一種nco預聚物及其制備方法和用圖
【專利摘要】本發明涉及一種NCO預聚物，其NCO的含量為1.5~25wt.%，110℃時的粘度小于6000mPa.s，包括至少一種分子量在400~8000g/mol之間，官能度為1.95~3.15的多元醇和二異氰酸酯的反應產物，NCO與OH的摩爾比在0.55~5.8:1。本發明預聚物穩定且均勻，能夠形成穩定且透明的熔體，其能在加工溫度具有適宜的粘度，具有優異的物理性能。
【專利說明】
一種NCO預聚物及其制備方法和用途
技術領域
[0001 ]本發明涉及NC0預聚物，具體涉及一種NC0預聚物及其制備方法和用途。
【背景技術】
[0002] 預聚物是NC0基團封端的預聚物，其通過多元醇與基于官能團摩爾過量的異氰酸 酯在室溫至約l〇〇°C反應(在特殊情況下也可以高于100°C)直至NC0值達到恒量而獲得。這 種NC0封端的預聚物的重要應用是通過澆注法制備成彈性體。在制備這種彈性體時，預聚物 在制備之后立即進行鏈增長(也就是與短鏈多元醇(如丙二醇)或與多胺(如亞甲基二(鄰氯 苯胺)或水反應）），或者為了后續的鏈增長NC0預聚物被冷卻(達到有利的和可行的程度)至 較低溫度(儲存溫度)并儲存。原則上澆注彈性體不僅可以通過預聚物法也可以通過一步法 獲得，通過預聚物法制備的彈性體具有更好的分子量有序性，從而能澆注性能更好的彈性 體，預聚物合成路線的另一個有利特征是部分反應熱已經從預聚步驟除去，因此在實際聚 合過程中產生的反應熱較少，這有利于分子鏈的有序增長和提高澆注反應時間從而帶來加 工方便性。
[0003] 聚氨酯彈性體因其具有硬度范圍寬，良好的機械性能、回彈性能以及耐磨、耐油、 耐老化等性能，被廣泛用于機械液壓傳動系統、氣動系統中的密封件以及汽車用密封件，而 在一些特殊領域則有更嚴格的要求:如較高的機械強度，較高的耐高溫、耐油和耐磨性能， 良好的動態力學性能等。
[0004] 聯芐基二異氰酸酯(DBDI)分子由于完美的結構對稱性以及自旋性，可以形 成最完美的相分離，使得聚氨酯彈性體達到最好的耐高溫性能和機械強度，使得材料兼具 剛性和柔性，剛柔并濟，使其彈性體具有優異的耐熱、耐油、耐水解、耐磨和動態力學性能。 If-聯芐基二異氰酸酯(DBDI)兼具二苯基甲烷二異氰酸酯(proi)的剛性和二甲基聯苯二 異氰酸酯(T0DI)的柔性，所制成的彈性體耐高溫性能優于PPDI，柔性高于T0DI，目前全世界 沒有DBDI制成的聚氨酯彈性體工業制品，DBDI的出現，必然會促進世界工業的進步。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種NC0預聚物及其制 備方法和用途，預聚物中含有一種全新的二異氰酸酯，使得預聚物具有優異的物理性能，特 別適合用于制備澆注聚氨酯彈性體。
[0006] 為解決以上技術問題，本發明采取的一種技術方案是：
[0007] 一種NC0預聚物，其NC0的含量為1.5~25wt. %，110 °C時的粘度小于6000mPa. S，包 括至少一種分子量在400~8000g/mol之間，官能度為1.95~3.15的多元醇和二異氰酸酯的 反應產物，NC0與0H的摩爾比在0.55~5.8:1。
[0008] 優選地，多元醇選自聚酯多元醇、聚-e-己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元 醇和聚四氫呋喃醚二醇。
[0009] 優選地，二異氰酸酯為4,聯芐基二異氰酸酯，分子結構如下：
[0011] 本發明采取的又一技術方案是：
[0012] -種上述NC0預聚物的制備方法，包括如下步驟：
[0013] a、將二異氰酸酯與至少一種多元醇在70°C~250°C下進行反應，NC0與0H的摩爾比 在0.55~5.8:1;
[0014] b、快速冷卻步驟a中得到的預聚物，從步驟a反應結束時溫度降至130°C的停留時 間不得超過1小時。
[0015] 進一步優選地，從步驟a反應結束時溫度降至110°C的停留時間不得超過2小時。 [0016]進一步優選地，從步驟a反應結束時溫度降至90°C的停留時間不得超過4小時。 [0017]進一步優選地，從步驟a反應結束時溫度降至70°C的停留時間不得超過16小時。
[0018] 上述NC0預聚物的用途，用于與異氰酸酯活性材料反應制備澆注彈性體。
[0019] 在實際制備澆注彈性體時，還需要加入適量的一種或多種擴鏈劑。擴鏈劑是指二 乙醇、二乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇、己二醇、戊二醇、三羥甲基乙烷、甘油、三羥甲基丙烷、 聚己內酯三醇、3，3'-二氯-4，V -二苯基甲烷二胺(M0CA)、3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、 3,5-二乙基甲苯二胺（0￡丁0厶）、4,4 /-亞甲基雙（3-氯-2,6-二乙基）苯胺(1〇^厶）、乙二胺 (DA)、N，N-二羥基(二異丙基)苯胺(HPA)、氫醌-二⑴-羥乙基)醚(HQEE)。
[0020] 特定的情況下還需要加入催化劑、穩定劑、乳化劑。
[0021] 催化劑有二月桂酸二丁錫、N-烷基嗎啉、辛酸鉛、二氮雜二環辛烷等。
[0022]穩定劑可以為布朗斯臺德和路易斯酸，比如鹽酸、三氯化硼、己二酸、戊二酸、馬來 酸、檸檬酸等。
[0023] 由于以上技術方案的采用，本發明與現有技術相比具有如下優點：
[0024] 1、本發明制備方法易于調整配方，操作簡單；
[0025] 2、本發明預聚體穩定且均勻，能夠形成穩定且透明的熔體，其能在加工溫度具有 適宜的粘度，具有優異的物理性能。
【具體實施方式】
[0026]以下結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。應理解，這些實施例是用于說 明本發明的基本原理、主要特征和優點，而本發明不受以下實施例的范圍限制。實施例中采 用的實施條件可以根據具體要求做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條 件。
[0027] 實施例1
[0028] 將1000g重的羥值為56mgK0H/g的聚己二酸丁二醇酯在120°C脫水2小時，然后加入 〇. 5g的二月桂酸二丁錫和0.2g的鹽酸，攪拌10分鐘后，加入610g的DBDI，8分鐘后反應溫度 上升至135°C，然后10分鐘內讓預聚體溫度降低至115°C以下，然后再在20分鐘內讓預聚體 溫度繼續降低至80°C。
[0029]將預聚物分成多組樣品后在不同儲存溫度下測試樣品，樣品測試包含iio°c下的 粘度、外觀、和NC0值。
[0030]表1實施例1中各測試樣品的測試結果
[0032] 實施例2
[0033]將實施例1中的預聚體加熱至120°C，脫氣后和110g重量的1，4_ 丁二醇混合擴鏈， 然后將倒入涂有脫模劑的模具中。再放入130°C的鼓風烘箱中固化2小時候脫模，繼續放入 烘箱20小時后取出測試性能。
[0034]表2實施例2中各測試樣品的性能測試結果
[0036]由上述表1和表2結果可以看出，本發明的NC0預聚物具有優異的物理性能。
[0037]以上對本發明做了詳盡的描述，實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及 其核心思想，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并 不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵 蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種NCO預聚物，其特征在于：其NCO的含量為1.5~25wt. %，110°C時的粘度小于 6000mPa. s，包括至少一種分子量在400~8000g/mol之間，官能度為1.95~3.15的多元醇和 二異氰酸酯的反應產物，所述NC0與0H的摩爾比在0.55~5.8:1。2. 根據權利要求1所述的NC0預聚物，其特征在于:所述多元醇選自聚酯多元醇、聚-ε-己內酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇和聚四氫呋喃醚二醇。3. 根據權利要求1所述的NC0預聚物，其特征在于:所述二異氰酸酯為4，V -聯芐基二異 氰酸酯，分子結構如下：4. 一種權利要求1~3中任一項權利要求所述的NC0預聚物的制備方法，其特征在于:包 括如下步驟： a、 將二異氰酸酯與至少一種多元醇在70°C~250°C下進行反應，Ν⑶與0Η的摩爾比在 0 · 55~5 · 8:1; b、 快速冷卻步驟a中得到的預聚物，從步驟a反應結束時溫度降至130°C的停留時間不 得超過1小時。5. 根據權利要求4所述的NC0預聚物的制備方法，其特征在于:從步驟a反應結束時溫度 降至110°C的停留時間不得超過2小時。6. 根據權利要求5所述的NC0預聚物的制備方法，其特征在于:從步驟a反應結束時溫度 降至90°C的停留時間不得超過4小時。7. 根據權利要求6所述的NC0預聚物的制備方法，其特征在于:從步驟a反應結束時溫度 降至70°C的停留時間不得超過16小時。8. 根據權利要求1~3中任一項權利要求所述的NC0預聚物的用途，其特征在于：所述 NC0預聚物與異氰酸酯活性材料反應制備澆注彈性體。
【文檔編號】C08G18/42GK105820310SQ201610214105
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】朱勇健
【申請人】蘇州綠朗新材料科技有限公司