CN104830051A - 一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯15～35份，聚醚多元醇40～60份，扩链剂5～8份，交联剂5～9份，增韧剂1～3份，减磨剂1～3份，纳米氧化铝5～10份，催化剂0.5～2份。本发明还公开了该模具树脂用聚氨酯弹性体的制备方法。本发明提供的模具树脂用聚氨酯弹性体具有较好的力学性能、耐磨性。
Description
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯材料，特别是涉及一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术：
模具树脂，是指为了提高效率、缩短工时、减少制作成本及满足工业自动化要求而研制开发的一种特殊树脂，一般包括改性环氧树脂、聚氨基脂和树脂半成品材料。这些材料以其极佳的物理和力学性能被广泛采用于金属板料成型模具、翻砂铸造模型、结构发泡模、真空热成形模、主模型、陶瓷生产模具和样件的制作等。模具树脂对树脂材料的力学性能、耐磨性等方面的要求比较，普通的聚氨酯弹性体不能完全满足这些要求。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，具有较好的力学性能、耐磨性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯15～35份，聚醚多元醇40～60份，扩链剂5～8份，交联剂5～9份，增韧剂1～3份，减磨剂1～3份，纳米氧化铝5～10份，催化剂0.5～2份。
优选地，本发明所述二苯甲烷二异氰酸酯的纯度不小于99.5％。
优选地，本发明所述聚醚多元醇为聚碳酸酯二元醇或聚乙二醇。
优选地，本发明所述扩链剂为二乙二醇。
优选地，本发明所述交联剂为三羟甲基丙烷。
优选地，本发明所述增韧剂为磷酸三甲苯酯或苯二甲酸二丙二醇酯。
优选地，本发明所述减磨剂为二硫化钼。
优选地，本发明所述催化剂为己二酸或壬二酸。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述模具树脂用聚氨酯弹性体的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种模具树脂用聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、增韧剂混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将扩链剂、交联剂、减磨剂、改性纳米氧化铝、催化剂在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
采用三官能度的交联剂三羟甲基丙烷对硬段进行有节制的交联，使硬段被一定化学键交联起来，提高了整个材料的力学性能，拉伸强度可达50～88MPa，冲击强度可达30～109KJ·m-2，弯曲模量可达2250～3250Mpa，硬度可达邵60～80；减磨剂可一定程度上提高材料的耐磨性；纳米氧化铝是一种性能优异的耐磨增硬剂，经过硅烷偶联剂的表面改性后，可均匀分散于聚氨酯基体内，与其他物体摩擦时，纳米氧化铝可摩擦承载物的作用，大大提高整个材料的耐磨性。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯15g，聚碳酸酯二元醇，二乙二醇8g，三羟甲基丙烷9g，磷酸三甲苯酯3g，二硫化钼3g，纳米氧化铝10g，己二酸2g。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、磷酸三甲苯酯混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将二乙二醇、三羟甲基丙烷、二硫化钼、改性纳米氧化铝、己二酸在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
实施例2
一种模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯35g，聚乙二醇47.5g，二乙二醇5g，三羟甲基丙烷5g，苯二甲酸二丙二醇酯1g，二硫化钼1g，纳米氧化铝5g，壬二酸0.5g。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚乙二醇、苯二甲酸二丙二醇酯混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将二乙二醇、三羟甲基丙烷、二硫化钼、改性纳米氧化铝、壬二酸在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
实施例3
一种模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯29.5g，聚碳酸酯二元醇40g，二乙二醇7g，三羟甲基丙烷8g，磷酸三甲苯酯2.5g，二硫化钼2.5g，纳米氧化铝9g，壬二酸1.5g。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、磷酸三甲苯酯混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将二乙二醇、三羟甲基丙烷、二硫化钼、改性纳米氧化铝、壬二酸在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
实施例4
一种模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯25g，聚乙二醇49g，二乙二醇6g，三羟甲基丙烷7g，苯二甲酸二丙二醇酯2g，二硫化钼2g，纳米氧化铝8g，己二酸1g。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚乙二醇、苯二甲酸二丙二醇酯混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将二乙二醇、三羟甲基丙烷、二硫化钼、改性纳米氧化铝、己二酸在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
实施例5
一种模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:聚碳酸酯二元醇21g，聚醚多元醇55g，二乙二醇7.5g，三羟甲基丙烷6g，苯二甲酸二丙二醇酯1.5g，二硫化钼1.5g，纳米氧化铝6g，己二酸1.5g。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、苯二甲酸二丙二醇酯混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将二乙二醇、三羟甲基丙烷、二硫化钼、改性纳米氧化铝、己二酸在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
实施例6
一种模具树脂用聚氨酯弹性体，其组份以及重量份如下:聚碳酸酯二元醇30g，聚醚多元醇45g，二乙二醇6.5g，三羟甲基丙烷7.5g，苯二甲酸二丙二醇酯2g，二硫化钼1g，纳米氧化铝7g，壬二酸1g。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、苯二甲酸二丙二醇酯混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将二乙二醇、三羟甲基丙烷、二硫化钼、改性纳米氧化铝、壬二酸在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：其组份以及重量份如下:二苯甲烷二异氰酸酯15～35份，聚醚多元醇40～60份，扩链剂5～8份，交联剂5～9份，增韧剂1～3份，减磨剂1～3份，纳米氧化铝5～10份，催化剂0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述二苯甲烷二异氰酸酯的纯度不小于99.5％。
3.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚碳酸酯二元醇或聚乙二醇。
4.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述扩链剂为二乙二醇。
5.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述交联剂为三羟甲基丙烷。
6.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述增韧剂为磷酸三甲苯酯或苯二甲酸二丙二醇酯。
7.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述减磨剂为二硫化钼。
8.根据权利要求1所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体，其特征在于：所述催化剂为己二酸或壬二酸。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种新型模具树脂用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶于乙醇，调整ph值为4，室温下水解2小时，将纳米氧化铝加入水解偶联剂溶液中，加热至90℃，搅拌2小时后停止，过滤、洗涤，在80℃下真空干燥12小时，得到改性纳米氧化铝；
(2)将二苯甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、增韧剂混合搅拌，在常温下反应1.5小时后升温至80℃继续反应3小时，真空脱除气泡，得到A组份；
(3)将扩链剂、交联剂、减磨剂、改性纳米氧化铝、催化剂在氮气保护下混合搅拌均匀，加热真空脱除气泡，得到B组份；
(4)将质量比为1:1的A组份、B组份混合搅拌，真空脱除气泡，将混合料浇注于模具中，在80℃烘箱中固化40分钟，冷却至室温，脱模后得到模具树脂用聚氨酯弹性体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150812 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |