一種熱塑性聚氨酯彈性體的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體的合成方法，屬于高分子原材料合成技術領 域。
【背景技術】
[0002] 聚氨酯彈性體是介于塑料與橡膠之間的一種高分子材料，具有優良的力學性能、 粘合性能及耐油、耐侯性等性能，因而廣泛用于油管、油封、粘合劑、工業、汽車等領域。聚氨 酯彈性體按所用多元醇原料的不同主要分為聚酯型和聚醚型這兩種類型，其產品各有優缺 點，聚酯型聚氨酯彈性體具有優異的力學性能和耐油性能等，但是耐水解性能差；聚醚型聚 氨酯彈性體具有分子中醚鍵的特征，耐水解性能好，但力學性能卻比較差。因此人們迫切希 望得到一種兼具兩者優點的新型聚氨酯彈性體。
[0003] 聚碳酸酯型聚氨酯大部分物理性質優于聚醚和聚酯型的聚氨酯彈性體，同時具備 良好的力學性能、優異的粘合性能、優良的耐水解穩定性、耐油穩定性、耐氧化穩定性。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種預聚體法和小分子過量交聯反應的合成 方法，制備一種膠質析出量極低的熱塑性聚氨酯彈性體。
[0005] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種熱塑性聚氨酯彈性體，其特征在 于，包括以下配比的原料：聚碳酸酯多元醇51~69份、異氰酸酯19~28份、擴鏈劑8~ 18份、催化劑0. 05~0. 1份、促進劑2~4份。
[0006] 本發明的有益效果是：本發明的熱塑性聚氨酯彈性體具有優異的耐油性，耐磨性， 耐氧化穩定性，同時具有力學性能優良，粘合性能好，柔韌性好，膠質析出量極低等優點。可 以應用于輸油軟管，折疊儲油罐制造及相關零部件的結構粘合劑等，以滿足材料各方面的 性能且對油品零污染等要求。
[0007] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下： 一種熱塑性聚氨酯彈性體及其合成方法，合成方法采用預聚體法，其步驟為：按質量份 計1)將51~69份聚碳酸酯多元醇加入到反應釜中，升溫至125°C抽真空保持反應釜內壓 力小于-0. 090Mpa脫水3h;冷卻至50~55°C，加入19~28份異氰酸酯，釜內溫度保持 在82~86°C，抽真空保持反應釜內壓力小于-0. 090Mpa攪拌2h; 2)反應釜內溫度保持在82~86 °C，取89~98份步驟1)制備的預聚體，加入8~ 18份擴鏈劑、0. 05~0. 1份催化劑和2~4份促進劑，在lOOOrpm下急速攪拌12s~34s， 迅速澆注到聚四氟乙烯盤中得到聚碳酸酯聚氨酯彈性體。在100 °C烘箱放置16h，室溫放 置24h后，放入粉碎機中粉碎，然后通過注塑機成型，即得到聚碳酸酯聚氨酯彈性體試片。
[0008] 進一步，所述聚碳酸酯多元醇為數均分子量在1000~2000的聚碳酸酯1，6-己二 醇酯二醇任意一種；所述異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯、2,4_甲苯二異氰酸酯、2,6_甲 苯二異氰酸酯、2,4 -二苯基甲烷二異氰酸酯和4,4 -二苯基甲烷二異氰酸酯中的任意一 種；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫和羧酸鉍中的任意一種或幾種的混合物； 所述擴鏈劑為乙二醇、1，4_ 丁二醇和1，6_己二醇中的任意一種或幾種的混合物；促進劑 為三甲醇丙烷。步驟1)抽真空的真空度小于_〇. 090MPa，反應釜泄壓時需通入氮氣保護。
[0009] 所述膠質析出量指塑料制品在儲油和輸油過程中向燃油中析出的化學成分。高膠 質燃油能使進氣管、汽化器和進氣閥產生沉積物和粘住進氣閥，影響機器使用。膠質析出量 低對儲油、輸油制品及相關粘合劑是一個十分重要的指標。
[0010] 所述預聚體法合成也稱為兩步法，第一步先進行異氰酸酯和多元醇預聚反應，生 成分子量較低的預聚體，第二步將預聚體加擴鏈劑擴鏈，最后生成大分子聚氨酯。兩步法合 成的聚氨酯彈性體相比一步法性能更好，原因在于分步反應使剛性鏈段和柔性鏈段分布更 為有序，反應更加完全。
[0011] 所述小分子過量交聯反應就是利用促進劑將未完全反應的異氰酸酯及小分子多 醇交聯成大分子，使分子鏈進一步加長，增加線性聚合物分子量。有效的防止了小分子再次 從聚氨酯彈性體中析出。
[0012] 所述后硫化是熱塑性聚氨酯彈性體加工的一個工序，指產品初步硫化完成取出 后，由于熱塑性聚氨酯彈性體導熱性差，傳熱時間長，產品品因散熱而降溫也就較慢，所以 它還可以繼續進行硫化，特將它稱為"后硫化"。后硫化導致的抗張強度和柔韌性進一步增 加。
[0013] 所述注塑成型是指在一定溫度下，通過螺桿攪拌完全熔融的聚合物材料，用高壓 射入模腔，經冷卻固化后得到成型制品的方法，是熱塑性聚氨酯彈性體重要的加工方法之 一。注塑機的設定參數為：注射溫度180~215°C，注射壓力80~lOOMpa，冷卻時間10~ 25s〇
【具體實施方式】
[0014] 以下結合實施例對本發明做進一步說明。實施例所用材料如下： PHMCD100:數均分子量1000的聚1，6_己二醇酯二醇； PHMCD200:數均分子量2000的聚1，6_己二醇酯二醇； MDI:2,4 -二苯基甲烷二異氰酸酯； HDI:六亞甲基二異氰酸酯； TDI: 2, 4-甲苯二異氰酸酯； BD0: 1，4_ 丁二醇； EG:乙二醇； TMP:三甲醇丙烷； T-12:二月桂酸二丁基錫； Kosmos-29 :辛酸亞錫。
[0015] 實施例1 1)在4L反應釜中加入PHMCD100 2070g，保持反應釜內壓力小于-0. 090Mpa，125°C除水 3h;將反應釜冷卻至55°C，加入MDI570g，保持反應釜內壓力小于-0. 090Mpa，82~86°C抽 真空攪拌2h。
[0016] 2)反應釜內溫度保持在82~86 °C，將步驟1)制備的預聚體全部倒入10L鐵皮 桶中，逐步加入BDO273g、T-12 3g、TMP84g，開始在lOOOrpm下急速攪拌30s;迅速澆注到 聚四氟乙烯盤中。在100°C烘箱后硫化16h，室溫放置24h。
[0017] 粉碎機粉碎成1cm~2cm碎塊后，通過注塑機注射成型。
[0018] 本實施例中，注塑機參數如下：注射溫度180~185°C，注射壓力80~lOOMpa，冷 卻時間20~25s。
[0019] 實施例2 1)在4L反應釜中加入PHMCD100 1920g，保持反應釜內壓力小于-0. 090Mpa，125°C除水 3h;將反應釜冷卻至55°C，加入HDI624g，保持反應釜內壓力小于-0. 090Mpa，82~86°C抽 真空攪拌2h。
[0020] 2)反應釜內溫度保持在82~86 °C，將步驟1)制備的預聚體全部倒入10L鐵皮 桶中，逐步加入BDO363g、T-12 3g、TMP90g，開始在lOOOrpm下急速攪拌26s;迅速澆注到 聚四氟乙烯盤中。在100°C烘箱后硫化16h，室溫放置24h。
[0021] 粉碎機粉碎成1cm~2cm碎塊后，通過注塑機注射成型。
[0022] 本