一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，涉及聚氨酯制备技术领域，包括以下步骤：将环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯混合，升温反应，然后加入3,5‑二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇，搅拌反应，脱泡，干燥熟化，即得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体、酚醛树脂、苯乙烯、叶黄素、白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂加入到双螺杆混炼机中，混炼，加入氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂，混炼，排出，得混炼料；将混炼料模压成型，采用

Preparation of a Heat Resistant Polyurethane Composite

The invention discloses a preparation method of heat-resistant polyurethane composite material, which relates to the technical field of polyurethane preparation, including the following steps: mixing epoxidized hydroxyl-terminated polybutadiene, polytetrahydrofuran ether diol, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, dibutyltin dilaurate, heating reaction, and then adding Polyurethane prepolymer is obtained by adding 3,5_dimethylthio-toluene diamine and dibromo-neopentyl glycol, stirring reaction, defoaming, drying and ripening. Polyurethane prepolymer, phenolic resin, styrene, lutein, silica, nano-silica, kaolin and plasticizer are added to twin-screw mixer to mix and oxidize with hydrogen. Aluminum, zinc borate, zinc stearate, vulcanizing agent, vulcanizing accelerator, mixing, discharging, get the mixture; the mixture is moulded and used.

【技术实现步骤摘要】
一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法
本专利技术涉及聚氨酯制备
，尤其涉及一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法。
技术介绍
聚氨酯通常是由聚醚/聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂制得。由于聚氨酯分子中含有脲基甲酸酯、缩二脲、醚、酯等基团，其耐热性不好，在高温下易发生软化、分解，机械性能急剧下降。普通聚氨酯材料只能在80℃以下长期使用，短期使用温度不超过120℃，且其耐老化性能也不高，从而限制了聚氨酯材料的应用范围。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，具有很好的热稳定性及机械力学性，且耐老化性好。本专利技术提出的一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯混合，升温至75-85℃，搅拌反应1.5-2h，然后加入3,5-二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇，搅拌反应2-3h，抽真空脱泡，干燥熟化，即得聚氨酯预聚体；S2、将聚氨酯预聚体、酚醛树脂、苯乙烯、叶黄素、白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂加入到双螺杆混炼机中，进行一次混炼，然后加入氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂，进行二次混炼，排出，得混炼料；S3、将混炼料在平板硫化机上模压成型，然后采用60Co的γ射线辐照处理，即得。优选地，所述S1中，环氧化端羟基聚丁二烯的羟值为0.8-1.1mmol/g，环氧值为1.6-2.0mmol/g。优选地，所述S1中，环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯、3,5-二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇的重量比为40-50：50-60：35-44：0.02-0.05：9-14：5-8。优选地，所述S2中，聚氨酯预聚体、酚醛树脂、苯乙烯、叶黄素、白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂的重量比为100：5-12：1-3：0.5-2：3-7：3-7：7-15：0.2-1：0.2-1：0.2-1：0.2-1：2-5：1-2。优选地，所述S2中，二次混炼的温度高于一次混炼50-60℃。优选地，所述S2中，一次混炼的温度为90-100℃，混炼时间为7-15min，优化地，二次混炼的温度为140-150℃，时间为10-20min。优选地，所述S2中，螺杆的转速为100-200r/min。优选地，所述S3中，所述辐射剂量率为12-15kGy/h，辐照时间为1.5-2.5h。有益效果：本专利技术以环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯为原料，形成的硬段中具有较高的苯环含量，提高了硬段的刚性，进而提高聚氨酯材料的耐热性，并在聚氨酯形成的软段中引入了环氧基团；再加入3,5-二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇合并扩链制备聚氨酯预聚体，其中3,5-二甲硫基甲苯二胺在聚氨酯材料中形成的氨酯基的极性较大，硬段间可形成更多的氢键，增加了硬段之间的互相作用，提高聚氨酯复合材料的微相分离程度，进而提高其耐热性，二溴新戊二醇则将溴元素引入到聚氨酯分子链中，提高其阻燃性，两者配合反应活性适中；将制得的聚氨酯预聚体、酚醛树脂、苯乙烯、叶黄素、白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂加入到双螺杆混炼机中，进行一次混炼，然后加入氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂，进行二次混炼，采用两次混炼，且二次混炼温度高于一次混炼，使得材料中各原料之间充分融合，有利于后续辐照交联，聚氨酯预聚体结构上含有双键、环氧基、氨酯基等，在60Co的γ射线的辐照作用下，能够与酚醛树脂、苯乙烯以及含共聚烯烃结构的叶黄素发生交联，交联密度高，进一步提高材料的耐热性和物理机械性能，且共轭聚烯烃结构在聚氨酯材料老化过程中会吸收紫外线双键断裂，但又会和聚氨酯链重新交联进而改善聚氨酯材料的耐老化性能，与加入的白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂配合，制得的聚氨酯复合材料具有较好的物理机械性能以及耐热性，且在混炼操作中控制螺杆的转速，能够避免摩擦产生的热量导致阻燃剂的分解，保证材料的阻燃性能。本专利技术中的聚氨酯复合材料具有很好的热稳定性及机械力学性，其5％热失重温度≥250.5℃，拉伸强度≥50.3MPa、断裂伸长率≥532.2％，且耐老化性好，经紫外照射180h其性能改变不大。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将40环氧化端羟基聚丁二烯、60份聚四氢呋喃醚二醇、35份4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、0.02份二丁基锡二月桂酸酯混合，升温至75℃，搅拌反应1.5h，然后加入9份3,5-二甲硫基甲苯二胺、8份二溴新戊二醇，搅拌反应2h，抽真空脱泡，干燥熟化，即得聚氨酯预聚体；其中，环氧化端羟基聚丁二烯的羟值为0.8-1.1mmol/g，环氧值为1.6-2.0mmol/g；S2、将100份聚氨酯预聚体、5份酚醛树脂、3份苯乙烯、0.5份叶黄素、7份白炭黑、3份纳米二氧化硅、15份高岭土、0.2份增塑剂加入到双螺杆混炼机中，进行一次混炼，混料温度为90℃，混炼时间为7min，螺杆转速为100r/min，然后加入0.2份氢氧化铝、1份硼酸锌、0.2份硬脂酸锌、2份硫化剂、1份硫化促进剂，进行二次混炼，混炼温度为140℃，时间为10min，螺杆转速为100r/min，排出，得混炼料；S3、将混炼料在平板硫化机上模压成型，然后采用60Co的γ射线辐照处理，辐射剂量率为12kGy/h，辐照时间为1.5h，即得。实施例2本专利技术提出的一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将50份环氧化端羟基聚丁二烯、50份聚四氢呋喃醚二醇、44份4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、0.05份二丁基锡二月桂酸酯混合，升温至85℃，搅拌反应2h，然后加入14份3,5-二甲硫基甲苯二胺、5份二溴新戊二醇，搅拌反应3h，抽真空脱泡，干燥熟化，即得聚氨酯预聚体；其中，环氧化端羟基聚丁二烯的羟值为0.8-1.1mmol/g，环氧值为1.6-2.0mmol/g；S2、将100份聚氨酯预聚体、12份酚醛树脂、1份苯乙烯、2份叶黄素、3份白炭黑、7份纳米二氧化硅、7份高岭土、1份增塑剂加入到双螺杆混炼机中，进行一次混炼，混料温度为100℃，混炼时间为15min，螺杆转速为200r/min，然后加入1份氢氧化铝、0.2份硼酸锌、1份硬脂酸锌、5份硫化剂、2份硫化促进剂，进行二次混炼，混炼温度为150℃，时间为20min，螺杆转速为200r/min，排出，得混炼料；S3、将混炼料在平板硫化机上模压成型，然后采用60Co的γ射线辐照处理，辐射剂量率为15kGy/h，辐照时间为2.5h，即得。实施例3本专利技术提出的一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将44份环氧化端羟基聚丁二烯、56份聚四氢呋喃醚二醇、39份4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、0.03份二丁基锡二月桂酸酯混合，升温至80℃，搅拌反应1.5h，然后加入10份3,5-二甲硫基甲苯二胺、7份二溴新戊二醇，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯混合，升温至75‑85℃，搅拌反应1.5‑2h，然后加入3,5‑二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇，搅拌反应2‑3h，抽真空脱泡，干燥熟化，即得聚氨酯预聚体；S2、将聚氨酯预聚体、酚醛树脂、苯乙烯、叶黄素、白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂加入到双螺杆混炼机中，进行一次混炼，然后加入氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂，进行二次混炼，排出，得混炼料；S3、将混炼料在平板硫化机上模压成型，然后采用60Co的γ射线辐照处理，即得。

【技术特征摘要】
1.一种耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯混合，升温至75-85℃，搅拌反应1.5-2h，然后加入3,5-二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇，搅拌反应2-3h，抽真空脱泡，干燥熟化，即得聚氨酯预聚体；S2、将聚氨酯预聚体、酚醛树脂、苯乙烯、叶黄素、白炭黑、纳米二氧化硅、高岭土、增塑剂加入到双螺杆混炼机中，进行一次混炼，然后加入氢氧化铝、硼酸锌、硬脂酸锌、硫化剂、硫化促进剂，进行二次混炼，排出，得混炼料；S3、将混炼料在平板硫化机上模压成型，然后采用60Co的γ射线辐照处理，即得。2.根据权利要求1所述的耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，环氧化端羟基聚丁二烯的羟值为0.8-1.1mmol/g，环氧值为1.6-2.0mmol/g。3.根据权利要求1或2所述的耐热性的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，环氧化端羟基聚丁二烯、聚四氢呋喃醚二醇、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯、3,5-二甲硫基甲苯二胺、二溴新戊二醇的重量比为40-50：50-60：...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚文祥，
申请(专利权)人：滁州环球聚氨酯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34