CN102140157A

CN102140157A - 一种耐高温mdi基聚氨酯弹性体的制备方法

Info

Publication number: CN102140157A
Application number: CN 201010602419
Authority: CN
Inventors: 杨颖韬; 侯瑞宏; 杨亚军; 曹以前
Original assignee: SHANGHAI KAIZHONG POLYURETHANE CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI KAIZHONG POLYURETHANE CO Ltd
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明公开了一种MDI基聚氨酯缓弹性体的制备方法，旨在解决现有MDI技术中聚氨酯弹性体在高温下使用性能较差的问题。本发明的制备方法包括以下主要步骤：(1)预聚体的制备：过量的MDI与多元醇和双官能团有机硅聚合物的混合物在70-90℃条件下反应，形成NCO质量含量≤10％的端NCO基的预聚体；(2)混合、模塑：将预聚体与扩链剂组分按异氰酸酯指数为95-108％的比例混合均匀后注入温度为60-110℃的模具中模塑成型；(3)后熟化：脱模后的制品于110℃后熟化15-20hr。通过本发明方法制备的产品能够明显地提高其在高温环境下的使用性能，拓宽产品的使用领域。

Description

一种耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法

发明领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体的制备方法。更具体地说，它涉及一种能够在高温环境中使用的聚氨酯弹性体的制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体是以多异氰酸酯特别是二异氰酸酯和多元醇特别是二元醇为基本原料聚合而成的高分子材料，具有机械性能好、耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐射、粘接性好等优异性能，但其长期使用温度一般不超过80℃，100℃以上材料会软化变形，机械性能明显减弱；短期使用温度不超过120℃，严重限制了其广泛应用。

2002年左右，欧洲共同体的主要立法机构改变了关于机动车的通行噪声，降低了允许的噪声限度。这就要求包封发动机和减少发动机隔室内的空气流动，而空气流动势必造成发动机隔室中所用材料的工作温度较高。

目前，弹性体、密封填料和电绝缘材料应用要求更高的工作温度，高达140℃，而最高时高达155℃。

因此，人们需要的是一种聚氨酯配方，该配方能够形成可以在高温使用环境下使用并且当置于120℃或更高温度、优选140～155℃中时不退化的聚氨酯，并且该配方在一般条件下容易加工。也就是说，该配方的粘度较低并且在较低温度下容易处理，能够在接近常温下进行铸塑技术而制成耐高温的聚氨酯弹性体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中上述需求而提出一种耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法。

为了解决本发明的技术问题，本发明提供的一种MDI基耐高温聚氨酯弹性体的制备方法，其主要包括如下步骤：

(1)预聚体的制备：过量的MDI与多元醇及双官能团有机硅聚合物在70～90℃条件下反应，形成NCO质量含量≤10％的端NCO基的预聚体；所述多元醇选自官能度为2，数均分子量800～3000的聚己二酸酯、聚己内酯、聚四氢呋喃共聚醚、聚碳酸酯、聚醚酯共聚物或者上述聚酯的混合物；所述的双官能团有机硅聚合物为数均分子量为800～3000的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷或数均分子量为800～3000的α，ω-二氨丙基聚二甲基硅氧烷；扩链剂组分主要由二醇扩链剂、水发泡剂、表面活性剂和延迟性催化剂混合配制而成的混合物，其中：二醇扩链剂选自乙二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇；

(2)使用低压发泡机将预聚体与扩链剂组分混合物按异氰酸酯指数为95-108％的比例混合反应后，注入温度为60～110℃模具内模塑成型，

(3)脱模后的制品于110℃后熟化15-20hr，即制得耐高温MDI基聚氨酯弹性体。

本发明中，双官能团有机硅聚合物的质量用量一般控制在多元醇质量用量0～50％，优选0～10％，进一步优选为0.5～5％。

与现有技术相比，随后的试验例将证明，本发明通过引入耐热性能优异的有机硅材料，大大提高了聚氨酯弹性体材料的耐热性能，拓宽了材料的使用领域。

附图说明

图1是本发明方法制得的聚氨酯缓冲止位块的TG分析曲线图。

图2是按照对比实施例方法制得的聚氨酯缓冲止位块的TG分析曲线图。

图3是本发明方法制得的聚氨酯缓冲止位块的DSC分析曲线图。

图4是按照对比实施例方法制得的聚氨酯缓冲止位块的DSC分析曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

实施例1

质量分量占95％、数均分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇和质量分量占3％、数均分子量为2000α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与过量的MDI在85℃下反应一定时间，得到NCO质量含量为8.40％预聚体，置于80℃下备用；

扩链剂组分主要由1，4-丁二醇、水发泡剂、表面活性剂和延迟性催化剂混合均匀置于70℃下备用；

按异氰酸酯指数为100％的比例，将预聚体和扩链剂组分在高速搅拌下混合均匀，然后将反应料液注入90℃的模具中熟化10min开模，10min后脱模，再于100℃后熟化16hr，制得聚氨酯缓冲止位块。

实施例2

其他与实施例1相同，只是用数均分子量为2000的聚醚酯二元醇代替数均分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇。

实施例3

质量分量占95％、数均分子量为2000的聚四氢呋喃二醇和质量分量占5％、数均分子量为2000α，ω-二氨丙基聚二甲基硅氧烷与过量的MDI在85℃下反应一定时间，得到NCO质量含量为8.38％预聚体，置于80℃下备用；

实施例4

其他与实施例3相同，只是用数均分子量为2000的聚醚酯二元醇代替数均分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇。

对比实施例1

数均分子量为2000的聚四氢呋喃二醇与过量的MDI在85℃下反应一定时间，得到NCO质量含量为8.40％预聚体，置于80℃下备用；

对比实施例2

其他与对比实施例1相同，用数均分子量为2000的聚醚酯二元醇代替数均分子量为2000的聚四氢呋喃二元醇。

试验例

随机选取实施例1-4制得的聚氨酯缓冲止位块作为样品(样品101105S8)，随机选取对比实施例1-2制得的聚氨酯缓冲止位块作为样品(样品101021S3)，委托上海高分子材料研发中心按照通常方法绘制TG和DSC分析曲线，如图1-4所示。

如图1-2所示，从TG曲线来看，引入有机硅聚氨酯材料的初始降解温度从260℃左右开始，而没有引入有机硅的聚氨酯材料的初始降解温度220℃左右开始，相差近40℃，说明引入有机硅的聚氨酯材料的耐热性能大大提升。

如图3-4所示，从DSC分析结果来看，引入有机硅的聚氨酯材料在160℃左右才有明显的玻璃化转变，而没有引入有机硅的聚氨酯材料分别在40℃和120℃都有明显的玻璃化转变，这也说明有机硅组分的引入大大提高了聚氨酯材料的耐热性能。

Claims

1.一种耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，该制备方法包括以下主要步骤：

(1)预聚体的制备：过量的MDI与多元醇和双官能团有机硅聚合物的混合物在70-90℃条件下反应，形成NCO质量含量≤10％的端NCO基的预聚体；

(2)混合、模塑：将预聚体与扩链剂组分按异氰酸酯指数为95-108％的比例混合均匀后注入温度为60-110℃的模具中模塑成型；

(3)后熟化：脱模后的制品于110℃后熟化15-20hr。

2.根据权利要求1所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，多元醇选自官能度为2，数均分子量800～3000的聚己二酸酯、聚己内酯、聚四氢呋喃共聚醚、聚碳酸酯、聚醚酯共聚物或者上述聚酯多元醇的混合物。

3.根据权利要求1所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，双官能团有机硅聚合物为数均分子量为800～3000的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷或数均分子量为800～3000的α，ω-二氨丙基聚二甲基硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，双官能团有机硅聚合物质量含量为多元醇的0～50％。

5.根据权利要求4所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，多官能团有机硅聚合物质量含量为多元醇的0～10％。

6.根据权利要求5所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，多官能团有机硅聚合物质量含量为多元醇的0.5～5％。

7.根据权利要求1所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，异氰酸酯指数为98-102％。

8.根据权利要求1所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，扩链剂组分是由二醇扩链剂、水发泡剂、表面活性剂和延迟性催化剂混合配制而成的混合物。

9.根据权利要求8所述的耐高温MDI基聚氨酯弹性体的制备方法，其特征是，二醇扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇或1，6-己二醇。