CN102558496B

CN102558496B - 室温固化聚氨酯弹性体组合物

Info

Publication number: CN102558496B
Application number: CN201110437087.5A
Authority: CN
Inventors: 张芳; 陈海良; 曹士强; 陈伟
Original assignee: Shandong Inov Polyurethane Co Ltd
Current assignee: Shandong Inov Polyurethane Co Ltd
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: CN102558496A

Abstract

本发明属于聚氨酯弹性体领域，特别涉及一种室温固化聚氨酯弹性体组合物，采用MDI体系的二异氰酸酯和一部分聚醚多元醇合成预聚物组份，另有一部分聚醚多元醇和胺类扩链剂、不含重金属的环保催化剂组成聚合物组份，在生产和加工过程中对人体和环境没有污染。本发明生产工艺简单、室温即可固化、成型速度快，能够大大提高产量、降低成本和节约能源，并且制品具有优异的力学性能和良好的加工工艺性能。

Description

室温固化聚氨酯弹性体组合物

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体领域，特别涉及一种室温固化聚氨酯弹性体组合物。

背景技术

聚氨酯弹性体是由软段和硬段构成的一种嵌段共聚物，是一类具有许多优良特性的高分子材料，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、耐曲挠性和回弹性能，并且加工工艺简单，生产效率高，基于这些优点被广泛应用。室温固化聚氨酯弹性体由于其工艺简单、操作方便、性能优异等特点近年来得到了广泛应用和迅速发展。但目前国内该产品的配方体系几乎完全是TDI-MOCA体系的，预聚体组份都是采用TDI(甲苯二异氰酸酯)合成的半预聚体，游离了大量的TDI单体，而TDI易挥发并有较强的毒性，在生产和加工过程中会对人体造成较大的伤害。同时由于TDI的活性低，由此合成的室温固化聚氨酯弹性体需要的固化时间长，影响生产效率。因此很有必要研制新的产品以替代传统的TDI型双组份聚氨酯弹性体来满足环保和成型速度两方面的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种室温固化聚氨酯弹性体组合物，使其具有生产工艺简单、室温固化、成型速度快的特点，能够大大提高产量、降低成本和节约能源，并且制品具有优异的力学性能和良好的加工工艺性能。

本发明所述的一种室温固化聚氨酯弹性体组合物，由两种组份组成：

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2000～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇84.95％～89.85％、扩链剂10％～15％和催化剂0.05％～0.15％，在90～100℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到聚合物组分；

预聚物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将官能度为2～3，数均分子量在1000～5000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇25％～47.5％和二异氰酸酯52.5％～75％，在70℃～90℃反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为12％～23％的预聚物；

聚合物组份和预聚物组份按照质量比2∶1～3∶1混合，室温固化6小时，得到硬度邵A60～90的聚氨酯弹性体产品。

其中，所述的扩链剂优选自3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、3，5-二甲硫基甲苯二胺(E-300)或2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯(TX-2)。

所述的催化剂优选自有机铋、有机锌、有机鋯或锌铋复合催化剂中的一种或多种。所使用的催化剂应当符合环保要求。

所述的二异氰酸酯优选自4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或改性的液化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种混合。

本发明的优点在于：采用MDI体系的二异氰酸酯和一部分聚醚多元醇合成预聚物组份，另有一部分聚醚多元醇和胺类扩链剂、不含重金属的环保催化剂组成聚合物组份，在生产和加工过程中对人体和环境没有污染。本发明生产工艺简单、室温即可固化、成型速度快，能够大大提高产量、降低成本和节约能源，并且制品具有优异的力学性能和良好的加工工艺性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例的百分数为质量百分数。实施例中所用的原料如下：

实施例1：

聚合物组份：官能度3、分子量6000的聚醚多元醇(EP3600)50％，官能度2、分子量4000的聚醚多元醇(PPG4000)39.85％，扩链剂E-30010％，有机锌催化剂0.15％，在90℃，真空-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％得到聚合物组分。

预聚物组份：官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(EP330N)10.0％，官能度2、分子量1000的聚醚多元醇(PPG1000)37.5％，液化MDI 52.5％，在70℃反应3小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为12.0％的预聚物。

将聚合物组份与预聚物组份按照2∶1的质量比混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化6小时，得到邵A60的聚氨酯弹性体产品。

实施例2：

聚合物组份：官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(EP330N)57.9％，官能度2、分子量4000的聚醚多元醇(ED28)30％，扩链剂MOCA 12％，锌铋复合催化剂0.1％，在100℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％得到聚合物组分。

预聚物组份：是以2官能度、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)35.8％，液化MDI 34.2％、MDI-10030％，在80℃反应2小时，真空-0.095MPa脱除气泡，得到异氰酸根含量为18.4％的预聚物。

将聚合物组份与预聚物组份按照3∶1的质量比混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化6小时，得到邵A70的聚氨酯弹性体。

实施例3：

聚合物组份：官能度3、分子量6000的聚醚多元醇(EP3600)54.95％，官能度2、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)30％，扩链剂TX-2 15％，锌铋复合催化剂0.05％，在100℃，真空-0.095MPa下，脱水至水分小于0.05％得到聚合物组分。

预聚物组份：以3官能度、分子量3000的聚醚多元醇(MN3050)25％，液化MDI 25％、MDI-100 50％，在70℃反应3小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为23.0％的预聚物。

将聚合物组份与预聚物组份，按照3∶1的质量比混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，室温固化6小时，得到邵A90A的聚氨酯弹性体产品。

对比例1：

聚合物组份：官能度3、分子量5000的聚醚多元醇(EP330N)57.6％，2官能度、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)20％，扩链剂MOCA 22％，有机汞催化剂0.4％，在100℃，-0.095MPa下脱水，至水分小于0.05％得到聚合物组分。

预聚物组份：以2官能度、分子量2000的聚醚多元醇(PPG2000)73％，TDI 27％，在80℃反应3小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为10％的预聚物。

将聚合物组份与预聚物组份，按照1∶1的质量比混合，搅拌均匀后，浇入早已经准备好的模具中，常温固化，硫化36小时，得到邵氏80A的产品。

下表为实施例1～3和对比例1制得产品的技术指标：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					硬度(邵A)	60	70	90	80
拉伸强度(Mpa)	7.2	10.1	13.7	10.1
					伸长率％	510	430	350	360
撕裂强度(KN/m)	20	26	33	30
					回弹％	55	45	40	40

Claims

1.一种室温固化聚氨酯弹性体组合物，其特征在于由两种组份组成：

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2000～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇84.95%～89.85%、扩链剂10%～15%和催化剂0.05%～0.15%，在90～100℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05%，得到聚合物组分；

所述数均分子量在2000～6000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇为分子量6000的聚醚多元醇EP3600或分子量5000的聚醚多元醇EP330N；

预聚物组份：按照如下制备方法得到：以重量百分数计，将官能度为2~3，数均分子量在1000～5000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇25％～47.5%和二异氰酸酯52.5％～75％，在70℃～90℃反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为12％～23％的预聚物；

所述数均分子量在1000～5000范围内的聚环氧丙烷醚多元醇为分子量5000的聚醚多元醇 EP330N、分子量2000的聚醚多元醇 PPG2000或分子量3000的聚醚多元醇 MN3050；

聚合物组份和预聚物组份按照质量比2:1～3:1混合，室温固化6小时，得到硬度邵A60～90的聚氨酯弹性体产品；

扩链剂为2，4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯；

二异氰酸酯选自4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或改性的液化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种混合。

2.根据权利要求1所述的室温固化聚氨酯弹性体组合物，其特征在于催化剂选自有机铋、有机锌、有机锆或锌铋复合催化剂中的一种或多种。