[发明专利]一种混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，涉及一种混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法。

背景技术

混炼型聚氨酯弹性体具备良好的耐磨性能、力学性能、耐油性能和耐老化性能，按材质分，混炼型聚氨酯弹性体又分为聚酯型MPU和聚醚型MPU，其中，聚酯型MPU耐溶剂性能优异，聚醚型MPU耐低温性能和耐水解性能优异，材料环保。

由于混炼型聚氨酯弹性体(MPU)与天然橡胶、许多合成橡胶在材料形态和加工工艺方面具有相似性，可采用传统的橡胶设备加工。具体而言，在现有技术中，混炼型聚氨酯弹性体的加工工艺为：将聚氨酯生胶在开放式炼胶机或密炼机中与添加剂(补强性填料、硫化剂、硫化促进剂、水解稳定剂等)相混合，经过成型、硫化而成。

聚氨酯生胶是以羟基封端的黏弹状准高分子材料，分子链上必须含有一定数量的可供硫化时产生横向交联的化学基团或不饱和键，且还需具备适合于混炼、压延和挤出等加工工艺的可塑性。聚氨酯生胶通常不用分子量作为特性指数，而采用与通用橡胶一样的方法，用门尼粘度作为聚氨酯生胶加工的特性指数。

聚氨酯生胶的合成方法有一步法和预聚物法两种。一步法是在脱水后的低聚物二元醇和小分子二醇混合物中加入二异氰酸酯反应后得到黏流状物料，放入浅盘中在烘箱中继续反应成黏弹状生胶。预聚物法是将二异氰酸酯和脱过水的低聚物二元醇反应生成异氰酸酯基封端的预聚物，再加入小分子二醇或二胺扩链，反应后得到黏流状物料，放入浅盘中在烘箱中继续反应成黏弹状生胶。一步法工艺过程简单，有利于连续化生产。目前市面上的聚氨酯生胶主要是聚酯型生胶，其存在低温结晶、合成工艺难掌握和贮存稳定性差等问题。

有鉴于此，确有必要提供一种混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法，采用该方法得到的聚氨酯生胶结晶温度更低、合成工艺易掌握、贮存稳定性提高，可制备出耐水解、耐低温、综合性能优异的混炼型聚氨酯弹性体。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法，采用该方法得到的聚氨酯生胶结晶温度更低、合成工艺易掌握、贮存稳定性提高，可制备出耐水解、耐低温、综合性能优异的混炼型聚氨酯弹性体。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法，包括以下步骤：

第一步，将低聚物二元醇和小分子扩链剂加热、减压除水后降温，加入交联反应抑制剂，搅拌3-10分钟，加入二异氰酸酯反应15～20分钟后真空除泡，放料到不锈钢盘中；

或者将低聚物二元醇加热、减压除水后降温，加入交联反应抑制剂，搅拌3-10分钟，加入二异氰酸酯反应10～35分钟，加入小分子扩链剂反应10～20分钟后真空除泡，放料到不锈钢盘中；

第二步，将盛料的不锈钢盘放置到烘箱中，在100～120℃继续烘烤15～20小时得到所述聚氨酯生胶。反应温度的控制十分重要，反应温度过高，导致反应放热过快而产生爆聚。生胶在烘箱中主要进行的是链增长反应，若温度过高则会发生异脲氰酸酯的聚合反应以及其他多种复杂反应。在温度130℃以上时，生胶中的脲基甲酸酯、缩二脲的热稳定性差，会发生降解反应，因此，烘胶温度控制在100～120℃。

作为本发明混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法的一种改进，所述低聚物二元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇。

作为本发明混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法的一种改进，所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二元醇，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇丙二醇酯二元醇、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二元醇和聚己内酯二元醇中的至少一种。

作为本发明混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法的一种改进，所述聚四亚甲基醚二元醇的相对分子质量为1000-2000；所述聚己二酸乙二醇丙二醇酯二元醇的相对分子质量为1500-2000；所述聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二元醇的相对分子质量为1500-2000；所述聚己内酯二元醇相对分子质量为1000-2000。

作为本发明混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法的一种改进，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯。

作为本发明混炼型聚氨酯弹性体用聚氨酯生胶的制备方法的一种改进，所述小分子扩链剂为三羟甲基丙烷单烯丙基醚和/或甘油烯丙基醚。扩链剂能使整个体系迅速进行扩链，且它们具有能与反应体系进行化学反应的特性基团，在整个反应原料体系中，对异氰酸酯和聚醇体系构成较强的反应竞争几率，因此，它们能有效地调节反应体系的反应速度。