專利名稱：超低硬度聚氨酯彈性體及其制備方法
技術領域：
本發明涉及聚氨酯彈性體及其制備方法，特別涉及超低硬度聚氨酯彈性體及其制 備方法。
背景技術：
澆注聚氨酯彈性體是向模腔中澆注液體反應混合物生產制品的化學體系，具有機 械強度高、耐磨、耐油、防滑、抗壓縮、硬度范圍廣、緩沖性能好等優異特點，適于制作鞋部 件。用于減震的鞋墊多采用低硬度彈性材料，通常的低硬度聚氨酯彈性體都是通過加入增 塑劑得到，這種產品通過長時間的放置，增塑劑會遷移到鞋墊的表面，污染鞋襪，鞋墊的硬 度也會升高，其應用受到了限制。現有技術中關于低硬度聚氨酯彈性體給出了一些實例200910256449. 3 一種低硬度聚氨酯彈性體組合物，該專利中預聚物的制備用官能 度為2或3，分子量在1000-3000的聚環氧丙烷醚多元醇；反應中用到了另一組分官能度為 2或3，分子量在300到6000范圍的聚環氧丙醚多元醇和催化劑、抗老劑等；產品硬度在邵 氏A 0到20之間，相當于邵氏C 10到40。03805398. 5熱固化性聚氨酯彈性體組合物、聚氨酯彈性體及其制造方法，該專利 中預聚體的制備用了大分子量多元醇，其分子量范圍在4000-20000的多元醇，最優分子量 在8000-15000 ；反應中用到了固化劑聚氧化四亞甲基多元醇和鏈增長劑小分子量二元醇， 如1，4_ 丁二醇等；產品硬度在邵氏A 10-70之間，多集中在邵氏A 30-40之間。200580018314. 3低硬度熱固性聚氨酯彈性體及其生產方法，該專利中預聚 體的制備用了大分子量多元醇，其分子量范圍在5000-20000的多元醇，最優分子量在 8000-12000 ；反應中固化劑采用了碳原子數為2到10，特別為2到4的，具有2到3個羥基 的聚氧化烯多元醇和催化劑；產品硬度在邵氏A 10-40之間。
發明內容
本發明的目的是克服傳統技術的缺陷，提供超低硬度聚氨酯彈性體及其制備方 法，所得制品環保安全，具有舒適的觸感，良好的緩沖性能和抗壓縮性能，硬度范圍在邵氏A 0-15之間，表面光滑或有極低的粘性。為達到上述目的，本發明提供的超低硬度聚氨酯彈性體，由以下質量份數的原料 澆注制成A組份與B組份的質量比為1 19-1 27，B組份與C組份的質量比為1 0 到1 0. 3，其中A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯；B組份由數均分子量為6000-10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和 抗老化劑組成；其中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或兩種，占B組份總量 的0. 01-0. 5%，抗老化劑為1010、BHT、UV-531、UV-328中的一種或幾種，占B組份總量的 0. 01-0. 5% ；
4
C組份為數均分子量為1000-4000的聚合物線性單醇。本發明超低硬度聚氨酯彈性體，由以下質量份數的原料澆注制成·Λ組份與B組份 混合的質量比為1 22. 1，B組份與C組份混合的質量比為1 0.1，其中B組份為3官 能度分子量7600聚環氧丙烷醚多元醇Ζ-221、3官能度分子量10000聚環氧丙烷醚多元醇 Ζ-3100與二月桂酸二丁基錫和UV-531的混合物，質量比為1000 1000 3 5 ;C組份 分子量2000的線性單醇D-2000。本發明提供的超低硬度聚氨酯彈性體的制備方法，A組份、B組份、C組份單獨存 放，在生產時，將B組份和C組份分別在110°C，-0. OSMPa條件下脫水4小時，降溫至53°C。 將A組分升溫至55°C，加入到組份C中，混合均勻，反應十分鐘，再將B組份加入到A、C組 份混合物中，迅速混勻，澆注到50°C模具腔中，20分鐘脫模，然后80°C熟化4小時，再常溫放 置M小時后，表面光滑無粘性，得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 5。為達到上述目的，本發明提供的另一種超低硬度聚氨酯彈性體，由以下質量份數 的原料澆注制成A組份與B組份的質量比為1 0.8-1 3，B組份與C組份的質量比為 1 0 至Ij 1 0. 3，其中A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯預聚物，該預聚物由二苯基甲烷二異氰酸酯及其 改性物和官能度為2-3、數均分子量為1000-8000的聚環氧丙烷醚多元醇聚合而成；B組份由數均分子量為6000-10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和 抗老化劑組成；其中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或兩種，占B組份總量 的0. 01-0. 5%，抗老化劑為1010、BHT、UV-531、UV-328中的一種或幾種，占B組份總量的 0. 01-0. 5% ；C組份為數均分子量為1000-4000的聚合物線性單醇。本發明另一種超低硬度聚氨酯彈性體，由以下質量份數的原料澆注制成A組份與B組份的質量比為1 0.94，B組份與C組份的質量比為1 0.1，其中 B為組份為3官能度分子量7600聚環氧丙烷醚多元醇Z-221與二月桂酸二丁基錫的混合 物，質量比為1000 2 ；C組份為分子量2000的線性單醇D-2000。本發明提供的另一種超低硬度聚氨酯彈性體的制備方法，A組份、B組份、C組份單 獨存放，在生產時，將B組份和C組份分別在110°C，-0. OSMPa條件下脫水4小時，降溫至 530C。將A組分升溫至55°C，加入到組份C中，混合均勻，反應十分鐘，再將B組份加入到 A、C組份混合物中，迅速混勻，澆注到50°C模具腔中，20分鐘脫模，然后80°C熟化4小時，再 常溫放置M小時后，表面光滑無粘性，得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 5。為達到上述目的，本發明提供的第三種超低硬度聚氨酯彈性體，由以下質量份數 的原料澆注制成A組份與B組份的質量比為1 0.8-1 3，其中A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯預聚物，該預聚物由二苯基甲烷二異氰酸酯及其 改性物和官能度為2-3、數均分子量為1000-8000的聚環氧丙烷醚多元醇聚合而成；B組份由數均分子量為6000-10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和 抗老化劑組成；其中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或兩種，占B組份總量 的0. 01-0. 5%，抗老化劑為1010、BHT、UV-531、UV-328中的一種或幾種，占B組份總量的 0. 01-0. 5%。本發明第三種超低硬度聚氨酯彈性體，由以下質量份數的原料澆注制成A組份
5與B組份的質量比為1 1.9，其中B組份為3官能度分子量7600聚環氧丙烷醚多元醇 Z-221與二月桂酸二丁基錫和1010的混合物，其質量比為1000 2 1。本發明提供的第三種超低硬度聚氨酯彈性體的制備方法，A組份、B組份單獨存 放，在生產時，將B組份在110°C，-0. OSMPa條件下脫水4小時后降溫至室溫，取31克A組 份加入到60克B組份中迅速混合均勻澆注到常溫模具中，室溫固化2分鐘脫模，靜止M小 時后表面微粘，得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 0。本發明超低硬度聚氨酯彈性體由于單醇在反應體系中與異氰酸酯反應，起到鏈終 結的作用，形成了一部分分子量較小的聚氨酯齊聚物，與后面形成的聚氨酯彈性體相互交 織滲透，起到了增塑的作用，這種齊聚物相對于小分的增塑劑分子量比較大，又與聚氨酯彈 性體具有相似的分子結構，因此，既能降低聚氨酯彈性體的硬度，又不會隨著時間變長而析 出到彈性體的表面。另外，沒有使用小分子的擴鏈劑和交聯劑。本發明提供的超低硬度聚 氨酯彈性體的制備方法組方簡單，制作容易，所得制品環保安全，具有舒適的手感，良好的 緩沖性能和抗壓縮性能，硬度范圍在邵氏A 0-15之間，表面光滑或有極低的粘性。
具體實施例方式本發明超低硬度聚氨酯彈性體，澆注原材料由三種組份構成A組份由二苯基甲烷二異氰酸酯及其預聚物中的任意一種構成。預聚物由二苯 基甲烷二異氰酸酯及其改性物和官能度為2-3，數均分子量為1000-8000的聚環氧丙烷醚 多元醇按照公知的方法聚合而成。B組份由聚合物多元醇、催化劑和抗老化劑組成。其中聚合物多元醇為數均分子 量為6000到10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇。催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸 亞錫中的一種或兩種，占B組份總量的0. 01-0. 5%。抗老化劑由1010、BHT、UV-531、UV-3^ 中的一種或幾種組成，占B組份總量的0. 01-0. 5%。C組份由聚合物線性單醇組成，其中單醇的數均分子量為1000到4000。三種組份的質量比是A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯時和B組份按照1 19到1 27混合。A組份為預聚物時和B組份按照質量比1 0.8到1 3混合；B組份與C組份的質量比為1 0到1 0. 3。其制備方法是:A組份、B組份、C組份單獨存放，在生產時A組份與C組份在溫度 為45°C -60°C，預混合10-30分鐘，再加入B組份，迅速混合均勻澆注到模具中，1-20分鐘脫 模，80°C熟化4小時。得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 0-16。以下結合實施例進一步說明本發明超低硬度聚氨酯彈性體其制備方法的技術方 案實施例1 A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯預聚物；B為組份為3官能度分子量7600聚環氧 丙烷醚多元醇Z-221與二月桂酸二丁基錫的混合物，質量比為1000 2 ;C組份為分子量 2000的線性單醇D-2000。A組份與B組份的質量比為1 0. 94，分別取43克和40. 3克，B組份與C組份的 質量比為1 0. 1，C組份取4克。
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將B組份和C組份分別在110°C，-0. 08MPa條件下脫水4小時，降溫至60V。將 43克A組分升溫至60°C，加入到4克組份C中，混合均勻，反應十分鐘，再將40. 3克B組份 加入到A、C組份混合物中，迅速混勻，澆注到模具腔中，10分鐘脫模，然后80°C熟化4小時， 再常溫放置M小時后，表面光滑無粘性，硬度邵氏A 7。實施例2:A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯MDI-100 ；B組份為3官能度分子量7600聚環氧 丙烷醚多元醇Z-221、3官能度分子量10000聚環氧丙烷醚多元醇Z-3100與二月桂酸二丁 基錫和UV-531的混合物，質量比為1000 1000 3 5 ;C組份分子量2000的線性單醇 D-2000。A組份與B組份混合的質量比為1 22. 1，分別取1. 81克和40克，B組份與C組 份混合的質量比為1 0.1，C組份取4克。將B組份和C組份分別在110°C，-0. 08MPa條件下脫水4小時，降溫至53°C。將 1. 81克A組分升溫至55°C，加入到4克組份C中，混合均勻，反應十分鐘，再將40克B組份 加入到A、C組份混合物中，迅速混勻，澆注到50°C模具腔中，20分鐘脫模，然后80°C熟化4 小時，再常溫放置M小時后，表面光滑無粘性，硬度邵氏A 5。實施例3 A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯預聚物；B組份為3官能度分子量7600聚環氧丙 烷醚多元醇Z-221與二月桂酸二丁基錫和1010的混合物，其質量比為1000 2 1。A組份與B組份的質量比為1:1.9，分別取31克和60克。將B組份在110°C，-0. 08MPa條件下脫水4小時后降溫至室溫，取31克A組份加 入到60克B組份中迅速混合均勻澆注到常溫模具中，室溫固化2分鐘脫模，靜止M小時后 表面微粘，硬度邵氏A 0，相當于邵氏C 6。本發明超低硬度聚氨酯彈性體由二苯基甲烷二異氰酸酯和聚環氧丙醚多元醇和 單醇反應制得，單醇在反應體系中與異氰酸酯反應，起到鏈終結的作用，形成了一部分分子 量較小的聚氨酯齊聚物，與后面形成的聚氨酯彈性體相互交織滲透，起到了增塑的作用，這 種齊聚物相對于小分的增塑劑分子量比較大，又與聚氨酯彈性體具有相似的分子結構，因 此，既能降低聚氨酯彈性體的硬度，又不會隨著時間變長而析出到彈性體的表面。另一特點 是在反應的三個組分中沒有用到小分子的擴鏈劑和交聯劑。超低硬度聚氨酯彈性體的制備 方法組方簡單，制作容易，所得制品環保安全，具有舒適的手感，良好的緩沖性能和抗壓縮 性能，硬度范圍在邵氏A 0-15之間，表面光滑或有極低的粘性，在制鞋業中適用于制造鞋 墊和腰窩、前掌、后跟、桶口、鞋帶等部位的緩沖、護腳、防磨等制品。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技 術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種超低硬度聚氨酯彈性體，其特征在于由以下質量份數的原料澆注制成A組份 與B組份的質量比為1 19-1 27，B組份與C組份的質量比為1 0到1 0.3，其中A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯；B組份由數均分子量為6000-10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和抗 老化劑組成；其中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或兩種，占B組份總量 的0. 01-0. 5%，抗老化劑為1010、BHT、UV-531、UV-328中的一種或幾種，占B組份總量的 0. 01-0. 5% ；C組份為數均分子量為1000-4000的聚合物線性單醇。
2.根據權利要求1所述超低硬度聚氨酯彈性體，其特征在于由以下質量份數的原 料澆注制成A組份與B組份混合的質量比為1 22. 1，B組份與C組份混合的質量比為 1 0.1，其中B組份為3官能度分子量7600聚環氧丙烷醚多元醇Z-221、3官能度分子 量10000聚環氧丙烷醚多元醇Z-3100與二月桂酸二丁基錫和UV-531的混合物，質量比為 1000 1000 3 5 ;C組份分子量2000的線性單醇D-2000。
3.根據權利要求1或2所述超低硬度聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于A組份、 B組份、C組份單獨存放，在生產時，將B組份和C組份分別在110°C，-0. OSMPa條件下脫水 4小時，降溫至53°C。將A組分升溫至55°C，加入到組份C中，混合均勻，反應十分鐘，再將 B組份加入到A、C組份混合物中，迅速混勻，澆注到50°C模具腔中，20分鐘脫模，然后80°C 熟化4小時，再常溫放置M小時后，表面光滑無粘性，得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 5。
4.一種超低硬度聚氨酯彈性體，其特征在于由以下質量份數的原料澆注制成A組份 與B組份的質量比為1 0.8-1 3，B組份與C組份的質量比為1 0到1 0.3，其中A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯預聚物，該預聚物由二苯基甲烷二異氰酸酯及其改性 物和官能度為2-3、數均分子量為1000-8000的聚環氧丙烷醚多元醇聚合而成；B組份由數均分子量為6000-10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和抗 老化劑組成；其中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或兩種，占B組份總量 的0. 01-0. 5%，抗老化劑為1010、BHT、UV-531、UV-328中的一種或幾種，占B組份總量的 0. 01-0. 5% ；C組份為數均分子量為1000-4000的聚合物線性單醇。
5.根據權利要求4所述超低硬度聚氨酯彈性體，其特征在于由以下質量份數的原料 澆注制成A組份與B組份的質量比為1 0.94，B組份與C組份的質量比為1 0.1，其中B為 組份為3官能度分子量7600聚環氧丙烷醚多元醇Z-221與二月桂酸二丁基錫的混合物，質 量比為1000 2 ；C組份為分子量2000的線性單醇D-2000。
6.根據權利要求4或5所述超低硬度聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于A組份、 B組份、C組份單獨存放，在生產時，將B組份和C組份分別在110°C，-0. OSMPa條件下脫水 4小時，降溫至53°C。將A組分升溫至55°C，加入到組份C中，混合均勻，反應十分鐘，再將 B組份加入到A、C組份混合物中，迅速混勻，澆注到50°C模具腔中，20分鐘脫模，然后80°C 熟化4小時，再常溫放置M小時后，表面光滑無粘性，得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 5。
7.一種超低硬度聚氨酯彈性體，其特征在于由以下質量份數的原料澆注制成A組份 與B組份的質量比為1 0.8-1 3，其中A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯預聚物，該預聚物由二苯基甲烷二異氰酸酯及其改性 物和官能度為2-3、數均分子量為1000-8000的聚環氧丙烷醚多元醇聚合而成；B組份由數均分子量為6000-10000，官能度為3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和抗 老化劑組成；其中催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或兩種，占B組份總量 的0. 01-0. 5%，抗老化劑為1010、BHT、UV-531、UV-328中的一種或幾種，占B組份總量的 0. 01-0. 5%。
8.根據權利要求7所述超低硬度聚氨酯彈性體，其特征在于由以下質量份數的原料 澆注制成A組份與B組份的質量比為1 1.9，其中B組份為3官能度分子量7600聚環氧 丙烷醚多元醇Z-221與二月桂酸二丁基錫和1010的混合物，其質量比為1000 2 1。
9.根據權利要求7或8所述超低硬度聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于A組份、 B組份單獨存放，在生產時，將B組份在110°C，-0. OSMPa條件下脫水4小時后降溫至室溫， 取31克A組份加入到60克B組份中迅速混合均勻澆注到常溫模具中，室溫固化2分鐘脫 模，靜止M小時后表面微粘，得到的聚氨酯彈性體的硬度為邵氏A 0。
全文摘要
本發明超低硬度聚氨酯彈性體，由三種組份構成A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯或其預聚物，預聚物由二苯基甲烷二異氰酸酯及其改性物與官能度為2-3、數均分子量為1000-8000的聚環氧丙烷醚多元醇聚合而成。B組份由聚合物多元醇、催化劑和抗老化劑組成。C組份為數均分子量為1000到4000的聚合物線性單醇。A組份為預聚物時，與B組份的質量比為1∶0.8到1∶3。A組份為二苯基甲烷二異氰酸酯時，與B組份的質量比為1∶19到1∶27。B組份與C組份的質量比為1∶0到1∶0.3。本發明還提供了該材料的制備方法，其組方簡單，制作容易，所得制品環保安全，具有良好緩沖性能和抗壓縮性能，硬度范圍在邵氏0-15之間，表面光滑或有極低的粘性，用于制造緩沖和防磨等鞋業制品。
文檔編號C08L75/08GK102120877SQ201110008938
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者石飛, 鐘寧慶 申請人:中國皮革和制鞋工業研究院