CN104341578A - 一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法，解决现有技术中汽车用聚氨酯缓冲块低温模量变化率高的技术问题。该方法包括：(1)预聚体制备；步骤(2)预聚体混合；步骤(3)扩链剂制备；步骤(4)共混；步骤(5)浇注成型；步骤(6)后硫化工艺。本发明方法制备的聚氨酯微孔弹性体的玻璃化温度达到-67.5℃，从-40℃到40℃变化率低至77％([E’(-40℃)-E’(40℃)]/E’(40℃))，本发明能够使聚氨酯微孔弹性体在低温-40℃自然区域维持较好的弹性。特别适用于低温性能优异的聚氨酯减振缓冲块材料。

Description

一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制备领域，具体涉及一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法。
背景技术
由于聚氨酯微孔弹性体具有优异的动态和静态力学性能，特别适合用于汽车用减振缓冲块材料，其主要的原材料主要有多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂、匀泡剂等；其制备工艺主要包括预聚体制备、物料混合、注塑成型和后退火等步骤；其主要的化学反应包含凝胶反应，即羟基与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯；发泡反应：即水发泡剂与异氰酸酯反应生成脲基甲酸酯和二氧化碳的过程。
中国专利zl200710094618.9公开了一种耐低温聚氨酯微孔弹性体，该方法采用MDI预聚体，使材料的玻璃化温度达到-57℃。但是该发明只强调了材料的玻璃化温度，并未注意到材料的低温模量变化问题，降低材料的模量随温度的变化率，不仅能够提高材料的使用寿命，而且能够提高安全性和舒适性。
发明内容
本发明要解决现有技术中汽车用聚氨酯缓冲块低温模量变化率高的技术问题，提供一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)预聚体制备：
过量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚四氢呋喃多元醇于70～80℃反应60～120min形成-NCO基含量6～10％的预聚体A；
过量的1,5-奈二异氰酸酯(NDI)与端羟基聚丁二烯多元醇于130℃反应1～3分钟形成-NCO基含量3～7％的预聚体B；
步骤(2)预聚体混合：
将所述预聚体A与预聚体B按照10:1～7:1的比例混合均匀，制得混合预聚体；
步骤(3)扩链剂制备：
将分子量为1000～2000聚醚多元醇、水发泡剂、催化剂、匀泡剂按照质量比为100：4～8：1～3：2～6混合后制得扩链剂；
步骤(4)共混：
使用低压发泡机将所述混合预聚体与所述扩链剂按照质量比为100:60～100的比例混合得到混合物料；
步骤(5)浇注成型：
将步骤(4)制备的混合物料快速注入到40～70℃硫化机上，快速合模，硫化15～30min，脱模得到浇注成型的样件；
步骤(6)后硫化工艺：
将所述浇注成型的样件放置在100～120℃烘箱内后硫化24h，制备得到聚氨酯微孔弹性体。
在上述技术方案中，步骤(3)中所述的聚醚多元醇为端羟基聚丁二烯多元醇。
在上述技术方案中，步骤(3)中所述的催化剂为二辛酸锡或三亚乙基二胺。
在上述技术方案中，步骤(3)中所述的匀泡剂为DC193或3042。
本发明的有益效果是：
本发明提供的宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法与现有技术的区别在于：本申请方法通过两种预聚体混合并调整两预聚体的比例、及使用大分子量聚醚多元醇作为扩链剂制备得到的适用于低温性能优异的聚氨酯微孔弹性体。本发明方法制备的聚氨酯微孔弹性体的玻璃化温度达到-67.5℃，低温模量从-40℃到40℃变化率低至77％([E’(-40℃)-E’(40℃)]/E’(40℃))，本发明能够使聚氨酯微孔弹性体在低温-40℃自然区域维持较好的弹性。特别适用于低温性能优异的聚氨酯减振缓冲块材料。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例1制备的聚氨酯微孔弹性体的玻璃化温度和储能模量变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以详细说明。
实施例1
过量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚四氢呋喃多元醇于80℃反应60min形成-NCO基含量6％的预聚体A；过量的1,5-奈二异氰酸酯(NDI)与端羟基聚丁二烯多元醇于130℃反应1分钟形成-NCO基含量3％的预聚体B。预聚体A与预聚体B按照10:1的比例混合均匀得到混合预聚体。将分子量为2000端羟基聚丁二烯多元醇、水发泡剂、二辛酸锡、DC193按照质量比为100：4：1：2混合均匀得到扩链剂。使用低压发泡机将混合预聚体与扩链剂按照质量比为100：60的比例混合。将所制备的混合物料快速注入到40℃模具中，快速合模，硫化30min，脱模。将浇注成型的样件放置在120℃烘箱内后硫化24h，制得聚氨酯微孔弹性体。
本实施例制备的聚氨酯微孔弹性体玻璃化温度达到-67.5℃；
[E’(-40℃)-E’(40℃)]/E’(40℃)＝77％(参见附图1)。
实施例2
过量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚四氢呋喃多元醇于70℃反应120min形成-NCO基含量10％的预聚体A；过量的1,5-奈二异氰酸酯(NDI)与端羟基聚丁二烯多元醇于130℃反应3分钟形成-NCO基含量7％的预聚体B。预聚体A与预聚体B按照7:1的比例混合均匀得到混合预聚体。将分子量为1000端羟基聚丁二烯多元醇、水发泡剂、三亚乙基二胺、3042按照质量比为100：6：2：4混合均匀得到扩链剂。使用低压发泡机将混合预聚体与扩链剂按照质量比为100：100的比例混合。将所制备的混合物料快速注入到40℃模具中，快速合模，硫化15min，脱模。将浇注成型的样件放置在100℃烘箱内后硫化24h，制得聚氨酯微孔弹性体。
本实施例制备的聚氨酯微孔弹性体玻璃化温度达到-60.5；
[E’(-40℃)-E’(40℃)]/E’(40℃)＝82％。
实施例3
过量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚四氢呋喃多元醇于80℃反应60min形成-NCO基含量6％的预聚体A；过量的1,5-奈二异氰酸酯(NDI)与端羟基聚丁二烯多元醇于130℃反应2分钟形成-NCO基含量5％的预聚体B。预聚体A与预聚体B按照8:1的比例混合均匀得到混合预聚体。将分子量为2000端羟基聚丁二烯多元醇、水发泡剂、三亚乙基二胺、3042按照质量比为100：8：3：6混合均匀。使用低压发泡机将混合预聚体与扩链剂按照质量比为100：100的比例混合。将所制备的混合物料快速注入到70℃模具中，快速合模，硫化30min，脱模。将浇注成型的样件放置在110℃烘箱内后硫化24h，制得聚氨酯微孔弹性体。
本实施例制备的聚氨酯微孔弹性体玻璃化温度达到-66.5℃；
[E’(-40℃)-E’(40℃)]/E’(40℃)＝80％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种宽温域模量稳定聚氨酯微孔弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)预聚体制备：
过量的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚四氢呋喃多元醇于70～80℃反应60～120min形成-NCO基含量6～10％的预聚体A；
过量的1,5-奈二异氰酸酯(NDI)与端羟基聚丁二烯多元醇于130℃反应1～3分钟形成-NCO基含量3～7％的预聚体B；
步骤(2)预聚体混合：
将所述预聚体A与预聚体B按照10:1～7:1的比例混合均匀，制得混合预聚体；
步骤(3)扩链剂制备：
将分子量为1000～2000聚醚多元醇、水发泡剂、催化剂、匀泡剂按照质量比为100：4～8：1～3：2～6混合后制得扩链剂；
步骤(4)共混：
使用低压发泡机将所述混合预聚体与所述扩链剂按照质量比为100:60～100的比例混合得到混合物料；
步骤(5)浇注成型：
将步骤(4)制备的混合物料快速注入到40～70℃硫化机上，快速合模，硫化15～30min，脱模得到浇注成型的样件；
步骤(6)后硫化工艺：
将所述浇注成型的样件放置在100～120℃烘箱内后硫化24h，制备得到聚氨酯微孔弹性体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的聚醚多元醇为端羟基聚丁二烯多元醇。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的催化剂为二辛酸锡或三亚乙基二胺。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的匀泡剂为DC193或3042。
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