CN101781454A - 一种低硬度聚氨酯弹性体组合物 - Google Patents
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Abstract
低硬度聚氨酯弹性体组合物，采用双组分体系，由预聚物与聚合物组分两种组分组成，预聚物是由二苯基甲烷二异氰酸酯与聚环氧丙烷醚多元醇在70℃～90℃反应，得到异氰酸根含量为7～14％的预聚物，聚合物组分是由聚环氧丙烷醚多元醇和催化剂、抗老化剂制备而成。聚合物组分和预聚物组份按配比100～20到100～35的比例混合，得到邵氏0到20A的制品，本发明主要用于生产制做鞋垫、汽车防滑垫、自行车坐垫和残疾人轮椅坐垫等保健防护用品。得到的制品环保安全，具有良好的加工性能，具有舒适的手感。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体领域，特别涉及一种低硬度聚氨酯弹性体组合物。
背景技术
聚氨酯是一种性能介于橡胶与塑料之间的高分子合成材料，其特点是硬度调整范围宽，既有橡胶的弹性又有塑料的硬度，通常的低硬度的聚氨酯弹性体都通过加入很多的增塑剂来得到，这样放置一段时间增塑剂会迁移析出到表面，限制了它用于和人体接触的产品的制作。而且低硬度聚氨酯弹性体产品的固化时间长，生产效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低硬度聚氨酯弹性体组合物，得到的制品环保安全，具有良好的加工性能，具有舒适的手感，主要用于生产制做鞋垫、汽车防滑垫、自行车坐垫和残疾人轮椅坐垫的保健防护用品。
本发明一种低硬度聚氨酯弹性体组合物，其特征在于由两种组分组成：
A组分：一种预聚物，按照如下制备方法得到：以重量百分数计，由二异氰酸酯35％～55％与聚醚多元醇45％～65％在70℃～90℃反应2～3小时，得到异氰酸根含量为7～14％的预聚物，所述聚醚多元醇采用官能度为2或3，数均分子量在1000～3000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯及其改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；
B组分：一种聚合物组分，按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将官能度为2或3，分子量在300～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇98％～99％、催化剂0.5％～1％、抗老化剂0.5～1％，在100～110℃，-0.095MPa以下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组分，其中聚环氧丙烷醚多元醇中，至少含有环氧乙烷封端的聚醚多元醇80％，中催化剂选自二月桂酸二丁基锡、有机铋、有机锌其中的一种或一种以上，抗老化剂选自UV-531、UV-328、UV-329、1010、BHT其中的一种或一种以上；
A组分和B组份混合的质量配比在100∶20到100∶35之间。
A组分与B组分单独包装，用于制品生产时，预聚物与聚合物组分以100∶20到100∶35之间的重量比例混合，混合温度为25℃～40℃，然后浇注到温度在50～80℃的模具中反应，能够在5～10分钟脱模，得到聚氨酯弹性体制品。得到的聚氨酯弹性体的硬度在邵氏0～20A的硬度，或当于邵氏C硬度10～40C。
本发明称谓A、B组分只是为了表述上的方便。
A组分预聚物以及B组分中的聚醚多元醇可以具体选用PPG1000、PPG2000、MN300、PPG330N、PPG3600等。所述二苯基甲烷二异氰酸酯可以是纯二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)、碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)，含有50％2，4-MDI的MDI-50。
本发明的优点：
本发明所得到的低硬度聚氨酯弹性体，由二苯基甲烷二异氰酸酯和环氧聚醚多元醇反应得到，不添加增塑剂，这样得到制品环保安全，同时制品的硬度类似人体的脂肪，具有舒适的硬度和手感，同时生产效率高，便于工业化生产，有这种材料来制作人体用的保健防护用品具有很大优势。
具体实施方式
实施例所用材料：
PPG1000 数均分子量1000，不饱和度0.005mmol/g聚环氧丙烷醚二元醇
PPG2000 数均分子量2000，不饱和度0.005mmol/g聚环氧丙烷醚二元醇
PPG3000 数均分子量3000，不饱和度0.005mmol/g聚环氧丙烷醚二元醇
PPG330N 数均分子量5000，伯羟基含量75％，聚环氧丙烷醚三元醇
PPG3600 数均分子量6000，伯羟基含量75％，聚环氧丙烷醚三元醇
MN300 数均分子量300，聚环氧丙烷醚三元醇
MDI-100 4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯
液化MDI 碳化二亚胺改性的MDI
MDI-50 4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯50％，2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯50％
以下实施例的百分数为质量百分数。
实施例1：
聚合物组分：官能度2、分子量1000的聚醚多元醇20％、官能度3、分子量3000的聚醚多元醇(PPG330N)78％，有机铋催化剂1％、UV-329 0.5％、1010 0.5％按照本发明所述方法制备。
预聚物：是以2官能度、分子量1000的聚醚多元醇45％、液化MDI55％、在70℃～90℃反应2～3小真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为10％的预聚物。
预聚物与聚合物组分以100∶20的比例混合，混合温度为25℃～40℃，制品硫化温度为60℃～70℃，硫化8分钟，得到邵氏5A聚氨酯弹性体制品。
实施例2：
聚合物组分：官能度3、分子量300的聚醚多元醇5％、官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(PPG330N)93％，铋催化剂0.5％、锌催化剂0.5％、UV-3280.5％、1010 0.5％按照本发明所述方法制备。
预聚物：是以2官能度、分子量3000的聚醚多元醇65％、MDI30％、液化MDI5％、在70℃～90℃反应2～3小真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为7％的预聚物。
预聚物与聚合物组分以100∶35的比例混合，混合温度为25℃～40℃，制品硫化温度为60℃～70℃，硫化5分钟，得到邵氏20A聚氨酯弹性体制品。
实施例3：
聚合物组分：官能度2、分子量2000的聚醚多元醇10％、官能度3、分子量6000的聚醚多元醇88.5％，铋催化剂0.5％、UV-531 0.5％、BHT 0.5％按照本发明所述方法制备。
预聚物：是以2官能度、分子量2000的聚醚多元醇62％、MDI30％、液化MDI8％在70℃～90℃反应2～3小真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为10％的预聚物。
预聚物与聚合物组分以100∶20的比例混合，混合温度为25℃～40℃，制品硫化温度为60℃～70℃，硫化8分钟，得到邵氏0A的聚氨酯弹性体制品。
实施例4：
由实施例2得到的聚合物组份和预聚物组份以100∶25的比例混合，混合温度为25℃～40℃，制品硫化温度为60℃～70℃，硫化10分钟，得到邵氏5A的聚氨酯弹性体制品。
对比实例：
聚合物组分：增塑剂30％、官能度3、分子量6000的聚醚多元醇68.5％，铋催化剂0.5％、UV-531 0.5％、BHT 0.5％按照本发明所述方法制备。
预聚物：是以2官能度、分子量2000的聚醚多元醇75％、TDI25％、在70℃～90℃反应2～3小真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为9％的预聚物。
预聚物与聚合物组分以100∶20的比例混合，混合温度为25℃～40℃，制品硫化温度为60℃～70℃，硫化30分钟，得到邵氏5A的聚氨酯弹性体制品。
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 | 实施例4 | 对比实例 |
| 硬度(邵A) | 5 | 20 | 0 | 6 | 5 |
| 扯断伸长率(％) | 600 | 500 | 700 | 600 | 400 |
| 硫化时间(分钟) | 8 | 5 | 8 | 10 | 30 |
| 外观 | 无色透明 | 无色透明 | 无色透明 | 无色透明 | 有增塑剂析出 |
Claims (3)
1.一种低硬度聚氨酯弹性体组合物，其特征在于由两种组分组成：
A组分：一种预聚物，按照如下制备方法得到：以重量百分数计，由二异氰酸酯35％～55％与聚醚多元醇45％～65％在70℃～90℃反应2～3小时，得到异氰酸根含量为7～14％的预聚物，所述聚醚多元醇采用官能度为2或3，数均分子量在1000～3000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯及其改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；
B组分：一种聚合物组分，按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将官能度为2或3，分子量在300～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇98％～99％、催化剂0.5％～1％、抗老化剂0.5～1％，在100～110℃，-0.095MPa以下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组分，其中聚环氧丙烷醚多元醇中，至少含有环氧乙烷封端的聚醚多元醇80％，催化剂选自二月桂酸二丁基锡、有机铋、有机锌其中的一种或一种以上，抗老化剂选自UV-531、UV-328、UV-329、1010、BHT其中的一种或一种以上；
A组分和B组份混合的质量配比在100∶20到100∶35之间。
2.根据权利要求1所述的低硬度聚氨酯弹性体组合物，其特征在于A组分和B组份的混合温度在25～40℃之间，然后浇注到温度在50～80℃的模具中反应，能够在5～10分钟脱模，得到聚氨酯弹性体制品。
3.根据权利要求1所述的低硬度聚氨酯弹性体组合物，其特征在于A组分以及B组分中的聚环氧丙烷醚多元醇可以具体选用PPG1000、PPG2000、MN300、PPG330N、PPG3600中的一种或一种以上，所述二苯基甲烷二异氰酸酯为MDI-100、液化MDI或含有50％2，4’-MDI的MDI-50。
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