CN102040720A - 高透明聚氨酯弹性体 - Google Patents
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Abstract
本发明高透明聚氨酯弹性体，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，多元醇采用数均分子量在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、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20～30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，特别涉及一种高透明聚氨酯弹性体。
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，同时通常的聚氨酯弹性体透光率都在60％以下，外观不美观。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高透明聚氨酯弹性体，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。
本发明一种高透明聚氨酯弹性体，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，其中多元醇采用数均分子量在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98.8％～99.4％，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的质量比例预先混合做为A组份，然后预聚物组份和A份以100∶(50～100)的质量比例混合。
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。
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20-30分钟即硫化成型，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，制品具有大于70％的透光率。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，制品的耐磨性好。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-802，4-甲苯二异氰酸酯80％，2，6-甲苯二异氰酸酯20％
E-1002， 4-二氨基-3，5-二乙基-甲苯和2，6-二氨基-3，5-二乙基-甲苯
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％、有机铋催化剂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。
(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-8027.9％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的质量比例混合，混合温度35℃。然后该混合组份再与预聚物组份以100∶100的质量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)80.8％、官能度2，数均分子量的1000聚环氧丙烷醚多元醇18％、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-8020％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。
(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MOCA组份与聚合物组份以20∶80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 |
| 透光率％ | 72 | 70 | 80 | 54 |
Claims (6)
1.一种高透明聚氨酯弹性体，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，其中多元醇采用数均分子量在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98.8％～99.4％，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；
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作为A组份，然后预聚物组份和A组份以100∶(50～100)的质量比例混合，然后在70～80℃硫化成型，20～30分钟之内脱模。
2.根据权利要求1所述的高透明聚氨酯弹性体，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2所述的高透明聚氨酯弹性体，其特征在于所述甲苯二异氰酸酯采用TDI-80。
4.根据权利要求1所述的高透明聚氨酯弹性体，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所述的高透明聚氨酯弹性体，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所述的高透明聚氨酯弹性体，其特征在于扩链剂组份与聚合物组份的混合温度在20～35℃，预聚物组份和A组份的混合温度在20～35℃。
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