CN101747618B - 高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合料，为三组份体系，一是预聚物组份：二异氰酸酯与多元醇反应，得到NCO％＝6％～10％的预聚物，二异氰酸酯优选TDI-80，多元醇采用分子量在400～3000范围内，官能度为2的聚环氧丙烷醚多元醇；二是聚合物组份：采用分子量为1000～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇、增强剂、催化剂和抗老化剂制成。在进行制品生产时，将聚合物组份和扩链剂组份的温度控制在30±5℃，按照一定的比例混合，搅拌均匀后，再按照一定的比例与预聚物组份混合，70-80℃放置固化20分钟，得到的制品具有优异的耐磨性和冲击回弹。本发明主要用于高弹溜冰鞋轮或活力滑板轮的制作。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体领域，特别涉及一种高耐磨三组份聚氨酯弹性体。。
背景技术
聚氨酯是一种性能优良的高分子合成材料，既具有橡胶的弹性又有塑料的硬度，而且还具有良好的机械性能、耐磨性能和回弹性能，利用它的这些优点可用来制作滑轮鞋的轮子。聚四氢呋喃体系的高回弹轮料虽然弹性和耐磨性好，但生产成本高而不便于全民推广。而价格低廉的普通的聚醚型聚氨酯弹性体冲击回弹都在50％以下，耐磨性差，用它制作的滑轮滑动时舒适度降低，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐磨性三组份聚氨酯弹性体组合物，使制品具有优异的耐磨性和回弹性，且成本低，可以广泛用于聚氨酯溜冰鞋轮、活力板滑板轮的制备。
本发明一种高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于由三种组份组成：
预聚物组份：以重量百分数计，使用甲苯二异氰酸酯20％～30％与多元醇70％～80％在70℃～90℃反应，得到NCO％＝6％～10％的预聚物，其中多元醇采用分子量在400～3000范围内，官能度为2的聚环氧丙烷醚多元醇；
聚合物组份：以重量百分数计，将数均分子量为1000～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇98％～99.3％，增强剂0.1％～0.8％、催化剂0.1％～0.2％和抗老化剂0.5％～1％，在100～110℃，-0.095MPa以下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组份，其中催化剂选自二月桂酸二丁基锡、有机铋、有机锌、有机锆其中的一种及其混合物，抗老化剂选自UV-9、UV-531、UV-328、UV-329、1010、BHT、1076其中的一种或一种以上；
扩链剂组份：E-100(2，4-二氨基-3，5-二乙基-甲苯和2，6-二氨基-3，5-二乙基-甲苯的混合物，统称二乙基甲苯二胺或E-100)。
聚合物组份和扩链剂组份按100∶17.6～43的比例预先混合做为A组份，然后预聚物组份和A组份以100∶(50～100)的比例混合。
其中预聚物组份中的甲苯二异氰酸酯，包括TDI-80、TDI-100、TDI-65，优选TDI-80。
催化剂优选有机铋催化剂。
抗老化剂优选V-328或1076。
增强剂选自有机硅氟化合物，如上海东大聚氨酯有限公司生产的商品代号ZM103的产品。
本发明预聚物组份、聚合物组份和扩链剂组份独立包装，在进行制品生产时，将聚合物组份和扩链剂组份的温度控制在30±5℃，按照一定的比例混合，搅拌均匀后，再按照一定的比例与预聚物组份混合(混合温度30±5℃)，70-80℃放置固化20分钟，得到制品。
本发明中使用E-100扩链剂和二异氰酸酯反应生成具有氨基甲酸酯的聚氨酯弹性体。用它和用MOCA做扩链剂合成的制品相比，回弹性好，制品透明性好。且具有初始强度上的快、脱模时间短的特点。同时采用三组份体系，避免了E-100极易被氧化变色，不能长期暴露在空气中的缺陷，并且三组份料的优点是可以通过调节料比，方便地调节制品的硬度。通过加入一种增强剂降低了摩擦系数，极大地提高了制品的耐磨性。本发明主要用于高弹溜冰鞋轮或活力滑板轮的制作。
具体实施方式
实施例所用材料如下：
DL-400数均分子量400，不饱和度0.008mmol/g聚环氧丙烷醚二元醇
DL-2000数均分子量2000，不饱和度0.005mmol/g的聚环氧丙烷醚二元醇
DL-3000数均分子量3000，不饱和度0.005mmol/g聚环氧丙烷醚二元醇
330N 数均分子量5000，伯羟基含量大于70％，环聚环氧丙烷醚三元醇
TDI-80 2，4-甲苯二异氰酸酯80％，2，6-甲苯二异氰酸酯20％
E-100 2，4-二氨基-3，5-二乙基-甲苯和2，6-二氨基-3，5-二乙基-甲苯
增强剂 ZM103有机硅氟化合物(上海东大聚氨酯有限公司生产)
以下实施例的百分数均为质量百分数。
实施例1：
(1)聚合物组份：官能度3，数均分子量5000，环聚环氧丙烷醚三元醇(330N)98.4％、增强剂0.5％、有机铋催化剂0.1％和UV-328 0.5％、1076 0.5％在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组份。
(2)预聚物组份：是以2官能度、分子量400的聚环氧丙烷醚二元醇(DL-400)9％、数均分子量3000聚环氧丙烷醚二元醇(DL-3000)63.1％、TDI-80 27.9％在70℃～90℃反应得到异氰酸根含量为10％的预聚物。
(3)反应部分(进行制品生产时)：将扩链剂E-100组份与聚合物组份以15∶85的比例混合，混合温度35℃。然后该混合组份再与预聚物组份以100∶100的比例快速搅匀浇入模具中，在70℃～80℃硫化成型，20分钟开模得到制品，硬度邵氏85A。
实施例2：
将扩链剂E-100组份与实施例1的组合物组份以19∶44(共计63份)的比例混合，然后该混合组份再与预聚物组份以63∶100的比例快速搅匀浇入模具中，在70℃～80℃硫化成型，20分钟开模得到制品，硬度邵氏95A。
实施例3：
(1)聚合物组份：官能度3，数均分子量5000，聚环氧丙烷醚三元醇(330N)80％、官能度2，数均分子量的1000聚环氧丙烷醚多元醇18％、增强剂0.8％、铋催化剂0.2％和UV-3280.5％、10760.5％在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组份。
(2)预聚物组份：是以2官能度、分子量2000的聚醚多元醇(DL-2000)80％、TDI-80 20％在70℃～90℃反应得到异氰酸根含量为6％的预聚物。
(3)、反应部分(进行制品生产时)：将扩链剂组份与聚合物组份以10∶40的比例混合，混合温度35℃。然后该混合组份再与预聚物组份以50∶100的比例快速搅匀浇入模具中，在70℃～80℃硫化成型，20分钟开模得到制品，制品硬度邵氏75A。
对比实例4：
(1)聚合物组份：官能度3，数均分子量5000，环聚环氧丙烷醚三元醇(330N)98.9％、铋催化剂0.1％和UV-3280.5％、10760.5％在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组份(和实施例1的区别是减去了增强剂)。
(2)预聚物组份同实施例1。
(3)反应部分(进行制品生产时)：将扩链剂E-100组份与聚合物组份以15∶85的比例混合，混合温度35℃。然后该混合组份再与预聚物组份以100∶100的比例快速搅匀浇入模具中，在70℃～80℃硫化成型，20分钟开模得到制品，硬度邵氏85A。得到的聚氨酯弹性体制品性能如下表：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比实例4 |
| 硬度 邵A | 85 | 95 | 75 | 85 |
| 拉伸强度MPa | 15 | 20 | 12 | 12 |
| 扯断伸长率％ | 560 | 450 | 640 | 560 |
| 撕裂强度KN/m | 60 | 80 | 56 | 60 |
| 回弹％ | 63 | 60 | 65 | 63 |
| 动态磨耗 克 | 0.95 | 0.82 | 1.02 | 2.8 |
动态耐磨性能测试采用自制的设备，测试转速2500转/分钟，负重20KG，偏角15度，测试15000转，称量制品重量的变化。
Claims (6)
1.一种高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于由三种组份组成：
预聚物组份：以重量百分数计，使用甲苯二异氰酸酯20％～30％与多元醇70％～80％在70℃～90℃反应，得到NCO％＝6％～10％的预聚物，其中多元醇采用分子量在400～3000范围内，官能度为2的聚环氧丙烷醚多元醇；
聚合物组份：以重量百分数计，将数均分子量为1000～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇98％～99.3％，增强剂0.1％～0.8％、催化剂0.1％～0.2％和抗老化剂0.5％～1％，在100～110℃，-0.095MPa以下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组份，其中催化剂选自二月桂酸二丁基锡、有机铋、有机锌、有机锆其中的一种及其混合物，抗老化剂选自UV-9、UV-531、UV-328、UV-329、1010、BHT、1076其中的一种以上，增强剂采用有机硅氟化合物；
扩链剂组份：E-100；
聚合物组份和扩链剂组份按100∶17.6～43的质量比例预先混合做为A组份，然后预聚物组份和A组分以100∶(50～100)的质量比例混合。
2.根据权利要求1所述的高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述甲苯二异氰酸酯选自TDI-80、TDI-100或TDI-65。
3.根据权利要求1所述的高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述甲苯二异氰酸酯选择TDI-80。
4.根据权利要求1所述的高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述催化剂选择有机铋催化剂。
5.根据权利要求1所述的高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述抗老化剂选自V-328或1076。
6.根据权利要求1所述的高耐磨三组份聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述组合物的混合温度在20～35℃，硫化温度70～80℃，20～30分钟之内脱模。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Owner name: SHANDONG INOV POLYURETHANE CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SHANGDONG DONG DA INOV POLYUERTHANE CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 255000, No. 109, Tai Mo Road, hi tech Zone, Shandong, Zibo Patentee after: SHANDONG INOV POLYURETHANE CO., LTD. Address before: 255000, No. 109, Tai Mo Road, hi tech Zone, Shandong, Zibo Patentee before: Shangdong Dong Da Inov Polyuerthane Co., Ltd. |