CN103694437A - 聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚醚/苯酐混合浇注聚氨酯弹性体及其应用，该聚氨酯弹性体由异氰酸酯组分和多元醇组分在60-80℃下以100/60-80的重量比混合，浇入60-100℃的模具内，硫化30-60min后得到，其中，异氰酸组分采用0-30%wt的苯酐聚酯多元醇(PAPE)和70-100%wt的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)掺混后与异氰酸酯或其衍生物反应生成异氰酸含量为8-20%wt的预聚物；多元醇组分用67-87%wt的PTMEG，10-30%wt的小分子二元醇，以及适量功能助剂和耐磨助剂混合而成；所得弹性体高耐磨高回弹，可应用于速滑用轮、溜冰鞋轮等多种脚轮。

Description

聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体及其应用
技术领域
本发明涉及高回弹、高耐磨聚氨酯弹性体材料，特别涉及一种聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体及其浇注成型后作为脚轮的应用。
背景技术
聚氨酯材料和其他弹性材料相比硬度范围宽，在耐磨性、弹性和力学性能等方面具有较好的综合性能，因此溜冰鞋轮、滑板轮以及工业、医疗用脚轮中的弹性材料多采用聚氨酯材料。脚轮根据其使用状态主要可分为高速轮和中低速轮，其中高速轮一方面要求轮子具有较高的硬度(硬度大于邵氏85A)，以使滚动阻力较小，高速滚动时内生热小，另一方面还要求弹性材料具有较好的回弹性(回弹率大于70%)，这可以使轮子在使用过程中避免由于过热而发生变性甚至熔化，而且现实中又需要材料耐磨，以保证足够的使用寿命。因此在高端的高速脚轮材料上，既要求聚氨酯材料具有高回弹性，又要求其具有很优异的耐磨性，还需要在制造成本上具有一定的优势。因此开发高回弹、高耐磨而且具备一定价格优势的聚氨酯弹性体材料已经成为当务之急。
基于上述需求，中国专利CN 101165095A公布了一种“浇注型聚氨酯弹性体组合物”，用聚环氧丙烷醚多元醇(PPG)和TDI组成预聚物，由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(E-300)为扩链剂，制备了浇注型聚氨酯弹性体制品，回弹率小于50%，硬度为80-90A。该方案采用PPG+TDI体系为预聚物，用MOCA、E100或E300为扩链剂制备中低回弹脚轮材料，由于MOCA/E-300与聚醚多元醇的相容性实现了工艺可操作性，但是回弹性和耐磨性不足。另一中国专利申请CN101348557A公布了一种“耐磨性增强的浇注型聚氨酯弹性体组合物”，用聚酯多元醇和MDI/TDI组成预聚物，与MOCA体系固化制得了聚酯型聚氨酯弹性体脚轮材料，虽然实现了一定的耐磨性，但是回弹始终在60%以下，该方案用聚酯型多元醇可以提升聚氨酯弹性体材料的耐磨，是由于聚酯链段相对于聚醚具有更大的内聚能密度，但是聚酯型聚氨酯材料依旧无法实现高回弹。
专利CN 101633717A公布了一种高硬度高回弹聚氨酯弹性体材料，用PTMEG和MDI组成预聚物，同时用PTMEG和BDO组成多元醇来制备聚氨酯弹性体脚轮，实现了高回弹(回弹>70%)和高硬度(硬度>85A)，但是耐磨性能没有聚酯型好。
专利CN102079806A公布了一种有机硅改性聚氨酯弹性体组合物，使用二羟基聚二甲基硅烷改性聚氨酯弹性体材料，由聚丁二烯醚二醇实现了高弹性，二羟基聚二甲基硅烷实现了耐磨性，而且材料的耐湿性和耐候性有很大程度的提升。该方案采用耐磨改性剂实现耐磨性能的提升，而耐磨改性剂一般以反应型有机硅改性材料为主，而且必须具有一定的添加量，但是反应型有机硅材料高昂的价格加上提升幅度的有限性严重限制了其应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种高回弹、高耐磨的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体及其浇注成型后作为脚轮的应用，以解决现有技术中聚氨酯脚轮材料存在的上述缺陷。
本发明的技术方案如下：
一种聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，该弹性体由异氰酸酯组分和多元醇组分在60-100℃下以100/60-80的重量比混合，浇入80-100℃的模具内，硫化30-60min后得到，其中：
异氰酸组分为采用0-30%wt的苯酐聚酯多元醇（PAPE）和70-100%wt的聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）掺混后与二异氰酸酯或其衍生物反应生成的预聚物，所述预聚物中异氰酸含量为8-20%wt；
多元醇组分主要包括67-87%wt的聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）和10-30%wt的小分子二元醇，以及适量功能助剂和耐磨助剂。具体地，异氰酸酯组分和多元醇组分可通过灌注机混合，此外也可通过其他方式或机器混合。功能助剂和耐磨助剂的具体含量可有本领域技术人员根据常识和简单实验选取，此处不做详述。
通过本发明的以上方案，得到的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体的硬度为75-95A，回弹率大于70%，拉伸强度大于30MPa，撕裂强度大于100KN/m，磨耗小于20mm3，实现了高耐磨和高回弹的统一。
在本发明的优选实施方式中，上述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体中，异氰酸酯组分和多元醇组分的配比满足以下条件， 
0.90≤R≤1.10
Figure 841606DEST_PATH_IMAGE002
 其中 R为扩链系数，[NCO]为异氰酸酯组分中游离异氰酸酯基团的物质的量，[OH]为多元醇组分中羟基的物质的量。满足以上对异氰酸酯组分和多元醇组分配比的要求，可以保证得到的聚氨酯弹性体既有足够的分子量实现高分子性能，又有微交联结构实现可塑性和耐磨性的平衡。
在本发明的优选实施方式中，所述的异氰酸酯组分在混合前预先热温度至60-80℃；多元醇组分的预热至80-100℃，以便多元醇组分中的聚四亚甲基醚二醇与小分子二元醇能充分混合。具体地，异氰酸酯组分和多元醇组分的预热可通过灌注机进行，此外也可通过其他能实现类似功能的机器进行。
在本发明的优选实施方式中，上述异氰酸酯组分中，聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）可选择分子量分别为650、1000、2000、3000的聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）中的一种或多种混合物，优选聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）的平均分子量为2000-3000之间，控制水分在300ppm以下。
在本发明的优选实施方式中，上述异氰酸酯组分中，苯酐聚酯多元醇（PAPE）可选择聚苯酐新戊二醇酯二醇(PAPN)，聚苯酐己二醇酯二醇(PAPH)，聚苯酐二乙二醇(PAPDE)中的一种或者多种，上述各种苯酐聚酯多元醇的分子量在1000-4000之间，优选上述各种苯酐聚酯多元醇的分子量在1000-2000，控制水分在300ppm以下。
在本发明的优选实施方式中，上述的二异氰酸酯或其衍生物可以是：甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、液化(MDI)中的一种或任意组合的混合物，在本发明的一实施例中，该组分选用MDI。
在本发明的优选实施方式中，上述多元醇组分中，聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）可选择分子量为650、1000、2000的聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）中的一种或多种混合物，在本发明的一些优选实施例中，选择分子量为2000的PTMEG。上述聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）在使用前必须加热脱水，控制水分在300ppm以下。
在本发明的优选实施方式中，所述的小分子二元醇的碳链长度为2-8个，优选4-6个，以1,4丁二醇和1,6己二醇最为适合，所述小分子二元醇在所述多元醇组分中的比例优选为15-25%wt，上述小分子二元醇在使用前必须加热脱水，控制水分在300ppm以下。
上述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，为保证加工和使用过程的产品性能，在多元醇组分中必须添加催化剂、抗氧剂、光稳定剂等功能助剂和耐磨助剂。其中，
一般催化剂均适用于本发明体系，其重量占多元醇组分的0.1-0.2%wt，例如：辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、有机铋或胺类催化剂，但是考虑环保和水分，优选有机铋催化体系；
抗氧剂一般选择受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂复合组成，抗氧剂重量占多元醇组分的0.2-0.4%wt；其中，受阻酚类主抗氧剂可以选择四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(Irganox1010)、β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(Irganox1076)，或2, 6 -- 二叔丁基-4-甲基苯酚(Irganox264)；亚磷酸类抗氧剂可以选择亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯(Irgafos168)、双[2-甲基-4,6-二(1,1’-二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯(Irgafos 38)，或四(2,4-二叔丁基苯基—4,4-联苯基)双磷酸酯(IrgafosP-EPQ)，优选Irganox1010和Irgafos168，复配比例为1:2；
光稳定剂的重量为多元醇组分的0.2-0.6%wt，其中，光稳定剂优先采用紫外吸收剂和可见光稳定剂两大类，其中紫外吸收剂有：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(Tinuvin 531)、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(Tinuvin 9)、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑(Tinuvin 328)、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑(Tinuvin P)、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑(Tinuvin 329)；光稳定剂有：双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(Tinuvin 292)、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(Tinuvin 770)。优选Tinuvin 329和Tinuvin 329的复配体系； 
在本发明的优选实施方式中，耐磨助剂选用纳米二氧化硅（Nano-SiO2），Nano-SiO2的比表面积优选为：100-1000 m2/g，更优选300-500 m2/g，纳米二氧化硅的重量占多元醇组分的0-2%wt。
本发明的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，除可添加上述助剂外，还可根据实际需要添加其它一种或多种助剂，本发明不对此进行限定。
本发明的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，经过灌注机浇注成型可制造速滑用轮、溜冰鞋轮等各种脚轮，制造的脚轮具有优越的耐磨性和高回弹性。
本发明创新性在于：用苯酐聚酯多元醇（PAPE）和聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）混掺后与异氰酸酯及其衍生物反应制备了异氰酸酯组分，用聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）和小分子二元醇体系做多元醇组分，浇注制备了高回弹、高耐磨的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，该弹性体可用于脚轮材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
第一、本发明的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体依赖主体聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）实现了材料的高回弹性，依赖苯酐聚酯多元醇（PAPE）实现了一定的耐磨性，再通过添加一定量耐磨助剂，优选为Nano-SiO2，形成互穿网络结构实现了耐磨性的进一步提升，最终实现了高回弹性和高耐磨性的统一，该聚氨酯弹性体硬度 75-95A，拉伸强度大于30MPa，撕裂强度大于100KN/m，磨耗小于20mm3；
第二、相对背景技术中提到的聚氨酯弹性体组分中大量用到的PTMEG多元醇和改性有机硅材料，本发明的苯酐聚酯多元醇（PAPE）和纳米二氧化硅Nano-SiO2具有更低的价格，因此该聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体实现了一定程度上的价廉物美，具有十分广泛的应用前景，经过灌注机浇注成型后可广泛应用于速滑用轮、溜冰鞋轮等各种脚轮。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
以下实施例中，所用到的各种原料、助剂及其来源如下：
PTMEG 650  聚四亚甲基醚二醇，日本三菱，分子量650；
PTMEG1000 聚四亚甲基醚二醇，日本三菱，分子量1000；
PTMEG2000 聚四亚甲基醚二醇，日本三菱，分子量2000；
PTMEG3000 聚四亚甲基醚二醇，日本三菱，分子量3000；
PAPN2000   聚苯酐新戊二醇多元醇，浙江华峰新材料科技有限公司，分子量2000；
PAPH2000   聚苯酐己二醇多元醇，浙江华峰新材料科技有限公司，分子量2000；
PAPDE2000  聚苯酐二乙二醇多元醇，浙江华峰新材料科技有限公司，分子量2000；
MDI        4,4-二苯甲烷二异氰酸酯，日本NPU，分子量250.26；
BDO        1,4-丁二醇，三菱化学，分子量90.12；
BiCAT -8    有机铋，美国领先化学；
Irganox1010  四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，汽巴精化；
Irgafos168   亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，汽巴精化；
Tinuvin 328  2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑，汽巴精化；
Tinuvin 292  双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，汽巴精化；
Nano-SiO2   美国德固赛，一次粒径40nm，比表面300m2/g。
实例1
异氰酸酯组分的制备：将20.0 %wt的 PAPDE2000和30.0 %wt的PTMEG2000 精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到 50.0 %wt的 MDI，并保持温度在60℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得到游离异氰酸根含量为14.64 %wt的预聚物,[NCO]= 3.49 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入75.0 %wt的PTMEG2000，22.0 %wt的BDO，0.1%wt的BiCAT 8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，2.0%wt Nano-SiO2，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至80℃，得到多元醇组分，[OH]= 5.67 mmol/g；
弹性体合成：将上述得到的异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至60和80℃，将两者以100/60的重量比例均匀混合，注入80℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃环境中硫化30min后，得到聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体脚轮产品，标记为EXP-1。
实例2
异氰酸酯组分的制备：将9.0 %wt的 PAPH2000和36.0 %wt的PTMEG2000 精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到55.0 %wt的 MDI中，慢慢升温至80℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得到游离异氰酸根含量为16.54 %wt的预聚物,[NCO]= 3.94 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入79.0 %wt的PTMEG2000，18.0 %wt的BDO，0.1%wt的BiCAT -8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，2.0%wt Nano-SiO2，，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至90℃，得到多元醇组分，[OH]= 4.82 mmol/g；
弹性体合成：将上述得到的异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至70和90℃，将两者以100/80的重量比例均匀混合，注入80℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃环境中硫化30min后，得到聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体脚轮产品，标记为EXP-2。
实例3
异氰酸酯组分的制备：将15.0 %wt的 PAPN2000和30.0 %wt的PTMEG2000 精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到55.0 %wt的 MDI中，慢慢升温至80℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得到游离异氰酸根含量为16.54 %wt的预聚物,[NCO]= 3.94 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入75.0 %wt的PTMEG2000，22. 0%wt的BDO，0.1%wt的BiCAT -8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，2.0%wt Nano-SiO2，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至100℃，得到多元醇组分，[OH]= 5.67 mmol/g；
弹性体合成：将上述得到的异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至80和100℃，将两者以100/69的重量比例均匀混合，注入100℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃环境中硫化30min后，得到聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体脚轮产品，标记为EXP-3。
实例4
异氰酸酯组分的制备：将4.0 %wt的 PAPD2000、5.0%的PAPH2000、5.0 %wt的PTMEG650 和31.0 %wt的PTMEG3000 精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到55.0 %wt的 MDI中，慢慢升温至80℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得到游离异氰酸根含量为16.54 %wt的预聚物,[NCO]= 3.94 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入79.0 %wt的PTMEG2000，18. 0 %wt的BDO，0.1%wt的BiCAT -8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，2.0%wt Nano-SiO2，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至90℃，得到多元醇组分，[OH]= 4.82 mmol/g；
弹性体合成：将上述得到的异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至80和90℃，将两者以100/80的重量比例均匀混合，注入80℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃环境中硫化30min后，得到聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体脚轮产品，标记为EXP-4。
实例5
异氰酸酯组分的制备：将4.0 %wt的 PAPD2000、5.0%的PAPH2000、5.0 %wt的PTMEG650 和31.0 %wt的PTMEG3000 精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到55.0 %wt的 MDI中，慢慢升温至80℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得到游离异氰酸根含量为16.54 %wt的预聚物,[NCO]= 3.94 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入79.0 %wt的PTMEG2000，18. 0 %wt的BDO，0.1%wt的BiCAT -8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至90℃，得到多元醇组分，[OH]= 4.82 mmol/g；
弹性体合成：将上述得到的异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至70和90℃，将两者以100/80的重量比例均匀混合，注入80℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃环境中硫化45min后，得到聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体脚轮产品，标记为EXP-5。
   对比例1
异氰酸酯组分的制备：将45.0% wt的PTMEG 2000 精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到55.0 %wt的 MDI中，慢慢升温至80℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得得到游离异氰酸根含量为16.54 %wt的预聚物,[NCO]= 3.94 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入81.00 %wt的PTMEG2000，18.00 %wt的BDO，0.1%wt的BiCAT -8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至80℃，得到多元醇组分，[OH]= 4.84 mmol/g；
弹性体合成：将异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至60和80℃，将两者以100/80的重量比例均匀混合，注入80℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃ 环境中硫化60min后，得到CTP-1。
对比例2
异氰酸酯组分的制备：将45.0 %wt的 PBA2000精确计量加入反应器，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，将物料降温至60℃，消除真空并加入到55.0 %wt的 MDI中，慢慢升温至80℃，在氮气保护下维持反应3小时后，得到游离异氰酸根含量为16.54 %wt的预聚物,[NCO]= 3.94 mmol/g；
多元醇组分的制备：在反应器中精确加入81.00 %wt的PBA2000，18.00 %wt的BDO，0.1%wt的BiCAT -8，0.2%wt的Irganox1010，0.1%wt 的Irgafos168，0.4%wt的Tinuvin 328，0.2%wt的Tinuvin 292，升温至120℃，在真空度-0.095Mpa下脱水2小时，冷却至80℃，得到多元醇组分，[OH]= 4.84 mmol/g；
弹性体合成：将异氰酸酯组分和多元醇组分分别投注到灌注机中并分别预热至60和80℃，将两者以100/80的重量比例均匀混合，注入80℃的脚轮模具和试样模具中，并在80℃环境中硫化45min后，得到CTP-2。
对以上实例1-5及对比例1-2中得到的聚氨酯弹性体进行性能测试，结果如下表1。
表 1 不同实例和对比例之间的性能对比
Figure 309758DEST_PATH_IMAGE003
以上实施例EXP 1~5的设计均采用了以聚四氢呋喃醚二醇、苯酐聚酯多元醇和纳米氧化硅混掺来制备聚氨酯弹性体脚轮。而对比例CTP 1~2则用聚四氢呋喃醚二醇和普通聚酯制备的聚氨酯弹性体脚轮。通过以上表格中性能对比可以看到，传统聚醚型聚氨酯弹性体由于分子间内聚能低，虽然可以实现高回弹但是耐磨性能低下，而聚酯型聚氨酯弹性体由于具有相对大的内聚能则具有优良的耐磨性但是回弹性低下；而本发明的上述实例1-5得到的聚氨酯弹性体产品兼顾高回弹和高耐磨性能，这主要是由于作为主体的聚四氢呋喃醚二醇提供了聚氨酯材料的高回弹性；同时苯酐聚酯多元醇中苯环的刚性可以提升聚氨酯材料的内聚能和耐热性，进而降低其摩擦损耗；而Nano-SiO2互穿网络结构能将聚氨酯大分子固定在一起，增加其分子间相互作用力，进一步降低摩擦损耗。 
在本发明及上述实施例的教导下，本领域技术人员很容易预见到，本发明所列举或例举的各原料或其等同替换物、各加工方法或其等同替换物都能实现本发明，以及各原料和加工方法的参数上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。 

Claims (18)

1.一种聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，该弹性体由异氰酸酯组分和多元醇组分在60-100℃下以100/60-80的重量比混合，浇入80-100℃的模具内，硫化30-60 min后得到，其中：
异氰酸酯组分为采用0-30%wt的苯酐聚酯多元醇和70-100%wt的聚四亚甲基醚二醇掺混后与二异氰酸酯或其衍生物反应生成的预聚物，所述预聚物中异氰酸含量为8-20%wt；
多元醇组分主要包括67-87%wt的聚四亚甲基醚二醇和10-30%wt的小分子二元醇，以及适量功能助剂和耐磨助剂。
2.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯组分和多元醇组分的配比满足以下条件：
0.90≤R≤1.10，
Figure 943630DEST_PATH_IMAGE002
 其中，R为扩链系数，[NCO] 为异氰酸酯组分中游离异氰酸酯基团的物质的量，[OH] 为多元醇组分羟基的物质的量。
3.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的异氰酸酯组分在混合前先预热至60-80℃，所述的多元醇组分预热至80-100℃，以便多元醇组分中的聚四亚甲基醚二醇与小分子二元醇能充分混合。
4.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯组分中，聚四亚甲基醚二醇选自分子量分别为650、1000、2000、3000的聚四亚甲基醚二醇中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1或4所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于， 所述异氰酸酯组分中，聚四亚甲基醚二醇的平均分子量为2000-3000之间。
6.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯组分中，苯酐聚酯多元醇选自分子量在1000-4000之间的聚苯酐新戊二醇酯二醇、分子量在1000-4000之间的聚苯酐己二醇酯二醇，或分子量在1000-4000之间的聚苯酐二乙二醇中的一种或者多种。
7.根据权利要求6所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯组分中，苯酐聚酯多元醇选自分子量在1000-2000之间的聚苯酐新戊二醇酯二醇、分子量在1000-2000之间的聚苯酐己二醇酯二醇，或分子量在1000-2000之间的聚苯酐二乙二醇中的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯或其衍生物选自甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯、液化4,4-二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或任意组合的混合物。
9.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇组分中，聚四亚甲基醚二醇选自分子量为650、1000、2000中的一种或多种混合物。
10.根据权利要求9所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇组分中，聚四亚甲基醚二醇的分子量为2000。
11.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述小分子二元醇选自碳链长度为2-8个的脂肪族二元醇、氢醌羟乙基醚HQEE中的一种或者任意组合的混合物。
12.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯组分和所述多元醇组分中，所述苯酐聚酯多元醇、聚四亚甲基醚二醇和小分子二元醇，水分均控制在300ppm之内。
13.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述耐磨助剂为纳米二氧化硅Nano-SiO2。
14.根据权利要求13所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述纳米二氧化硅Nano-SiO2的比表面积为100-1000m2/g，其在所述多元醇组分中的含量为0-2%wt。
15.根据权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述功能助剂包括催化剂、抗氧剂和光稳定剂，各组分的重量比例为：0.1-0.2%wt的催化剂、0.2-0.4%wt抗氧剂、0.2-0.6%wt光稳定剂。
16.根据权利要求15所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸类抗氧剂的混合物，其中所述受阻酚类抗氧剂选自四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，或2, 6 -- 二叔丁基-4-甲基苯酚，所述亚磷酸类抗氧剂选自亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯、双[2-甲基-4,6-二(1,1’-二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯，或四(2,4-二叔丁基苯基—4,4-联苯基)双磷酸酯。
17.根据权利要求15所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的光稳定剂选自2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，或癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯。
18.一种权利要求1所述的聚醚/苯酐混合浇注型聚氨酯弹性体浇注成型后用于脚轮的用途。 
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