專利名稱：低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微孔弾性體材料的制備方法領(lǐng)域，具體涉及ー種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體的制備方法。
背景技術(shù)：
由于聚氨酯微孔弾性體具有優(yōu)異的動態(tài)和靜態(tài)力學性能，特別適合用于抗振和阻尼體系，絕大部分產(chǎn)品應用在汽車エ業(yè)減振緩沖體系中。同樣是聚氨酯微孔弾性體體系，不同的化學結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生出結(jié)構(gòu)和性能完全不同的產(chǎn)品。中國專利Z1200710094632. 9公開了ー種以對苯ニ異氰酸酯為 異氰酸酯組分的聚氨酯微孔弾性體的制備方法，該方法通過預聚體制備、混合、模塑、后熟化等步驟，制備得到了壓縮永久變形性能低至16%的聚氨酯微孔弾性體材料。但是制品的長期尺寸穩(wěn)定性是產(chǎn)品綜合性能優(yōu)異的保證，材料的低壓縮永久變形性能是承載元件始終追求的指標?；诖?，試圖找到ー種具有更低永久變形指標的聚氨酯微孔弾性體材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的制備方法得到的聚氨酯微孔弾性體的壓縮永久變形性能不好的問題，而提供ー種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體的制備方法。本發(fā)明提供ー種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體的制備方法，包括如下步驟步驟ー將聚合物多元醇與對苯ニ異氰酸酯在70 80°C條件下反應，得到預聚體，所述的預聚體中-NCO基含量< 6. 2% ；步驟ニ 將多羥基化合物、發(fā)泡劑、催化劑I、催化劑2和表面活性劑按質(zhì)量比為100: 4 8 :0. 8 I. 2 :0. 4 O. 6 :2 6混合，得到擴鏈劑；所述的多羥基化合物按重量份計，包括10% 35%聚酯多元醇、50% 75%的ニ元醇和2% 35%的交聯(lián)劑，所述的催化劑I為有機羧酸的ニ烷基錫鹽，催化劑2為胺催化劑；步驟三將步驟一得到的預聚體和步驟ニ得到的擴鏈劑混合，攪拌均勻，得到混合物料，將混合物料硫化、脫模，得到制品；步驟四將步驟三得到的制品后硫化，得到低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體。優(yōu)選的是，步驟一中所述的聚合物多元醇選自聚己內(nèi)酷、聚己ニ酸-1，4_ 丁ニ醇酯ニ醇或聚己ニ酸こニ醇酯中的ー種或兩種。優(yōu)選的是，步驟一中所述的聚合物多元醇數(shù)均分子量為1000-3000。優(yōu)選的是，所述的步驟ニ中的聚酯多元醇為聚己內(nèi)酷、聚己ニ酸-1，4_ 丁ニ醇酯ニ醇或聚己ニ酸こニ醇酯中的ー種或兩種。優(yōu)選的是，所述的步驟ニ中的ニ元醇選自こニ醇、I，2 -丙ニ醇、I，3 -丙ニ醇、1,4-丁ニ醇、1,5-戊ニ醇、三丙ニ醇、ニ甘醇或1，6己ニ醇中的ー種或幾種。優(yōu)選的是，所述的步驟ニ中的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷、甘油、山梨醇或季戊四醇。
優(yōu)選的是，步驟ニ中交聯(lián)劑重量份數(shù)為2% 15%。優(yōu)選的是，所述的催化劑I為ニこ酸ニ丁基錫、ニ辛酸錫、二月桂酸ニ丁基錫或月桂酸錫。優(yōu)選的是，所述的催化劑2為三亞こ基ニ胺、五甲基ニ亞こ基三胺、三こ醇胺或
N-甲基ニこ醇胺。優(yōu)選的是，所述的表面活性劑為ニこ胺油酸鹽、十二烷基苯磺酸、蓖麻油酸或ニ甲
基聚硅氧烷。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供ー種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體的制備方法，該方法將聚合 物多元醇與對苯ニ異氰酸酯在70 80°C條件下反應,得到預聚體,所述的預聚體中-NCO基含量< 6. 2% ;將多羥基化合物、發(fā)泡劑、催化劑I、催化劑2和表面活性劑按質(zhì)量比為100:4 8 :0. 8 I. 2 :0. 4 O. 6 :2 6混合，得到擴鏈劑；所述的多羥基化合物按重量份計，包括10% 35%聚酯多元醇、50% 75%的ニ元醇和2% 35%的交聯(lián)劑，所述的催化劑I為有機羧酸的ニ烷基錫鹽，催化劑2為胺催化劑；將得到的預聚體標定NC0%含量，并根據(jù)含量加入步驟ニ得到的擴鏈劑，攪拌均勻，得到混合物料，將混合物料硫化、脫摸，得到制品；將得到的制品后硫化，得到低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體。和現(xiàn)有技術(shù)相對比，本發(fā)明制備的聚氨酯微孔弾性體壓縮永久變形性能更好，實驗表明本發(fā)明制備的聚氨酯微孔彈性體靜態(tài)壓縮永久變形性能可達到O. 53%。
具體實施例方式本發(fā)明提供ー種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體的制備方法，包括如下步驟步驟ー將聚合物多元醇與對苯ニ異氰酸酯在70-80°C條件下反應，得到預聚體，所述的預聚體中-NCO基含量彡6. 2% ；步驟ニ 將多羥基化合物、發(fā)泡劑、催化劑I、催化劑2和表面活性劑按質(zhì)量比為100: 4 8 :0. 8 I. 2 :0. 4 O. 6 :2 6混合，得到擴鏈劑；所述的多羥基化合物按重量份計，包括10% 35%聚酯多元醇、50% 75%的ニ元醇和2% 35%的交聯(lián)劑，所述的催化劑I為有機羧酸的ニ烷基錫鹽，催化劑2為胺催化劑；步驟三將步驟一得到的預聚體和步驟ニ得到的擴鏈劑混合，攪拌均勻，得到混合物料，將混合物料硫化、脫模，得到制品；步驟四將步驟三得到的制品后硫化，得到低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體。本發(fā)明步驟一將聚合物多元醇與對苯ニ異氰酸酯反應之前，要先將聚合物多元醇放置在三頸瓶中，在100 120°C條件下，在真空的環(huán)境下抽出多元醇內(nèi)的水，然后將溫度降至70 80°C，在氮氣的保護下在三頸瓶加入對苯ニ異氰酸酷，在高速攪拌下制備得到預聚體，所述的攪拌速度優(yōu)選為800 1200 rmp,更優(yōu)選為IOOOrmp,攪拌時間優(yōu)選為I. 5h 3h，更優(yōu)選為2. 5h，使得所制備的預聚體的-NCO基含量< 6. 2%，優(yōu)選的是，所述的聚合物多元醇官能度為2，數(shù)均分子量為1000-3000，更優(yōu)選為1000-2000，本發(fā)明所述的聚合物多元醇包括聚酯多元醇或聚醚多元醇，優(yōu)選為聚己內(nèi)酷、聚己ニ酸-1，4_ 丁ニ醇酯ニ醇或聚己ニ酸こニ醇酯中的ー種或兩種，更優(yōu)選的是聚己內(nèi)酷。
本發(fā)明步驟ニ中所述的多羥基化合物按重量份計，包括10% 35%聚酯多元醇、50% 75%的ニ元醇和2% 35%的交聯(lián)劑，所述的聚酯多元醇官能度為2，摩爾質(zhì)量優(yōu)選為500-3000g/mol,更優(yōu)選為1000-1500 g/mol,聚酯多元醇優(yōu)選為聚己內(nèi)酷、聚己ニ酸-1,4_ 丁ニ醇酯ニ醇或聚己ニ酸こニ醇酯；所述的ニ元醇的摩爾質(zhì)量優(yōu)選為60-300g/mol ;低分子量ニ元醇優(yōu)選為こニ醇、1，2-丙ニ醇、1，4- 丁ニ醇、三丙ニ醇、ニ甘醇或1，6己ニ醇中的ー種或幾種，其中更優(yōu)選為I. 4-丁ニ醇；所述的交聯(lián)劑為一種至少含有三個對異氰酸酯基團有反應活性的基團，優(yōu)選為三羥甲基丙烷、甘油、山梨醇或季戊四醇，更優(yōu)選為三羥甲基丙烷。其中低分子量交聯(lián)劑的重量份數(shù)優(yōu)選為2% 15%。本發(fā)明步驟ニ中催化劑I優(yōu)選為ニこ酸ニ丁基錫、ニ辛酸錫ニ月桂酸ニ丁基錫或月桂酸錫，更優(yōu)選為ニこ酸ニ丁基錫；催化劑2優(yōu)選為三亞こ基ニ胺、五甲基ニ亞こ基三胺、三こ醇胺或N-甲基ニこ醇胺；發(fā)泡劑優(yōu)選為水；表面活性劑優(yōu)選為ニこ胺油酸鹽、十二烷基苯磺酸、蓖麻油酸或ニ甲基聚硅氧烷。

本發(fā)明步驟三中將得到的預聚體標定其NC0%含量，并根據(jù)稱取的預聚體質(zhì)量和NC0%含量加入擴鏈劑進行混合，擴鏈劑的加入量由以下公式計算得到m2=[ (Hi1 Xn) /42f] XMXa其中M為步驟ニ得到的擴鏈劑的分子量，a為體系中NC0/0H的比值，
O.9 < a < I. 1，f為官能度，In1預聚體的質(zhì)量，m2擴鏈劑的質(zhì)量，η為-NCO基含量。將預聚體和擴鏈劑攪拌均勻，所述的攪拌速度優(yōu)選為1000 1700rpm，攪拌時間為10 30s。本發(fā)明步驟三中最終得到的制品是將混合物料快速注入到90 110°C硫化機上，快速合模，硫化15 30min，脫模后得到的。本發(fā)明步驟四中后硫化步驟為將步驟三得到的制品在110 140°C烘箱內(nèi)后硫化12 24h，得到低壓縮永久變形的聚氨酯微孔弾性體。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進ー步詳細的描述。實施例I將數(shù)均分子量為1000的聚已內(nèi)酯IOOg放置在I升的三頸瓶中，溫度設置為100°C，在真空的環(huán)境下除去聚已內(nèi)酷多元醇內(nèi)的水，將溫度降低至70°C，在氮氣的氛圍保護下在三頸瓶中加入對苯ニ異氰酸酯32g，在IOOOrmp的速率攪拌2. 5h，標定制備的預聚體-NC0% 含量 6. 2% ；將多羥基化合物、水、ニ辛酸錫、三亞こ基ニ胺和ニこ胺油酸鹽按質(zhì)量比為100:6 1 0. 5 4混合，得到7. 3g擴鏈劑，所述的多羥基化合物中包含分子量為500g/mol的
O.73g聚已內(nèi)酷、3.47gこニ醇、2. Og 1，2-丙ニ醇、I. Ig三羥甲基丙烷;將擴鏈劑迅速加入到預聚體中，設置攪拌速度為IOOOrpm，攪拌時間為30s，得到混合物料，將所制備的混合物料快速注入到110°c硫化機上，快速合模，硫化15min，脫摸，將澆注成型的樣件放置在110°C烘箱內(nèi)后硫化18h，得到聚氨酯微孔弾性體。將試樣放置一周，然后測靜態(tài)壓縮永久變形，測試結(jié)果如表I所示。實施例2將數(shù)均分子量為3000的聚已內(nèi)酯IOOg放置在IL的三頸瓶中，溫度設置為120°C，在真空的環(huán)境下除去聚已內(nèi)酷多元醇內(nèi)的水，將溫度降低至80°C，在氮氣的氛圍保護下在三頸瓶中加入對苯ニ異氰酸酯10. 67g，在IOOOrmp的速率攪拌2. 5h，標定制備的預聚體-NCO% 含量 2. 5% ；將多羥基化合物、水、月桂酸錫、五甲基ニ亞こ基三胺和ニ甲基聚硅氧烷按質(zhì)量比為100: 8 :1. 2 :0. 6 : 6混合，得到3. 2g擴鏈劑，所述的多羥基化合物中包含分子量為1000g/mol 的 O. 48g 聚己內(nèi)酷、O. 96gl, 4- 丁ニ醇、O. 64g I, 3-丙ニ醇、I. 12g 山梨醇;將擴鏈劑迅速加入到預聚體中，設置攪拌速度為1700rpm，攪拌時間為10s，得到混合物料，將所制備的混合物料快速注入到90°C硫化機上，快速合模，硫化30min，脫模，將澆注成型的樣件放置在140°C烘箱內(nèi)后硫化12h，得到聚氨酯微孔弾性體。將試樣放置一周，然后測靜態(tài)壓縮永久變形，測試結(jié)果如表I所示。實施例3將數(shù)均分子量為2000的聚己ニ酸-I，4- 丁ニ醇酯ニ醇IOOg放置在IL的三頸瓶 中，溫度設置為120°C，在真空的環(huán)境下除去聚酯多元醇內(nèi)的水，將溫度降低至80°C，在氮氣的氛圍保護下在三頸瓶中加入對苯ニ異氰酸酯16g，在IOOOrmp的速率攪拌2. 5h，標定制備的預聚體_NC0%含量3. 50% ；將多羥基化合物、水、二月桂酸ニ丁基錫、N-甲基ニこ醇胺和蓖麻油酸按質(zhì)量比為100: 4 :0. 8 0. 4 2混合，得到4. 4g擴鏈劑，所述的多羥基化合物中包含分子量為1500g/mo I 的 I. 232g 聚己ニ酸-1，4-丁ニ醇酯ニ醇、I. 76gl，4-丁ニ醇、0. 52g 1，3-丙ニ醇、0. Sg1，5-戊ニ醇和0. 088g季戊四醇；將擴鏈劑迅速加入到預聚體中，設置攪拌速度為1500rpm，攪拌時間為20s，得到混合物料，將所制備的混合物料快速注入到100°c硫化機上，快速合模，硫化20min，脫模，將澆注成型的樣件放置在120°C烘箱內(nèi)后硫化24h，得到聚氨酯微孔弾性體。將試樣放置一周，然后測靜態(tài)壓縮永久變形，測試結(jié)果如表I所示。實施例4將數(shù)均分子量為1500的聚己ニ酸こニ醇酯IOOg放置在IL的三頸瓶中，溫度設置為120°C，在真空的環(huán)境下除去聚已內(nèi)酷多元醇內(nèi)的水，將溫度降低至80°C，在氮氣的氛圍保護下在三頸瓶中加入對苯ニ異氰酸酯21. 3g，在IOOOrmp的速率攪拌2. 5h，標定制備的預聚體_NC0%含量4. 5% ；將多羥基化合物、水、ニこ酸ニ丁基錫、三こ醇胺和十二烷基苯磺酸按質(zhì)量比為100:4:1:0. 55:3. 5混合，得到6. 5g擴鏈劑，所述的多羥基化合物中包含分子量為3000g/mol的0. 97g聚己ニ酸こニ醇酯、I. 95g三丙ニ醇、2. 28g 1，6-己ニ醇和I. 3g甘油；將擴鏈劑迅速加入到預聚體中，設置攪拌速度為1700rpm，攪拌時間為30s，得到混合物料，將所制備的混合物料快速注入到100°c硫化機上，快速合模，硫化20min，脫模，將澆注成型的樣件放置在110°C烘箱內(nèi)后硫化18h，得到聚氨酯微孔弾性體。將試樣放置一周，然后測靜態(tài)壓縮永久變形，測試結(jié)果如表I所示。實施例1-4得到的聚氨酯微孔弾性體靜態(tài)壓縮永久變形具體測試過程如下將實施例1-4得到的聚氨酯微孔彈性體制成測試樣條，所述的測試樣條長為(50 ± I) mm，寬為(50 ± I) mm，高為(25 ± I) mm，測量測試樣品的原始高度hi，將樣品放置在夾具中，沿著高度的方向壓縮50%，然后將帶有測試樣品的夾具放置在25°C的恒溫箱中，放置72小時，從夾具中取出測試樣品，放置測試樣品在室溫30分鐘，測試樣品的高度為h2，樣品的壓縮永久變形P=(hl-h2)/hlX100。本發(fā)明實施例所述的靜態(tài)壓縮永久變形性能測試結(jié)果均是通過GB /T 6669-2001測試方法獲得。具體測試結(jié)果如表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一將聚合物多元醇與對苯二異氰酸酯在70 80°C條件下反應，得到預聚體，所述的預聚體中-NCO基含量彡6. 2% ； 步驟二 將多羥基化合物、發(fā)泡劑、催化劑I、催化劑2和表面活性劑按質(zhì)量比為100:4 8 :0. 8 I. 2 :0. 4 O. 6 :2 6混合，得到擴鏈劑；所述的多羥基化合物按重量份計，包括10% 35%聚酯多元醇、50% 75%的二元醇和2% 35%的交聯(lián)劑，所述的催化劑I為有機羧酸的二烷基錫鹽，催化劑2為胺催化劑； 步驟三將步驟一得到的預聚體和步驟二得到的擴鏈劑混合，攪拌均勻，得到混合物料，將混合物料硫化、脫模，得到制品； 步驟四將步驟三得到的制品后硫化，得到低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，步驟一中所述的聚合物多元醇選自聚己內(nèi)酯、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇酯中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，步驟一中所述的聚合物多元醇數(shù)均分子量為1000-3000。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中的聚酯多元醇為聚己內(nèi)酯、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇酯中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中的二元醇選自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，5-戊二醇、三丙二醇、二甘醇或1，6己二醇中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷、甘油、山梨醇或季戊四醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，步驟二中交聯(lián)劑重量份數(shù)為2% 15%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，所述的催化劑I為二乙酸二丁基錫、二辛酸錫、二月桂酸二丁基錫或月桂酸錫。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，所述的催化劑2為三亞乙基二胺、五甲基二亞乙基三胺、三乙醇胺或N-甲基二乙醇胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其特征在于，所述的表面活性劑為二乙胺油酸鹽、十二烷基苯磺酸、蓖麻油酸或二甲基聚硅氧燒。
全文摘要
一種低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，屬于微孔彈性體材料的制備方法領(lǐng)域。解決現(xiàn)有的制備方法得到的聚氨酯微孔彈性體的壓縮永久變形性能不好的問題。該方法將聚合物多元醇與對苯二異氰酸酯在70～80℃條件下反應，得到預聚體，所述的預聚體中-NCO基含量≤6.2%；然后將多羥基化合物、發(fā)泡劑、催化劑1、催化劑2和表面活性劑混合，得到擴鏈劑，再將得到的預聚體和擴鏈劑，攪拌均勻，得到混合物料，將混合物料硫化、脫模、后硫化，得到低壓縮永久變形的聚氨酯微孔彈性體。本發(fā)明制備的聚氨酯微孔彈性體靜態(tài)壓縮永久變形性能可達到0.53%。
文檔編號C08G18/76GK102850518SQ20121036152
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者王杰, 劉佳, 郇彥, 楊小牛 申請人:中國科學院長春應用化學研究所