸长率有较大幅度的提高。

本发明的技术方案是：一种聚氨酯弹性体复合材料，各组分的质量百分比为：

聚醚多元醇                  50-70%；

异氰酸酯                    5-30%;

纳米四氮化硅粉体            1-3%；

扩链剂                      3-10%；

催化剂                      0.2-1%；

溶剂                        5-15%；

N，N-二甲基甲酰胺            8-13%。          

在本发明一个较佳实施例中，所述的聚醚多元醇为分子量为2000-3000的聚氧化丙烯醚多元醇或聚四氢呋喃多元醇。

在本发明一个较佳实施例中，所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。

在本发明一个较佳实施例中，所述的异佛尔酮二异氰酸酯中-NCO基的含量为37.5%，其质量分数为30-40%。

在本发明一个较佳实施例中，所述的扩链剂为1.4-丁二醇、2，3-丁二醇、二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、山梨醇、乙二胺中的一种或多种。

在本发明一个较佳实施例中，所述的催化剂为辛酸亚锡或二月桂酸二丁锡。

在本发明一个较佳实施例中，所述的溶剂为丙酮、乙醇或乙酸乙酯中的一种。

本发明还公开了一种聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按质量百分比加入聚醚多元醇和异氰酸酯，水浴加热到90℃，搅拌，滴加催化剂，保温反应2-3h，得预聚体；

（2）将预聚体加入到溶剂中，搅拌，然后冰水中冷却至0-5℃，继续搅拌0.5-1h，将纳米四氮化硅粉体加入到N，N-二甲基甲酰胺中，超声分散10-15min，然后将纳米四氮化硅粉体的N，N-二甲基甲酰胺溶液与预聚体的溶液混合，0-5℃高速搅拌1分钟，滴加扩链剂，继续高速搅拌10-15s，然后迅速把搅拌后的混合物浇注到模具中；

（3）红外灯烘烤除去溶剂，固化成膜，室温放置3-4天，放入烘箱中40℃烘干至无N，N-二甲基甲酰胺残留，冷却脱模，得到聚氨酯弹性体复合材料。

由于采取上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明使聚氨酯弹性体复合材料在韧性基本不下降的前提下，拉伸模量有较大幅度的提高。本发明的制备方法简单，易于操作。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

分子量2000的聚氧化丙烯醚多元醇        50%；

质量分数为30%的异佛尔酮二异氰酸酯      30%;

纳米四氮化硅粉体                        1%；

1.4-丁二醇                              3%；

辛酸亚锡                                0.2%；

丙酮                                    5%；

N，N-二甲基甲酰胺                        10.8%。