CN109021195A - 乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。所述的聚氨酯弹性体，由聚合物组分A和预聚物组分B组成，A组分由下列质量分数的物质组成：环氧丙烷聚醚多元醇78.77‑88.9％；固化剂P‑250 10‑20％；催化剂0.03‑0.12％；抗氧化剂0.5‑1％；抗紫外线吸收剂0.3‑0.5％；B组分由下列质量分数的物质组成：二异氰酸酯90‑93.5％；聚酯多元醇6.5‑10％；制得的聚氨酯弹性体具有较高的硬度，同时机械性能及力学性能优异，且弹性及韧性好。本发明所述的制备方法，包括3个步骤，科学合理，简单易行。

Description

乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。
背景技术
目前，乒乓球的制备原料主要为赛璐璐，因赛璐璐具有较高的硬度及弹性模量，所以制备的乒乓球不仅厚薄均匀，而且有良好的耐水解、耐油酸性能。但是，赛璐璐的生产过程对大气及水资源的污染较为严重，同时在运输过程中易燃易爆危险性高。因此，开发一种硬度高、弹性好及对环境无污染的新材料，来替代赛璐璐生产乒乓球是现阶段亟待解决的问题。聚氨酯弹性体是一种性能介于橡胶与塑料之间的高分子材料，具有硬度调节范围宽，机械性能好，回弹性能优，耐摩耐油等优点，现已广泛应用于各个领域。高硬度聚氨酯弹性体是替代赛璐璐制备乒乓球的绝佳材料，但现阶段高硬度聚氨酯弹性体制备乒乓球时，存在机械性能低、回弹和韧性性能差等缺陷，限制了聚氨酯弹性体在乒乓球等相关制造领域的进一步应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，具有硬度高、机械性能优异、力学性能强、弹性和韧性好的优点。
同时，本发明还提供其制备方法，科学合理，简单易行。
本发明所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：由聚合物组分A和预聚物组分B组成，A组分由下列质量分数的物质组成：
B组分由下列质量分数的物质组成：
二异氰酸酯 90-93.5％；
聚酯多元醇 6.5-10％；
其中，环氧丙烷聚醚多元醇，官能度为2-3，数均分子量为400-5000；B组分中氰酸酯基的含量为27-29％。
所述的环氧丙烷聚醚多元醇为PPG400，PPG330N、PPG125中的一种或多种。
所述的抗氧化剂为1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)、1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)中的一种或两种；抗紫外线吸收剂为328(2-(2'-羟基苯基3',5'-二戊基苯基)苯并三唑)、329(2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑)中的一种或两种。
所述的催化剂为有机锌类、有机铋类中的一种或两种。
所述的B组分中的聚酯多元醇为PE-2415、PE-2420中的一种或两种。
所述的B组分中的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。
本发明所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
1)将A组分中各原料物质混合均匀，在110℃下，真空脱水至水份小于0.05％，制得聚合物A组分；
2)将B组分中两种原料物质混合均匀，温度在75-80℃反应2小时，制得预聚物B组分；
3)将制得的A组分和B组分按照质量比为100:100-120，在30℃条件下混合，搅拌均匀后，浇注到50-60℃的模具中，5分钟后，开模得到目标产品。
所述的步骤1中，真空脱水真空度小于-0.09MPa，脱水时间为1-2小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，具有较高的硬度，同时机械性能及力学性能优异，且弹性及韧性好，完全达到取代赛璐璐制备乒乓球的要求，硬度达到70D-85D；
2.所述的制备工艺，周期短，无污染，适合于工业化生产，在乒乓球等相关产品的制备领域有巨大的应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
所用原料如下：
PPG125 数均分子量500，聚环氧丙烷醚四元醇；
PPG400 数均分子量400，聚环氧丙烷醚三元醇；
PPG330N 数均分子量5000，聚环氧丙烷醚三元醇；
P-250固化剂，胺当量250；
PE-2415 数均分子量分别为1500己二酸系列聚酯二元醇；
PE-2420， 数均分子量分别为2000己二酸系列聚酯二元醇；
MDI-100 4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯；
MDI-50 4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯50％，2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯50％；
液化MDI 碳化二亚胺改性的MDI-100；
实施例1
A组分：P-250 20％，PPG125 55％，PPG400 23.77％，有机铋类催化剂0.03％，抗氧化剂1076 0.6％、抗紫外线吸收剂328 0.6％，以上组分混合均匀加热到110℃真空脱水至水分含量小于为0.05％；
B组分：PE-2420 6.5％，液化MDI 93.5％在75℃反应2小时，得到异氰酸根含量为27％的预聚物；
A组分与B组分按照质量比100：100的比例在30℃条件下混合搅拌均匀后，浇注到50℃的模具中，5分钟开模，得到硬度为邵D76的弹性体制品
实施例2
A组分：P-250 15％，PPG125 65％，PPG400 20％，有机铋类催化剂0.05％，抗氧化剂10760.5％、紫外线吸收剂328，0.3％，以上组分混合均匀加热到110℃真空脱水至水分含量小于为0.05％；
B组分：PE-2420 7％，MDI-100 27.8％，液化MDI 65.2％在在80℃反应2小时，得到异氰酸根含量为28％的预聚物。
A组分与B组分按照质量比100：110的比例在30℃条件下混合搅拌均匀后，浇注到55℃的模具中，5分钟开模，得到硬度为邵D77的弹性体制品
实施例3
A组分：P-250 10％，PPG125 88.9％，有机铋类催化剂0.06％，有机胺类催化剂0.04％，抗氧化剂1076，0.5％、抗紫外线吸收剂329，0.5％，以上组分混合均匀加热到110℃真空脱水至水分含量小于为0.05％；
B组分：PE-2415 7.8％，MDI-50 55％，液化MDI 37.2％在78℃反应2小时，得到异氰酸根含量为29％的预聚物。
A组分与B组分按照质量比100：115的比例在30℃条件下混合搅拌均匀后，浇注到60℃的模具中，5分钟开模，得到硬度为邵D83的弹性体制品
实施例4
A组分：P-250 10％，PPG125 76％，PPG330N 12.88％，有机铋类催化剂0.06％，有机胺类催化剂0.06％，抗氧化剂1010 0.5％、抗紫外线吸收剂329，0.5％，以上组分混合均匀加热到110℃真空脱水至水分含量小于为0.05％；
B组分：PE-2415 10％，MDI-50 29.7％，液化MDI 60.3％在76℃反应2小时，得到异氰酸根含量为27％的预聚物。
A组分与B组分按照质量比100：120的比例在30℃条件下混合搅拌均匀后，浇注到56℃的模具中，5分钟开模，得到硬度为邵D80的弹性体制品。
对比例：
A组分：PPG125 90％，EP330 8.4％，有机铋类催化剂0.05％，有机胺类类催化剂0.05％，抗氧化剂1076 1％、抗紫外线吸收剂329 0.5％，以上组分混合均匀加热到105℃真空脱水至水分含量为0.03％。
B组分：液化MDI 100％
A组分与B组分温度为常温，按照100：135的比例在30℃条件下混合，搅拌均匀后，浇注到58℃的模具中5分钟开模得到制品。
实施例1-4的产品性能测试结果

Claims (7)

1.一种乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：由聚合物组分A和预聚物组分B组成，A组分由下列质量分数的物质组成：
B组分由下列质量分数的物质组成：
二异氰酸酯 90-93.5％；
聚酯多元醇 6.5-10％；
其中，环氧丙烷聚醚多元醇，官能度为2-3，数均分子量为400-5000；B组分中氰酸酯基的含量为27-29％。
2.根据权利要求1所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：环氧丙烷聚醚多元醇为PPG125，PPG330N、PPG400中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：抗氧化剂为1076、1010中的一种或两种；抗紫外线吸收剂为328、329中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：催化剂为有机锌类、有机铋类中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：B组分中的聚酯多元醇为PE-2415或PE-2420中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体，其特征在于：B组分中的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。
7.一种权利要求1-6任一所述的乒乓球制作用的高性能聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将A组分中各原料物质混合均匀，在110℃下，真空脱水至水分小于0.05％，制得聚合物A组分；
2)将B组分中两种原料物质混合均匀，温度75-80℃反应2小时，制得预聚物B组分；
3)将制得的A组分和B组分按照质量比为100:100-120，在30℃条件下混合，搅拌均匀后，浇注到50-60℃的模具中，5分钟后，开模得到目标产品。
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