本發(fā)明涉及材料領域，特別是涉及聚氨酯微孔彈性體，更具體地說，是涉及一種chdi(1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯)改性的ndi(1,5'-萘二異氰酸酯)基聚氨酯微孔彈性體的制備方法。

背景技術：

聚氨酯微孔彈性體是將液體反應混合物澆注到模腔中而成型的化學體系，所用的化學原料主要有異氰酸酯、多元醇、擴鏈劑、發(fā)泡劑、催化劑、泡沫均衡劑等；制備工藝中主要包括如下化學反應：多元醇與異氰酸酯反應生成氨基甲酸酯的凝膠反應，異氰酸酯與水反應生成脲和c02的發(fā)泡反應。聚氨酯彈性體的耐磨性能非常杰出，約為天然橡膠的3～5倍，同時還具有優(yōu)異的減震緩沖性能，因此特別適合用于制作搖擺震動狀況下的阻尼體系元件。

專利號為zl200510111548.4的中國發(fā)明專利公開了一種ndi基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，該專利公開的技術方案包括如下步驟：(1)預聚體的制備：過量的多異氰酸酯與多元醇在120-140℃條件下反應，形成端-nco基的預聚體；(2)澆注：將預聚體與擴鏈劑組分按比例混合，反應料液注入溫度為80-95℃的模具中，預熟化后脫模；(3)后熟化：脫模后的制品于110℃后熟化13-16小時。

公開號為cn1982352a的中國發(fā)明專利申請公開了的一種ndi基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，該方法包括如下步驟：(1)預聚體的制備：過量的多異氰酸酯與多羥基化合物在70-90℃條件下反應，形成端-nco基的預聚體；(2)澆注：將預聚體與擴鏈劑組分按比例混合，反應料液注入溫度為80-95℃的模具內(nèi)，預熟化后脫模；(3)后熟化：脫模后的制品于110℃后熟化13-16小時。

以上兩種技術方案是目前比較成熟的制備聚氨酯微孔彈性體減震緩沖塊的技術方案。但是，由于以上兩種技術方案均采用芳香族異氰酸酯作為原材料，苯環(huán)與之相鄰的氮原子形成大∏鍵共軛體系，在光(特別是紫外光)、熱、氧的作用下，易發(fā)生光氧化反應，破壞大分子的主鏈結構，導致材料的使用壽命大大縮短。技術人員往往使用添加抗紫外劑和抗氧化劑來解決這一技術缺點，但是，抗紫外劑和抗氧化劑只能在一定程度上延緩這種光氧化反應，而且兩者的添加還會增加整個反應體系的復雜程度，也對最終產(chǎn)品的性能有一定的影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，它可以改善ndi基聚氨酯微孔彈性體材料的抗光氧化能力，延長產(chǎn)品的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的制備方法，步驟包 括：

1)過量的1,5'-萘二異氰酸酯與1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯及數(shù)均分子量為1000～3000的高分子量二元醇在125～130℃下反應，形成末端異氰酸酯基重量百分含量為4％～7％的預聚體；

2)將所述高分子量二元醇與分子量為48～200的小分子量二元醇、發(fā)泡劑、延遲性催化劑、泡沫穩(wěn)定劑混合，配制成擴鏈劑組合物；

3)預聚體與擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)95％～105％的比例混合反應，將反應料液注入溫度為80～100℃的模具中，澆注成型；

4)熟化，脫模，在110～120℃下后熟化10～16小時。

上述步驟1)中，ndi與chdi的摩爾比為1:1～5:1，優(yōu)選3:1～4:1。

上述步驟1)和2)中，所述高分子量二元醇可以是聚酯二元醇(優(yōu)選聚己內(nèi)酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇)、聚醚二元醇(優(yōu)選聚四氫呋喃醚二醇)、聚醚酯二元醇(優(yōu)選聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇)中的一種或多種的混合物；高分子量二元醇的數(shù)均分子量優(yōu)選為1500～2000。

上述步驟2)中，所述小分子量二元醇可以是1，4-丁二醇、1，6-己二醇或一縮二乙二醇；所述延遲性催化劑可以使用叔胺類催化劑(例如三乙烯二胺、雙(2-甲氧基乙基)胺)，所述泡沫穩(wěn)定劑可以使用有機硅表面活性劑。

上述步驟2)中，所述擴鏈劑組合物中，各組分的重量份優(yōu)選為：高分子量二元醇100重量份、小分子量二元醇10～18重量份、發(fā)泡劑6～12重量份、延遲性催化劑0.8～3.5重量份、泡沫穩(wěn)定劑0.5～3.5重量份。

本發(fā)明通過適當?shù)匾雽庋趸磻幻舾械闹咀瀹惽杷狨hdi，在保持ndi基聚氨酯微孔彈性體優(yōu)異的耐動態(tài)疲勞性能的基礎上，改善了其抗光氧化能力，從而提高了ndi基聚氨酯微孔彈性體的耐磨耗性能，延長了最終產(chǎn)品的使用壽命。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例應理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明所保護的范圍。

實施例1

本實施例制備chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的具體方法為：

將5摩爾ndi和1摩爾chdi混合均勻，與2.723摩爾的數(shù)均分子量為1000的聚己二酸乙二醇酯二元醇在128℃下反應25分鐘，制得端-nco基含量為7wt％的端異氰酸酯預聚體。

將100質量份的數(shù)均分子量為1000的聚己二酸乙二醇酯二元醇與10質量份的1,4-丁二醇、6質量份的水、0.8質量份的延遲性催化劑(dabco1027)、0.8質量份的泡沫穩(wěn)定劑(dabcodc2585)混合均勻，配制成擴鏈劑組合物。

采用低壓發(fā)泡機，將預聚體和擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)為95％的比例混合反應后，將反應料液注入到90℃的模具中，熟化25分鐘后脫模，然后在110℃下后熟化16小時，制得chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體材料，產(chǎn)品的相關物性指標參見表1所示，其中：

靜態(tài)壓縮變定(cs％)的測試方法為：從試片中取出φ15mm×10mm試塊，測量試片原始高度h0和墊片高度h2；壓縮試片高度的40％，在70℃的烘爐中老化22小時，室溫下放置2小時再卸壓，測量老化后高度h1。cs％的計算公式為：

cs％＝(h0-h1)/(h0-h2)×100％

動態(tài)疲勞性能的測試方法為：將制品安裝在相應的支撐夾具上，在無風冷的條件下，以7kn、頻率為1.5hz進行循環(huán)測試。

材料的磨耗根據(jù)材料磨耗標準din53516測定。

實施例2

本實施例制備chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的具體方法為：

將4摩爾ndi和1摩爾chdi混合均勻，與1.765摩爾的數(shù)均分子量為2000的聚己內(nèi)酯二元醇在129℃下反應25分鐘，制得端-nco基含量為6wt％的端異氰酸酯預聚體。

將100質量份的數(shù)均分子量為2000的聚己內(nèi)酯二元醇與10質量份的1,4-丁二醇、8質量份的水、0.8質量份的延遲性催化劑(dabco1027)、0.8質量份的泡沫穩(wěn)定劑(dabcodc2585)混合均勻，配制成擴鏈劑組合物。

采用低壓發(fā)泡機，將預聚體和擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)為96％的比例混合反應后，將反應料液注入95℃的模具中，熟化25分鐘后脫模，然后在110℃下后熟化16小時，制得chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體材料，產(chǎn)品的相關物性指標參見表1所示，測試方法同實施例1。

實施例3

本實施例制備chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的具體方法為：

將4摩爾ndi和1摩爾chdi混合均勻，與2.011摩爾的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚二醇在128℃下反應25分鐘，制得端-nco基含量為5wt％的端異氰酸酯預聚體。

將100質量份的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚二醇與10質量份的1,4-丁二醇、9 質量份的水、0.8質量份的延遲性催化劑(dabco1027)、0.8質量份的泡沫穩(wěn)定劑(dabcodc2585)混合均勻，配制成擴鏈劑組合物。

采用低壓發(fā)泡機，將預聚體和擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)為96％的比例混合反應后，將反應料液注入90℃的模具中，熟化25分鐘后脫模，然后在110℃下后熟化16小時，制得chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體材料，產(chǎn)品的相關物性指標參見表1所示，測試方法同實施例1。

實施例4

本實施例制備chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的具體方法為：

將3摩爾ndi和1摩爾chdi混合均勻，與1.415摩爾的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇在128℃下反應25分鐘，制得端-nco基含量為6wt％的端異氰酸酯預聚體。

將100質量份的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇與18質量份的1,4-丁二醇、8質量份的水、3.0質量份的延遲性催化劑(dabco1027)、3.5質量份的泡沫穩(wěn)定劑(dabcodc2585)混合均勻，配制成擴鏈劑組合物。

采用低壓發(fā)泡機，將預聚體和擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)為105％的比例混合反應后，將反應料液注入95℃的模具中，熟化25分鐘后脫模，然后在110℃下后熟化16小時，制得chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體材料，產(chǎn)品的相關物性指標參見表1所示，測試方法同實施例1。

實施例5

本實施例制備chdi改性ndi基聚氨酯微孔彈性體的具體方法為：

將2摩爾ndi和2摩爾chdi混合均勻，與1.868摩爾的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇在128℃下反應25分鐘，制得端-nco基含量為4wt％的端異氰酸酯預聚體。

將100質量份的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇與18質量份的1,4-丁二醇、8質量份的水、3.0質量份的延遲性催化劑(dabco1027)、3.5質量份的泡沫穩(wěn)定劑(dabcodc2585)混合均勻，配制成擴鏈劑組合物。

采用低壓發(fā)泡機，將預聚體和擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)為105％的比例混合反應后，將反應料液注入95℃的模具中，熟化25分鐘后脫模，然后在110℃下后熟化16小時，制得chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體材料，產(chǎn)品的相關物性指標參見表1所示，測試方法同 實施例1。

實施例6(對比實施例)

本實施例制備的是未經(jīng)chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體，用于與實施例1-5制備的經(jīng)過chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體材料進行對比。具體制備方法如下：

將3摩爾的ndi與1.050摩爾的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇在128℃下反應25分鐘，制得端-nco基含量為6wt％的端異氰酸酯預聚體。

將100質量份的數(shù)均分子量為2000的聚四氫呋喃醚聚己內(nèi)酯二元醇與18質量份的1,4-丁二醇、8質量份的水、3.0質量份的延遲性催化劑(dabco1027)、3.5質量份的泡沫穩(wěn)定劑(dabcodc2585)混合均勻，配制成擴鏈劑組合物。

采用低壓發(fā)泡機，將預聚體和擴鏈劑組合物按異氰酸酯指數(shù)為105％的比例混合反應后，將反應料液注入95℃的模具中，熟化25分鐘后脫模，然后在110℃下后熟化16小時，制得ndi基聚氨酯微孔彈性體材料，產(chǎn)品的相關物性指標參見表1所示，測試方法同實施例1。

表1實施例1-6的聚氨酯微孔彈性體的性能測定結果

由表1的測試結果可以看到，常態(tài)下(即后熟化7天后)，經(jīng)chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體(實施例1-5)與未經(jīng)chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體(實施例6)，兩者的靜態(tài)壓縮變定和耐動態(tài)疲勞性能比較接近，但材料的耐磨耗性能前者要顯著優(yōu)于后者；而紫外光老化后，經(jīng)chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體的靜態(tài)壓縮變定、耐動態(tài)疲勞和耐磨耗三個性能都要顯著優(yōu)于未經(jīng)chdi改性的ndi基聚氨酯微孔彈性體。