CN105670274A - 一种用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体及制备方法和用途 - Google Patents

一种用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体及制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速电梯对重导靴靴衬用的聚氨酯弹性体及其制备方法和用途，该聚氨酯弹性体的制备方法包括以下步骤：将甲基硅油和纳米白炭黑分散到低聚物多元醇中，保温2小时后滴加到2,4-甲苯二异氰酸酯中，反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；按扩链剂用量系数0.92～1.05调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例，然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到115～130℃的模具中，浇注成型。与现有工程塑料靴衬相比，本发明的聚氨酯弹性体用作高速电梯对重导靴靴衬具有如下优点：1、减震性能好，电梯乘坐舒适；2、耐磨性能好，靴衬使用寿命长。

Description

一种用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体及制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯弹性体，更具体地说，涉及一种高速电梯对重导靴靴衬用的聚氨酯弹性体及其制备方法和用途。
背景技术
目前，市场上普遍采用工程塑料如聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等作为对重导靴靴衬。工程塑料硬度高，断裂伸长率低，缓冲减震性能差，影响电梯的乘坐舒适性。同时，工程塑料的耐磨性能欠佳，影响了导靴的使用寿命。
浇注型聚氨酯弹性体硬度范围宽，缓冲减震性能好，耐磨性能好，耐油性能优异。所以用浇注型聚氨酯弹性体取代工程塑料应用于高速电梯的对重导靴，有很好的应用前景。
发明内容
本发明的首要目的在于克服上述高速电梯对重导靴靴衬的不足之处，提供一种缓冲性能好、使用寿命长，适合用作高速电梯对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法。
本发明的另一目的在于提供由上述方法制得的聚氨酯弹性体。
本发明的再一目的在于提供上述的聚氨酯弹性体的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将0.5～3.5重量份的甲基硅油和1～4重量份的纳米白炭黑分散到100重量份的低聚物多元醇中，将反应物加热至110～130℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至50-60℃；将反应物缓慢滴加到30～40℃、80～185重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃；滴加完后保温1～2小时，然后升温至80～85℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；
(2)聚氨酯弹性体的制备：将聚氨酯预聚体移至浇注机A罐中，加热至80～90℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡15～30分钟；将扩链剂移至浇注机B罐中，按扩链剂用量系数0.92～1.05调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例，然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到115～130℃的模具中，浇注成型；
甲基硅油粘度为10000～60000mm2/s；
所述的低聚物多元醇优选分子量1000～2000的聚四氢呋喃二醇与聚已内酯二醇的混合物，聚四氢呋喃二醇占混合物质量的60～80％；
所述的聚四氢呋喃二醇含支链，分子量分布为2.0-2.1；
所述的聚己内酯二醇分子量分布在2.0以下，优选1.5以下；
所述的扩链剂为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或3,5-二甲硫基甲苯二胺。
由上述方法制得的聚氨酯弹性体可应用在电梯中，用作对重导靴靴衬。
上述配方体系中，占多元醇60～80％质量份的含支链聚四氢呋喃二醇使制备出的聚氨酯弹性体具有较高的损耗因子，具有较好的阻尼减震性能。与之并用的聚己内酯二醇分子量分布窄，赋予聚氨酯弹性体优异的低压缩永久变形性能。同时，聚氨酯预聚体采用低游离技术，进一步降低了弹性体的压缩永久变形，使聚氨酯靴衬在电梯长期运行中不变形，不振动，无噪音，电梯乘坐舒适。窄分子量分布的聚已内酯也赋予了聚氨酯弹性体良好的耐磨性能，甲基硅油作为减磨剂，进一步提高聚氨酯弹性体的耐磨性。高分子量高粘度的甲基硅油使硅油不迁移，同时低含量的纳米白炭黑与甲基硅油有良好的相容性，进一步“锁”住甲基硅油使之不迁移。
这样制备出的聚氨酯弹性体既具有良好的阻尼减震性能，又具有优异的耐磨性能。
与现有工程塑料靴衬相比，本发明的聚氨酯弹性体用作高速电梯对重导靴靴衬具有如下优点：
1、减震性能好，电梯乘坐舒适。
2、耐磨性能好，靴衬使用寿命长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种用作电梯对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将分子量为1000的支化聚四氢呋喃二醇(牌号PTG-L1000)63质量份、分子量为1000的聚己内酯二醇(牌号PCL210N)37质量份、甲基硅油(牌号为DM12500)0.6质量份、气相白炭黑(牌号R972)1.0质量份混合好，加热至115±5℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至55±3℃，缓慢滴加到33±3℃、139重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃之间。滴加完后保温1小时，然后升温至82±2℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；
(2)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(1)制备的聚氨酯预聚体移至浇注机A罐中，加热至85±5℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡15分钟，将扩链剂4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷移至浇注机B罐中，按扩链剂用量系数0.97调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例。然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到118±3℃的模具中，浇注成型。
实施例2
一种用作电梯对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将分子量为2000的支化聚四氢呋喃二醇(牌号PTG-L2000)69质量份、分子量为2000的聚己内酯二醇(牌号PCL220N)31质量份、甲基硅油(牌号为DM20000)1.0质量份、气相白炭黑(牌号HB615)2.0质量份混合好，加热至120±5℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至55±3℃，缓慢滴加到35±3℃、87重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃之间。滴加完后保温1.5小时，然后升温至82±2℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；
(2)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(1)制备的聚氨酯预聚体移至浇注机A罐中，加热至85±5℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡20分钟，将扩链剂3,5-二甲硫基甲苯二胺移至浇注机B罐中，按扩链剂用量系数0.92调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例。然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到125±3℃的模具中，浇注成型。
实施例3
一种用作电梯对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将分子量为2000的支化聚四氢呋喃二醇(牌号PTG-L2000)73质量份、分子量为1000的聚己内酯二醇(牌号CAPA2101A)27质量份、甲基硅油(牌号为DM30000)3.0质量份、气相白炭黑(牌号A200)2.0质量份混合好，加热至120±5℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至55±3℃，缓慢滴加到35±3℃、181重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃之间。滴加完后保温2.0小时，然后升温至82±2℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；
(2)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(1)制备的聚氨酯预聚体移至浇注机A罐中，加热至85±5℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡25分钟，将扩链剂4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷移至浇注机B罐中，按扩链剂用量系数1.03调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例。然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到127±3℃的模具中，浇注成型。
实施例4
一种用作电梯对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将分子量为1000的支化聚四氢呋喃二醇(牌号PTG-L1000)78质量份、分子量为2000的聚己内酯二醇(牌号PCL220N)22质量份、甲基硅油(牌号为DM60000)3.5质量份、气相白炭黑(牌号H20RC)4.0质量份混合好，加热至120±5℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至55±3℃，缓慢滴加到35±3℃、117重量份的2，4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃之间。滴加完后保温2.0小时，然后升温至82±2℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；
(2)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(1)制备的聚氨酯预聚体移至浇注机A罐中，加热至85±5℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡25分钟，将扩链剂3，5-二甲硫基甲苯二胺移至浇注机B罐中，按扩链剂用量系数0.95调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例。然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到120±3℃的模具中，浇注成型。
实施例1-4所制得的聚氨酯弹性体的具体效果见表1：
表1：聚氨酯导靴靴衬与超高分子量聚乙烯靴衬性能对比
从表1可以看出：与超高分子量聚乙烯相比，本专利制备的用于导靴靴衬的聚氨酯弹性体强度高；扯断伸长率大，表现出更好的延伸性能；拉伸永久变形小，形变恢复性能好；损耗因子tgδ较大，阻尼减震性能好；耐磨性能好，靴衬使用寿命长。用本专利制备的聚氨酯弹性体做靴衬，既具有良好的阻尼减震性能，又具有良好的耐磨性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)聚氨酯预聚体的制备：将0.5～3.5重量份的甲基硅油和1～4重量份的纳米白炭黑分散到100重量份的低聚物多元醇中，将反应物加热至110～130℃，抽真空至余压小于500Pa，保温2小时，然后降温至50-60℃；将反应物缓慢滴加到30～40℃、80～185重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯中，控制滴加速度，使反应混合物体系的温度保持在60～70℃；滴加完后保温1～2小时，然后升温至80～85℃反应2小时；再将反应混合物进行短程蒸馏至混合物中游离异氰酸酯单体的百分含量低于0.5％，得到聚氨酯预聚体；
(2)聚氨酯弹性体的制备：将聚氨酯预聚体移至浇注机A罐中，加热至80～90℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡15～30分钟；将扩链剂移至浇注机B罐中，按扩链剂用量系数0.92～1.05调整聚氨酯预聚体与扩链剂的比例，然后开动浇注机，将混合好的物料浇注到已放好导靴骨架并预热到115～130℃的模具中，浇注成型；
所述甲基硅油的粘度为10000～60000mm2/s；
所述的低聚物多元醇由聚四氢呋喃二醇和聚已内酯二醇组成，聚四氢呋喃二醇占低聚物多元醇质量的60～80％；
所述的聚四氢呋喃二醇含支链；
所述的聚己内酯二醇分子量分布在2.0以下。
2.根据权利要求1所述的用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述的聚四氢呋喃二醇和聚已内酯二醇，分子量为1000～2000。
3.根据权利要求1所述的用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述的聚己内酯二醇分子量分布在1.5以下。
4.根据权利要求1所述的用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述的扩链剂为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或3,5-二甲硫基甲苯二胺。
5.一种用作对重导靴靴衬的聚氨酯弹性体，其特征在于：是由权利要求1-4任一项所述的方法制备得到。
6.权利要求5所述的聚氨酯弹性体在电梯中的应用。
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