[发明专利]一种低硬度耐溶剂聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及低硬度耐溶剂聚氨酯弹性体及其制备方法，特别涉及具有良好力学性能和耐溶剂性能的可用于彩涂等印刷领域的产品。

背景技术

彩涂工艺是指在连续机组上以冷轧带钢、镀锌带钢(电镀锌和热镀锌)等为基板，经过表面预处理(脱脂处理)，用辊涂的方法，涂上一层或多层不同颜色液态涂料，经过烘烤和冷却得到彩涂板材的过程。彩板在建筑、装潢、家电、汽车、船舶等行业中得到广泛的应用。由于彩涂生产线上使用的涂料中含有多种溶剂，故其辊涂机需要一种低硬度的耐溶剂聚氨酯胶辊，同时还要有较高的机械性能以及合适的操作工艺。大多数彩涂胶辊的硬度范围在邵氏50～60A。

目前市场上用于彩涂胶辊的低硬度聚氨酯材料通常为聚酯/甲苯二异氰酸酯(TDI)体系，按聚酯种类可分为己二酸聚酯和丁二酸聚酯两大类。聚己二酸聚酯/TDI体系具有较好的力学性能，但在酮类、酯类和醇类等极性溶胀明显，在环己酮中浸泡24h，增重可超过50％，产品使用寿命缩短。法国博雷公司开发的牌号为TD636产品，其预聚体组分为TDI和己二酸聚酯体系，扩链剂组分为三羟甲基丙烷(TMP)和三异丙醇胺(TIPA)，制品硬度为邵氏58A，拉伸强度为31MPa，撕裂强度为46kN/m，伸长率为450％，环己酮浸泡24h增重56％。聚丁二酸聚酯体系的耐溶剂性能优于聚己二酸聚酯，但是力学性能较低。CN101130597中报道了一种耐溶剂聚氨酯弹性体的合成方法，用丁二酸、乙二醇、二乙二醇和甘油合成聚酯再与TDI和邻苯二甲酸二甲氧基乙酯(DMEP)制得邵氏50A制品，该产品可用于彩涂胶辊，其拉伸强度为8MPa，撕裂强度为22kN/m，环己酮浸泡48h增重46％。杨茹果、白邵敏等人(丁二酸系聚氨酯弹性体的研制，太原理工大学学报，第35卷，第3期，362页～364页)报道了一种丁二酸系聚氨酯弹性体，用聚丁二酸乙二醇/二乙二醇酯与TDI合成预聚体，扩链剂为TMP，弹性体硬度为邵氏58A，拉伸强度为19MPa，撕裂强度为23.9kN/m，伸长率为262％，环己酮浸泡48h增重19％。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用低硬度耐溶剂聚氨酯弹性体材料，该材料具有较好的力学性能、良好的耐溶剂性能以及切削加工性。可用于彩涂等印刷领域。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种低硬度耐溶剂聚氨酯弹性体材料的制备方法。

本发明的低硬度聚氨酯弹性体材料，其原料由预聚体组分(A组分)和扩链剂组分(B组分)两部分组成，按质量份计包括：

(1)A组分

(2)B组分

扩链剂     100

消泡剂     0～0.5

催化剂     0.02～0.05

A/B＝100/6～12

所述聚酯多元醇为小分子二元羧酸和小分子二元醇的反应产物。适合的二元羧酸可以是己二酸、戊二酸、丁二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等中的一种或多种。适合的二元醇可以是乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丁二醇、3-甲基-戊二醇，二乙二醇、甘油、己二醇、新戊二醇等中的一种或多种。本发明聚酯多元醇一般为数均分子量1000-3000的聚酯二元醇，优选数均分子量为1000-2000的己二酸系聚酯二元醇和丁二酸系聚酯二元醇。

软化剂为邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯(DMEP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、二乙二醇二苯甲酸酯(DEG)、二丙二醇二苯甲酸酯(DPG)等中的一种或几种掺混。填料为聚氨酯体系常用的无机填料，例如碳酸钙、滑石粉、钛白粉等。

扩链剂由醇胺类扩链剂和三官能度醇类扩链剂组成，其中醇胺类扩链剂为三异丙醇胺(TIPA)与二乙醇胺(DEA)或三乙醇胺(TEA)的混合物，混合的摩尔比为1∶0.5～1.5；三官能度醇类扩链剂可以选用甘油(GLY)、三羟甲基丙烷(TMP)或三羟甲基乙烷(TME)等，优选TMP；三官能度醇类扩链剂与醇胺混合扩链剂的摩尔比为1∶0.25～1.5。

消泡剂可选用有机硅消泡剂；催化剂可选用有机铋或有机锡类化合物及其组合，其中有机铋类化合物选自异辛酸铋或羧酸铋等及其组合。有机锡类化合物选自辛酸亚锡、二辛酸二丁锡、二月桂酸二丁锡等中的一种或多种，优选有机铋类化合物，更优选异辛酸铋或羧酸铋及其组合。

本发明所述的低硬度聚氨酯弹性体材料，采用两步法制备：