CN109021195B - 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‑25010‑20%;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
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 (4)
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:
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 0.5-1.0%;
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%;
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:
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;
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;
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;
环氧丙烷聚醚多元醇为PPG125、 PPG330N、PPG400中的一种或多种;
B组分中的聚酯多元醇为PE-2415或PE-2420中的一种或两种。
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: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。
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:催化剂为有机锌类、有机铋类中的一种或两种。
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: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。
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