CN102504522B - 用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物 - Google Patents

用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，由聚合物组份与预聚物组份在25～40℃，按一定的质量比例混合后，加入一定量的石英砂，搅拌均匀后浇注到模具中，压膜并硫化成型后，即得到聚氨酯抛光磨料。本发明制备的聚氨酯弹性体制品具有微孔发泡结构，硬度合适，并且以该材料制备的抛光轮使用过程中石英砂脱落速度与聚氨酯磨耗速度能够较好的匹配。

Description

用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物。
背景技术
聚氨酯抛光磨料是由聚氨酯弹性体与石英砂构成的复合材料，常用于玻璃、陶瓷、金属等的表面抛光。该类抛光轮对材料的要求是复合材料中的石英砂能以一定的速度脱落，而有机相聚氨酯弹性体需要具有一定的硬度、脆性以及合适的磨耗，以保证聚氨酯弹性体的脱落速度能够与石英砂的脱落速度相匹配。为实现以上性能要求，目前通常采用硬度较高的微孔发泡聚氨酯弹性体。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，该聚氨酯弹性体组合物硬度较高、耐磨度高，并且脱落速度和石英砂相匹配，并以此聚氨酯弹性体用来制备聚氨酯抛光磨料。
本发明所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，包括聚合物组分和预聚物组分：
聚合物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将数均分子量为400～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇83.5％～92％、二元醇扩链剂0％～10％、二元胺扩链剂3～8％、外加催化剂0.2％～0.5％和匀泡剂0.2％～1％，在100～110℃下混合均匀，并控制混合物中水分含量在0.08％～0.15％之间，得到聚合物组份；
预聚物组份：有两种组成。
第一种组成：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将液化MDI 75％～85％与增塑剂15％～25％在常温下混合均匀，即得到异氰酸根质量含量为22％～25％预聚物，其中增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二乙酯。
第二种组成：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，二异氰酸酯75～80％与多元醇20～25％在75℃～85℃反应，得到异氰酸根质量含量为22～25％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2～3的聚环氧丙烷醚多元醇。
聚合物组份与预聚物组份单独包装，用于制品生产时，将聚合物组分和预聚物组份温度控制在20～35℃，按照重量份数计，在100份聚合物组份中加入60～75份的预聚物组份，200～300份的石英砂，搅拌均匀后浇入到模具中，在50～60℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，即可得到硬度为邵氏80～98A的微孔发泡的聚氨酯抛光轮磨料。
其中，聚合物组分中的聚环氧丙烷醚多元醇优选用MN3050、PPG330N、PPG450、PPG1000、PPG2000中的一种或一种以上。
二元醇扩链剂优选用低分子量二元醇，可以选用1，4-BD、EG或DEG。
二元胺扩链剂优选用E-300或MOCA。
催化剂优选用有机锡、有机铋、有机锌或胺类催化剂中的一种或一种以上。
匀泡剂优选用含有机硅氧烷的通用型硅油匀泡剂，可以选用美国GE Toshiba Silicones公司生产的L-3150或L-580()。
二异氰酸酯优选用MDI-100、MDI-50或液化MDI中的一种或一种以上，更优选用MDI-100或液化MDI中的一种或一种以上。
可通过选择石英砂的目数及用量来调节抛光轮磨料的细度及硬度。
本发明的优点在于：制备得到的聚氨酯弹性体，具有微孔发泡结构，以其生产的聚氨酯抛光磨料具有合适的硬度，由于加入了胺类扩链剂使制品的耐磨性增强，使石英砂与聚氨酯弹性体具有相匹配的脱落速度，同时能够控制制品的发泡体积在合适的范围。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例所用材料如下：
MN3050        数均分子量5000，聚环氧丙烷醚三元醇
PPG330N       数均分子量3000，伯羟基含量75％，聚环氧丙烷醚三元醇
PPG450        数均分子量450，聚环氧丙烷醚三元醇
PPG1000       数均分子量1000，聚环氧丙烷醚二元醇
PPG2000       数均分子量2000，聚环氧丙烷醚二元醇
MDI-100       4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯
MDI-50        2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯50％与4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯50％
液化MDI       炭化二亚胺改性的MDI-100
E-300         3，5-二甲硫基甲苯二胺
MOCA          3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷
1，4-BD       1，4-丁二醇
EG            乙二醇
DEG           一缩二乙二醇
DOP           邻苯二甲酸二辛酯
实施例1：
聚合物组份：以重量百分数计，MN305084.5％、1，4-BD 10％、MOCA 5.5％、外加催化剂异辛酸铋0.15％、催化剂三亚乙基二胺0.03％和匀泡剂L-31500.5％，在110℃下混合均匀，控制水分含量0.1％，混合均匀后得到聚合物组份。
预聚物组份：以重量百分数计，PPG100020％、MDI-10050％、液化MDI 30％，在80℃反应得到异氰酸根含量为25％的预聚物。
聚合物组份与预聚物组份的温度控制在35℃，按照重量份数计，将100份聚合物组份和60份预聚物组份搅拌均匀后，浇入准备好的模具中，在60℃硫化成型，可得到硬度为邵氏80A，密度0.9g/cm3的微孔发泡聚氨酯弹性体。再加入230份石英砂，混匀后浇入模具中，在60℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，可得到硬度90A的抛光轮磨料。
实施例2：
聚合物组份：以重量百分数计，PPG330N 70％和PPG45022％、MOCA 8％、有机锌复合催化剂0.1％、胺类催化剂三亚乙基二胺0.05％和匀泡剂L-5800.5％，在100℃下混合均匀，控制水分含量0.1％，混合均匀后得到聚合物组份。
预聚物组份：以重量百分数计，将85％液化MDI与15％增塑剂DOP在常温下混合均匀后得到异氰酸根含量为25％的混合物
聚合物组份与预聚物组份的温度控制在25℃，按照重量份数计，将100份聚合物组份和70份预聚物组份搅拌均匀后，浇入准备好的模具中，在50℃硫化成型，可得到硬度为邵氏90A，密度0.8g/cm3的微孔发泡聚氨酯弹性体。再加入200份石英砂，混匀后浇入模具中，在50℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，可得到硬度80A的抛光轮磨料。
实施例3：
聚合物组份：以重量百分数计，PPG45019％、MN305070％、DEG5％、MOCA6％、有机锡催化剂而月桂酸二丁基锡0.1％、匀泡剂L-31500.5％，在100℃下混合均匀，控制水分含量0.1％，混合均匀后得到聚合物组份。
预聚物组份：以重量百分数计，PPG330N 20％与液化MDI 80％，在80℃反应得到异氰酸根含量为22％的预聚物。
聚合物组份与预聚物组份的温度控制在20℃，按照重量份数计，将100份聚合物组份和70份预聚物组份搅拌均匀后，浇入准备好的模具中，在60℃硫化成型，得到硬度为邵氏85A，密度0.8g/cm3的微孔发泡聚氨酯弹性体。再加入300份石英砂，混匀后浇入模具中，在60℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，可得到硬度98A的抛光轮磨料。
实施例4：
聚合物组份：以重量百分数计，PPG45035％、PPG330N 55％、1，4-BD 10％、有机锡催化剂二月桂酸二丁基锡0.1％、胺类催化剂三亚乙基二胺0.02％和匀泡剂L-31500.5％，在110℃下混合均匀，控制水分含量0.08％，混合均匀后得到聚合物组份。
预聚物组份：以重量百分数计，将75％液化MDI与25％增塑剂DOP在常温下混合均匀后得到异氰酸根含量为22％的混合物。
聚合物组份与预聚物组份的温度控制在30℃，按照重量份数计，将100份聚合物组份和70份预聚物组份搅拌均匀后，浇入准备好的模具中，在60℃硫化成型，得到硬度为邵氏95A，密度1g/cm3的微孔发泡聚氨酯弹性体。再加入250份石英砂，混匀后浇入模具中，在60℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，可得到硬度98A的抛光轮磨料。

Claims (9)

1.一种用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于包括聚合物组分和预聚物组分：
聚合物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将数均分子量为400～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇83.5％～92％、二元醇扩链剂0％～10％、二元胺扩链剂3～8％，催化剂0.2％～0.5％和匀泡剂0.2％～1％，在100～110℃下混合均匀，并控制混合物中水分含量在0.08％～0.15％之间，得到聚合物组份；
预聚物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将液化MDI75％～85％与增塑剂15％～25％在常温下混合均匀，即得到异氰酸根质量含量为22％～25％预聚物，其中增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二乙酯；
使用时：将聚合物组分和预聚物组份温度控制在20～35℃，按照重量份数计，在100份聚合物组份中加入60～75份的预聚物组份，200～300份的石英砂，搅拌均匀后浇入到模具中，在50～60℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，即可得到硬度为邵氏80～98A的微孔发泡的聚氨酯抛光轮磨料。
2.一种用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于包括聚合物组分和预聚物组分：
聚合物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将数均分子量为400～5000，官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇83.5％～92％、二元醇扩链剂0％～10％、二元胺扩链剂3～8％、催化剂0.2％～0.5％和匀泡剂0.2％～1％，在100～110℃下混合均匀，并控制混合物中水分含量在0.08％～0.15％之间，得到聚合物组份；
预聚物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，二异氰酸酯75～80％与多元醇20～25％在75℃～85℃反应，得到异氰酸根质量含量为22～25％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2～3的聚环氧丙烷醚多元醇；
使用时：将聚合物组分和预聚物组份温度控制在20～35℃，按照重量份数计，在100份聚合物组份中加入60～75份的预聚物组份，200～300份的石英砂，搅拌均匀后浇入到模具中，在50～60℃硫化成型10分钟后脱模，常温放置一周后，即可得到硬度为邵氏80～98A的微孔发泡的聚氨酯抛光轮磨料。
3.根据权利要求1或2所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于聚合物组分中的聚环氧丙烷醚多元醇选用MN3050、PPG330N、PPG450、PPG1000、PPG2000中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1或2所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于二元醇扩链剂选用低分子量二元醇，其选用1，4-丁二醇、乙二醇或一缩二乙二醇。
5.根据权利要求1或2所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于二元胺扩链剂选用E-300或MOCA。
6.根据权利要求1或2所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于催化剂选用有机锡、有机铋、有机锌或胺类催化剂中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1或2所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于匀泡剂选用含有机硅氧烷的通用型硅油匀泡剂，所述含有机硅氧烷的通用型硅油匀泡剂选用美国GE Toshiba Silicones公司生产的L-3150或L-580。
8.根据权利要求2所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于二异氰酸酯选用MDI-100、MDI-50或液化MDI中的一种或一种以上。
9.根据权利要求8所述的用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于二异氰酸酯选用MDI-100或液化MDI中的一种或一种以上。
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