CN102061081A - 一种吸油性聚氨酯树脂的制备方法 - Google Patents

一种吸油性聚氨酯树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种吸油性聚氨酯树脂的制备方法，采用双组分体系，聚合物是由2或3官能度的聚醚多元醇、4官能度的聚醚多元醇和增塑剂混合，预聚物是由二苯基甲烷二异氰酸酯和多异氰酸酯与聚醚多元醇在70℃～90℃反应，得到预聚物。两组份混合得到吸油性聚氨酯树脂，本发明主要用于吸油性保龄球的生产制作。

Description

一种吸油性聚氨酯树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及种吸油性聚氨酯树脂的制造方法。
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，具有良好的机械性能、耐磨性能和回弹性能。近年来，随着人们生活水平的提高，全民健身意识的增强，体育锻炼成为人们日常生活的一部分。保龄球项目不受地域和气候的限制，运动强度适中，具有一定的技术、技巧，深受人们的喜爱。目前，该体育项目在国际国内普及。而用聚氨酯做的保龄球，不仅环保，强度高好，外观漂亮，从而得到广泛的应用，但通常的聚氨酯材料都是不吸收球道油，在球道上摩擦系数低，这种低摩擦力，会使保龄球在球道上滑动而不是滚动，如果能够让保龄球吸收油脂，保龄球就能够增加和球道的摩擦力，保持滚动，这样就可以打倒更多的球瓶。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有吸油性质的高硬度聚氨酯树脂的制备方法，它环保，易操作，能够吸附保龄球轨道上的油性物质，该材料不仅具有多种多样的美学效果，而且质地十分的坚硬，由于具有吸油性，在油性轨道表面其摩擦力较大，和球道的附着力较好，容易打到更多的球瓶。
本发明一种吸油性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于由两种组分组成：
聚合物组份：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，数均分子量在300～3000范围内的聚环氧丙烷聚醚多元醇0％～20％、官能度为4，数均分子量在200～400范围内的聚环氧丙烷聚醚多元醇30％～40％、增塑剂45％～60％，在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％的比例混合均匀，所述增塑剂是指DOP、DOTP其中的一种或一种以上；
预聚物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，由二苯基甲烷二异氰酸酯20％～40％和多异氰酸酯40％～60％与聚醚多元醇10％～30％在70℃～90℃反应2～3小时，得到异氰酸根含量为20％～30％的预聚物，所述聚醚多元醇采用官能度为2～3，数均分子量在2000～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇，所述二苯基甲烷二异氰酸酯是指MDI-100、液化MDI或MDI-50，多异氰酸酯采用PM-200、M20S或44V20等粗MDI；
聚合物组份与预聚物组份单独包装，用于制品生产时，将聚合物组份与预聚物组份的温度控制在25～40℃，按照100∶100的比例混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化，固化时间在2分钟左右，5～10分钟脱模，继续熟化八小时左右，得到硬度在70D～80D之间保龄球制品(吸油性聚氨酯树脂)。
其中优选的技术方案为：
聚合物组分中的官能度为2或3，数均分子量在300～3000范围内的聚环氧丙烷聚醚多元醇的用量为0-20％，优选15％。。
聚合物组份与预聚物组份中的聚环氧丙烷醚多元醇选用MN500、DV125、330N、PPG3600中的一种或一种以上。
所述预聚物组份中的异氰酸根含量为22％～27％。
吸油性能测试方法是选择重量为50克的试样，浸泡在保龄球球道油中4小时，然后从中取出测试制品的重量增加。本发明合成的聚氨酯制树脂在保龄球球道油中浸泡4小时，使其重量增加增加率在0.5～1.5％之间。
本发明称谓聚合物组份、预聚物组份只是为了表述上的方便。
本发明主要用于吸油性保龄球的生产制作，环保，易操作，能够吸附保龄球轨道上的油性物质，该材料不仅具有多种多样的美学效果，而且质地十分的坚硬，由于有吸油性，在油性轨道表面其摩擦力较大，和球道的附着力较好，容易打到更多的球瓶。
具体实施方式
实施例所用材料：
PPG500    数均分子量500，聚环氧丙烷醚三元醇
PPG300    数均分子量300，聚环氧丙烷醚三元醇
PPG430    数均分子量300，聚环氧丙烷醚四元醇
PPG2000   数均分子量2000，聚环氧丙烷醚二元醇
PPG4000   数均分子量4000，聚环氧丙烷醚二元醇
330N     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
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％
PM-200    粗MDI，多苯基多次甲基多异氰酸酯的一种。
以下实施例中的百分数均指质量百分数。
实施例1：
聚合物组份：官能度3、分子量300的聚醚多元醇(PPG300)10％，官能度4、分子量300的聚醚多元醇(430)30％，增塑剂DOTP 30％和DOP 30％，在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％的比例混合均匀。
预聚物组份：是以3官能度、分子量4000的聚醚多元醇(PPG4000)20％，MDI-5025％，PM-20055％，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25％的预聚物。
将聚合物组份与预聚物组份的温度控制在25～40℃，按照100∶100的质量比例混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化，固化时间在2分钟左右，5～10分钟脱模，继续熟化八小时左右，得到邵氏75D的吸油性聚氨酯树脂，吸油性测试重量增加0.94％。
实施例2：
聚合物组份：官能度3、分子量500的聚醚多元醇(PPG500)20％，官能度4、分子量300的聚醚多元醇(430)30％，环保型增塑剂(DOTP)50％，在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％的比例混合均匀。
预聚物组份：是以2官能度、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)10％，MDI-10020％，PM-20070％，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27％的预聚物，吸油性测试重量增加0.61％。
将聚合物组份与预聚物组份的温度控制在25～40℃，按照100∶100的比例混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化，固化时间在2分钟左右，5～10分钟脱模，继续熟化八小时左右，得到邵氏80D的吸油性聚氨酯树脂。
实施例3：
聚合物组份：官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(330N)20％，官能度4、分子量300的胺类起始剂多元醇(430)40％，增塑剂DOP 40％在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％的比例混合均匀。
预聚物组份：
是以3官能度、分子量6000的聚醚多元醇(PPG3600)20％，4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)40％，碳化二亚胺改性的MDI(液化MDI)40％，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24.6％的预聚物。
将聚合物组份与预聚物组份的温度控制在25～40℃，按照100∶100的比例混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化，固化时间在2分钟左右，5～10分钟脱模，继续熟化八小时左右，得到邵氏70D的吸油性聚氨酯树脂，吸油性测试重量增加1.47％。
对比实例4：
聚合物组份：官能度3、分子量300的聚醚多元醇(PPG300)45％，官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(330N)55％，在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％的比例混合均匀。
预聚物组份：
碳化二亚胺改性的MDI(液化MDI)。
将聚合物组份与预聚物组份的温度控制在25～40℃，按照100∶70的比例混合，搅拌均匀后，脱除气泡，浇入早已经准备好的模具中，室温固化，固化时间在2分钟左右，5～10分钟脱模，继续熟化八小时左右，得到邵氏76D聚氨酯树脂，吸油性测试重量增加为0％。
吸油性聚氨酯树脂性能如下表：
  项目   实施例1   实施例2   实施例3   对比实例4
  硬度(邵D)   75D   80D   70D   76D
  吸油量   0.94％   0.61％   1.47％   0％

Claims (5)

1.一种吸油性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于由两种组分组成：
聚合物组份：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，数均分子量在300～3000范围内的聚环氧丙烷聚醚多元醇0％～20％、官能度为4，数均分子量在200～400范围内的聚环氧丙烷聚醚多元醇30％～40％、增塑剂45％～60％，在100～110℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％的比例混合均匀，所述增塑剂是指DOP、DOTP其中的一种或一种以上；
预聚物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，由二苯基甲烷二异氰酸酯20％～40％和多异氰酸酯40％～60％与聚醚多元醇10％～30％在70℃～90℃反应2～3小时，得到异氰酸根含量为20％～30％的预聚物，所述聚醚多元醇采用官能度为2～3，数均分子量在2000～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇，所述二苯基甲烷二异氰酸酯是指MDI-100、液化MDI或MDI-50，多异氰酸酯采用PM-200、M20S或44V20；
聚合物组份与预聚物组份混合的质量比按照100∶100的比例混合。
2.根据权利要求1所述的吸油性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于聚合物组份与预聚物组份的混合温度在25～40℃之间，然后浇注到温度在25～40℃的模具中反应，固化时间在2～3分钟，能够在5～10分钟脱模，得到硬度在70D～80D之间的吸油性聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的吸油性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于聚合物组份与预聚物组份中的聚环氧丙烷醚多元醇选用MN500、DV125、330N、PPG3600中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的吸油性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于所述预聚物组份中的异氰酸根含量为22％～27％。
5.根据权利要求1所述的吸油性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于聚合物组分中的官能度为2或3，数均分子量在300～3000范围内的聚环氧丙烷聚醚多元醇的用量为15％。
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