一种聚氨酯复合弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯复合弹性体及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯复合弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯弹性体
，尤其涉及一种聚氨酯复合弹性体及其制备方法
。

技术介绍

[0002]浇注型聚氨酯弹性体
(CPUE)
具有硬度范围宽，强度
、
模量和弹性高以及耐磨
、
耐油
、
耐化学腐蚀
、
耐老化
、
耐辐射等特点，广泛应用于国防
、
冶金
、
矿山
、
机电
、
纺织
、
制鞋和汽车等领域
。
但
CPUE
的内生热较大，其应用受到一定限制
。
聚氨酯弹性体因其具有良好的力学性能
、
高耐磨性
、
制备简便等优点，在轮胎
、
动态密封等领域具有极大的应用
。
然而，聚氨酯弹性体在高温下的机械性能明显减弱，因而使用温度一般低于
120℃
，限制其进一步地应用
。
浇注型聚氨酯弹性体通过浇注工艺由液体树脂浇注并反应成型得到，其能够通过提高弹性体的交联度来增强耐热性
。
例如，专利文献
CN 104448197A
中公开的浇注型聚氨酯弹性体通过引入三羟甲基丙烷提高交联度来提升耐热性
。
但该方案在实际生产过程中还需要考虑多官能团助剂在浇注型聚氨酯弹性体中由于反应较快，导致交联密度不均匀
、
加工性变差等问题
。
因此，如何通过改性和制备工艺的改善提高浇注型聚氨酯弹性和耐热性具有重要意义
。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提供一种耐高温的聚氨酯复合弹性体及其制备方法，其不仅具有良好的耐热性，同时具有优良的力学性能及强度，可在高温条件下长期使用
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一方面，本专利技术提供一种聚氨酯复合弹性体的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)
将聚氨酯预聚体与纳米填料
、
扩链剂进行搅拌混合，得到前驱体；
[0007](2)
将步骤
(1)
得到的前驱体进行一次热压成型和二次热压成型；
[0008](3)
退火处理后即得到所述聚氨酯复合弹性体；
[0009]其中，所述一次热压成型的温度
T1
低于二次热压成型的温度
T2。
[0010]作为优选地实施方式，所述一次热压成型的温度
T1
为
80
～
100℃
，例如为
80℃、85℃、90℃、95℃、100℃
或它们之间的任意温度；
[0011]优选地，所述一次热压成型的时间为8～
10min
；
[0012]优选地，所述一次热压成型的压力为
0.5
～
1MPa。
[0013]作为优选地实施方式，所述二次热压成型的温度
T2
为
180
～
220℃
，例如为
180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃
或它们之间的任意温度；
[0014]优选地，所述二次热压成型的时间为
10
～
20min
；
[0015]优选地，所述二次热压成型的压力为
0.5
～
1MPa。
[0016]作为优选地实施方式，所述退火的温度为
100
～
120℃
；
[0017]优选地，所述退火的时间为2～
3h。
[0018]作为优选地实施方式，所述聚氨酯预聚体为端二异氰酸酯基聚醚类聚氨酯预聚体或端二异氰酸酯基聚酯类聚氨酯预聚体，由聚醚多元醇或聚酯多元醇与二异氰酸酯反应得到；
[0019]优选地，所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇
(PTMG)
；
[0020]优选地，所述聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯
(PBA)
；
[0021]优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯
(TDI)、
二苯基甲烷二异氰酸酯
(MDI)
和对苯二异酸酯
(PPDI)
中的至少一种
。
[0022]作为优选地实施方式，所述聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基的含量为5～
6wt
％
。
[0023]在某些具体的实施方式中，所述聚氨酯预聚体具体可列举出淄博亚华信橡塑有限责任公司的
TDI
‑
PTMG、MDI
‑
PTMG、PPDI
‑
PTMG
型预聚体
。
[0024]作为优选地实施方式，所述扩链剂为二甲硫基甲苯二胺
(DMTDA)。
[0025]作为优选地实施方式，所述纳米填料选自纳米二氧化硅；
[0026]优选地，所述纳米填料的粒径为
40
～
60nm
；
[0027]优选地，所述纳米填料的质量为聚氨酯预聚体质量的
0.2
～
3wt
％
。
[0028]作为优选地实施方式，所述聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基与扩链剂的摩尔比为1：
0.35
～
0.45。
[0029]在某些具体的实施方式中，步骤
(1)
中，将聚氨酯预聚体与纳米填料
、
扩链剂进行搅拌混合包括将聚氨酯预聚体与纳米填料搅拌
20
～
30min
，再加入扩链剂搅拌6～
10min。
[0030]又一方面，本专利技术提供上述制备方法得到的聚氨酯复合弹性体
。
[0031]上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
[0032]本专利技术将聚氨酯预聚体
、
纳米填料和扩链剂混合并通过二步热压法，在加工过程中原位反应形成以纳米填料和聚氨酯的硬相区作为交联点的聚氨酯复合弹性体
。
其不仅具有优异的耐热性，还具有良好的力学性能
。
[0033]本专利技术通过向聚氨酯预聚体中加入纳米填料，并使用二步热压法工艺制备聚氨酯复合弹性体
。
其中，二次热压工艺可以更好地控制反应速度和凝胶化程度，改善加工性能优化微相分离结构形成
。
本专利技术采用低含量的纳米填料即可以实现
600
％拉伸强度
、40MPa
以上的拉伸强度以及
135℃
下
20MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚氨酯复合弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将聚氨酯预聚体与纳米填料
、
扩链剂进行搅拌混合，得到前驱体；
(2)
将步骤
(1)
得到的前驱体进行一次热压成型和二次热压成型；
(3)
退火处理后即得到所述聚氨酯复合弹性体；其中，所述一次热压成型的温度
T1
低于二次热压成型的温度
T2。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一次热压成型的温度
T1
为
80
～
100℃
；优选地，所述一次热压成型的时间为8～
10min
；优选地，所述一次热压成型的压力为
0.5
～
1MPa。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二次热压成型的温度
T2
为
180
～
220℃
；优选地，所述二次热压成型的时间为
10
～
20min
；优选地，所述二次热压成型的压力为
0.5
～
1MPa。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为
100
～

【专利技术属性】
技术研发人员：梁永日，张天羽，刘迎丹，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：