CN102942675B - 双组分聚氨酯弹性体组合物 - Google Patents

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刘兆阳
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Abstract

本发明涉及双组分聚氨酯弹性体组合物。其由重量比为1:1的组分A和组分B组成,其中:以重量百分数计:组分A:由74.7~91.7%的聚酯多元醇A与8~25%的扩链剂,在0.3%的催化剂作用下,在100~110℃,-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合而成;组分B:由62.2~79.2%的聚酯多元醇B与20.8~37.8%的二异氰酸酯,在70~80℃下反应2~3h,得到异氰酸根质量含量为7.0~12.0%的预聚物。该组合物在制备聚氨酯弹性体时,在50~60℃下即可操作,并且快速成形,快速脱模,无需高温硫化。

Description

双组分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,具体地说,涉及一种双组分聚氨酯弹性体组合物。
背景技术
聚氨酯弹性体是介于塑料与橡胶之间的一种高分子合成材料,具有优良的耐磨性、良好的力学强度及耐油、耐低温、耐臭氧老化等性能,因而广泛用于胶辊、油封、汽车轮胎等领域。聚氨酯已深入到国民经济和人民生活中,成为一种发展迅速的合成材料。聚酯多元醇极易结晶,大部分产品常温下为白色蜡状固体。由于其极易结晶,所以普通聚酯型预聚体的粘度较大,操作工艺一般是和扩链剂(MOCA)在高温条件下(80-120℃)发生反应,成型后也必须在高温条件下硫化10小时以上,才能得到性能优良的聚氨酯弹性体制品,该操作工艺复杂,且在生产过程中有严重的能量浪费。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种在温度50-60℃下即可操作,并且快速成形,快速脱模,无需高温硫化的双组分聚氨酯弹性体组合物。
本发明的技术方案是:双组分聚氨酯弹性体组合物,由组分A和组分B组成,其中:
1、组分A:以重量百分数计,由74.7%~91.7%的聚酯多元醇A与8%~25%的扩链剂,在0.3%的催化剂作用下,在温度100~110℃,真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合而成,所述聚酯多元醇A官能度为2,数均分子量为1000~2000,常温下呈液态;聚酯多元醇A优选以丁二酸或己二酸为原料制得的常温下为液态的聚酯多元醇。
2、组分B:以重量百分数计,由62.2%~79.2%的聚酯多元醇B与20.8%~37.8%的二异氰酸酯,在温度70~80℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为7.0%~12.0%的预聚物,所述聚酯多元醇B官能度为2,数均分子量为1000~2000。
3、将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50~60℃下混合均匀,迅速浇注入预热温度为80~100℃的模具中,经20~40分钟后脱模,常温硫化后,制得硬度为邵氏80A~95A的聚氨酯弹性体。
所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI);其中TDI优选TDI-80或TDI-100中的一种或两种的混合物;MDI优选MDI-50。
所述TDI-80即为:以重量百分数计,2,4-甲苯二异氰酸酯80%和2,6-甲苯二异氰酸酯20%的混合物。
所述TDI-100即为:纯度为98%以上的2,4-甲苯二异氰酸酯。
所述MDI-50即为:以重量百分数计,2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯50%和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯50%的混合物。
所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)或3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)。
所述催化剂为有机铋类催化剂或胺类催化剂。
本发明的有益效果在于:本发明的组合物在制备聚氨酯弹性体时,在温度50-60℃下即可操作,并且快速成形,快速脱模,无需高温硫化。
具体实施方式
以下实施例具体说明本发明,以下分数均为重量百分数。其中涉及到简称代表的物质如下:
ODX-150:指数均分子量为1500的聚己二酸乙二醇丙二醇酯
ODX-218:指数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇丙二醇酯
CMA-1024:指数均分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯
CMA-244:指数均分子量为2000的聚己二酸丁二醇乙二醇酯
POL-1276T:指数均分子量为1500的聚己二酸一缩二乙二醇酯
TDI-80/TDI-100:指甲苯二异氰酸酯
MDI-50:指二苯基甲烷二异氰酸酯
MOCA:3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷
DMTDA:3,5-二甲硫基甲苯二胺
实施例1:
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下:
组分A、100g:POL-1276T、74.7g、MOCA、25g、催化剂选用有机铋类催化剂和三乙烯二胺,用量分别为0.1g和0.2g,在温度100~110℃,真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.03%聚合得到聚合物;
组分B、100g:CMA-1024、63.8g与T-100、36.2g,在温度70~80℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为12.0%的预聚物;
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下:
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50~60℃下混合均匀,迅速浇注入预热温度为80~100℃的模具中,5分钟固化,20分钟脱模,常温硫化后,得到硬度为邵氏95A的聚氨酯弹性体制品,其性能如表1所示。
实施例2:
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下:
组分A、100g:POL-1276T、79.7g、MOCA、20g、催化剂选用有机铋类催化剂和有机胺类催化剂,用量分别为0.1g和0.2g,在温度100~110℃,真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合得到聚合物;
组分B、100g:ODX-218、62.2g与MDI-50、37.8g,在温度70~80℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为10.1%的预聚物;
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下:
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50~60℃下混合均匀,迅速浇注入预热温度为80~100℃的模具中,2分钟固化,20分钟脱模,常温硫化后,得到硬度为邵氏90A的聚氨酯弹性体制品,其性能如表1所示。
实施例3:
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下:
组分A、100g:CMA-24489.7g、DMTDA 10g、催化剂选用有机铋类催化剂、0.3%,在温度100~110℃,真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合得到聚合物;
组分B、100g:ODX-150、65.8g与MDI-50、34.2g,在温度70~80℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为7.8%的预聚物;
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下:
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50~60℃下混合均匀,迅速浇注入预热温度为80~100℃的模具中,3分钟固化,30分钟脱模,常温硫化后,得到硬度为邵氏85A的聚氨酯弹性体制品,其性能如表1所示。
实施例4:
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下:
组分A、100g:CMA-244、91.6g、MOCA、8g、催化剂选用有机铋类催化剂和三乙烯二胺,用量分别为0.1g和0.2g,在温度100~110℃,真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合得到聚合物;
组分B、100g:ODX-218、79.2g与T-80、20.8g,在温度70~80℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为7.0%的预聚物;
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下:
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50~60℃下混合均匀,迅速浇注入预热温度为80~100℃的模具中,4分钟固化,40分钟脱模,常温硫化后,得到硬度为邵氏80A的聚氨酯弹性体制品,其性能如表1所示。
对比例:
采用现有常规方法制备聚氨酯弹性体:
聚酯多元醇ODX-21885.5g与T-8014.5g,在温度80~85℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为3.6%的预聚物;将100g预聚体加热至85℃加入,称量10.5g扩链剂MOCA加热至120℃融化后,把二者搅拌均匀,迅速浇注入预热温度为100~110℃的模具中,4分钟固化,60分钟脱模,110℃硫化后10小时,得到硬度为邵氏85A的聚氨酯弹性体制品,其性能如表1所示。
表1:实施例及对比例制得的聚氨酯弹性体性能比较:
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比实例
硬度(邵A) 95 90 85 80 85
凝胶时间(S) 300 120 180 240 240
脱模时间(min) 20 20 30 40 60
伸长率(%) 500 550 620 750 660
拉伸强度(MPa) 55 52 48 43 46
撕裂强度/KN/m 120 105 87 75 86
由表1的数据可以看出本发明制备的双组分聚氨酯弹性体组合物性能优异,操作简单,相对于对比例而言,成型、脱模迅速,且无需高温硫化。

Claims (5)

1.一种双组分聚氨酯弹性体组合物,其特征在于:由组分A和组分B组成,其中:
组分A:以重量百分数计,由74.7%~91.7%的聚酯多元醇A与8%~25%的扩链剂,在0.3%的催化剂作用下,在温度100~110℃,真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合而成,所述聚酯多元醇A为官能度为2,数均分子量为1000~2000,以丁二酸或己二酸为原料制得的常温下为液态的聚酯多元醇;
组分B:以重量百分数计,由62.2%~79.2%的聚酯多元醇B与20.8%~37.8%的二异氰酸酯,在温度70~80℃下反应2~3小时,得到异氰酸根质量含量为7.0%~12.0%的预聚物,所述聚酯多元醇B官能度为2,数均分子量为1000~2000;
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50~60℃下混合均匀,迅速浇注入预热温度为80~100℃的模具中,经20~40分钟后脱模,常温硫化后,制得硬度为邵氏80A~95A的聚氨酯弹性体;
所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷或3,5-二甲硫基甲苯二胺。
2.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯弹性体组合物,其特征在于,所述组分B中的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求2所述的双组分聚氨酯弹性体组合物,其特征在于,所述甲苯二异氰酸酯为TDI-80或TDI-100中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求2所述的双组分聚氨酯弹性体组合物,其特征在于,所述二苯基甲烷二异氰酸酯为MDI-50。
5.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯弹性体组合物,其特征在于,所述催化剂为有机铋类催化剂或胺类催化剂。
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