CN102516495A - 耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法 - Google Patents

耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，由聚合物多元醇和二异氰酸酯反应合成预聚物，预聚物再与扩链剂制备得到耐腐蚀聚氨酯弹性体。本发明的优点在于：通过加入大量的改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯进行产品结构调整，制备得到的耐腐蚀聚氨酯弹性体制品与普通聚氨酯弹性体制品相比，具有较高的耐腐蚀性。

Description

耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法。
背景技术
聚氨酯弹性体(PUE)具有独特的软硬段嵌段共聚物的结构，这赋予了其制品具有优良的综合力学性能：优异的机械性能、耐磨、耐油、耐老化，硬度可调节的范围大。这些优异的综合性能是其它很多种商品化橡胶和塑料所不具备的。但在一些特殊领域的制品如造纸胶辊、耐腐蚀胶辊、轧钢、起重、锻压、石油等大型设备用的高弹性聚氨酯等，由于经常接触酸碱介质，除要求PUE具备常规的性能外，还需具备较高的耐腐蚀性能。普通聚氨酯弹性体产品的耐腐蚀性能都比较差，在10％的硫酸溶液或10％的氢氧化钠溶液中浸泡7天后制品的力学性能保持率通常小于60％。因此提高PUE的耐腐蚀性，以延长制品的使用寿命和使用安全性，成为推广PUE应用于特殊酸碱腐蚀领域的关键因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，能够运用此制备方法制备出一种具有较高耐腐蚀性能的聚氨酯弹性体。
本发明所述的一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，由两种组分配制而成：
预聚物组分：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，由二异氰酸酯27～44％与聚合物多元醇56～73％在70℃～80℃反应2～3小时，得到异氰酸根含量为6～10％的预聚物，所述聚合物多元醇采用官能度为2，数均分子量在1000～2000范围内的聚四氢呋喃醚多元醇或聚己内酯多元醇，所述二异氰酸酯为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯与改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；
扩链剂选自1，4-丁二醇或二羟乙基苯二醚中的一种或一种以上；
将扩链剂与预聚物以质量比100∶5.8～18进行混合反应，混合温度为75～95℃，然后浇注到模具中在100～120℃条件下硫化30～60分钟脱模，最后在90～110℃条件下硫化10～12小时，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体制品。
其中，二异氰酸酯优选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，其中炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯占二异氰酸酯总质量的10～50％，优选为25～35％，更优选为30％。
本发明制备得到的聚氨酯弹性体制品的硬度在卲A80～98之间，聚氨酯弹性体制品在10％的硫酸溶液或10％的氢氧化钠溶液中浸泡7天后制品的力学性能保持率仍然大于80％。
本发明的优点在于：通过加入大量的改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯进行产品结构调整，制备得到的耐腐蚀聚氨酯弹性体制品与普通聚氨酯弹性体制品相比，具有较高的耐腐蚀性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例所用材料如下：
PTMG2000：数均分子量2000的聚四氢呋喃醚二元醇
PTMG1000：数均分子量1000的聚四氢呋喃醚二元醇
PCL210：数均分子量1000的聚己内酯二元醇
PCL220：数均分子量2000的聚己内酯二元醇
液化MDI：炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，异氰酸根含量为29.5％
MDI-100：4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯
TDI-100：2，4-甲苯二异氰酸酯
MOCA：3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷
BDO：1，4-丁二醇；
HQEE：1，4-二羟乙基苯二醚。
实施例1：
预聚物组分：以重量百分数计，分子量2000的聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG2000)72％，4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)21.0％和炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)7.0％，在80℃反应2小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为6.0％的预聚体。
预聚物和扩链剂BDO以100∶5.8的质量比混合反应，混合温度为85℃，然后浇注到模具中在120℃条件下硫化60分钟脱模，最后在110℃条件下硫化12小时，得到硬度为邵A80的聚氨酯弹性体制品。
实施例2：
预聚物组分：以重量百分数计，分子量1000聚己内酯多元醇(PCL210)20.2％，分子量2000的聚己内酯多元醇(PCL220)43.8％，MDI-10025.5％和液化MDI 10.5％，在80℃反应2小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为8.1％的预聚体。
预聚物和扩链剂HQEE以100∶18的质量比混合反应，混合温度为95℃，然后浇注到模具中在120℃条件下硫化30分钟脱模，最后在110℃条件下硫化12小时，得到硬度为邵A92的聚氨酯弹性体制品。
实施例3：
预聚物组分：以重量百分数计，分子量1000的聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG1000)38％、分子量2000的聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG2000)18％、MDI-10028.6％和液化MDI 15.4％，在70℃反应3小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为10.0％预聚体。
预聚物和扩链剂BDO以100∶10.2的质量比混合反应，混合温度为85℃，然后浇注到模具中在100℃条件下硫化30分钟脱模，最后在110℃条件下硫化12小时，得到硬度为邵A98的聚氨酯弹性体制品。
对比例1：
预聚物组分：以重量百分数计，分子量1000的聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG1000)74％，甲苯二异氰酸酯(TDI-100)26％，在80℃反应3小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为6.2％的预聚体。
预聚物和扩链剂组分MOCA以100∶18的质量比混合反应，混合温度为80℃，然后浇注到模具中在120℃条件下硫化60分钟脱模，最后在110℃条件下硫化12小时，得到硬度为邵A96的聚氨酯弹性体制品。
耐腐蚀性按GB-T13353-92选用10％的H2SO4和10％的NaOH溶液，按国标裁定测定试样。在80±2℃下，将样品分别在10％的H2SO4和10％的NaOH溶液中浸泡7d后取出，用滤纸擦去试样表面上的液体30秒后迅速放入培养皿中，放置3分钟，并在30秒称量试样，测定试样浸泡后的各项力学性能。
聚氨酯弹性体制品经酸碱测试对比性能如下表：
Figure BDA0000102698380000031

Claims (4)

1.一种耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于由两种组分配制而成：
预聚物组分：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，由二异氰酸酯27～44％与聚合物多元醇56～73％在70℃～80℃反应2～3小时，得到异氰酸根含量为6～10％的预聚物，所述聚合物多元醇采用官能度为2，数均分子量在1000～2000范围内的聚四氢呋喃醚多元醇或聚己内酯多元醇，所述二异氰酸酯为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯与改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；
扩链剂选自1，4-丁二醇或二羟乙基苯二醚中的一种或一种以上；
将扩链剂与预聚物以质量比100∶5.8～18进行混合反应，混合温度为75～95℃，然后浇注到模具中在100～120℃条件下硫化30～60分钟脱模，最后在90～110℃条件下硫化10～12小时，得到耐腐蚀聚氨酯弹性体制品。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于二异氰酸酯选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，其中炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯占二异氰酸酯总质量的10～50％。
3.根据权利要求2所述的耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯占二异氰酸酯总质量的25～35％。
4.根据权利要求3所述的耐腐蚀聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于炭化二亚胺改性的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯占二异氰酸酯总质量的30％。
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