CN109438665A - 用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法,其特征在于:具体步骤为:(1)制备A组分:将聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯混合反应合成以NCO封端的预聚体,反应温度控制在70~100℃,时间为1.5~3小时,NCO%含量为7.5%;(2)制备B组分:将扩链剂与助剂按100︰1比例搅拌混合均匀,扩链系数采用0.8~0.9;(3)合成:将A、B组分按照异氰酸根指数为1:1的当量比例室温下混合,快速搅拌2min,经脱泡后倒入模具中硫化,再脱模,经后硫化形成聚氨酯弹性体成品。减少了热硫化这一过程,使得能耗大幅下降,并且减少大量游离甲苯二异氰酸酯的挥发,适应环保和经济要求等优点。
Description
技术领域
本发明属于有机化工领域,具体涉及一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法。
背景技术
室温固化弹性体是在室温条件下固化合成的一类浇注型聚氨酯弹性体。因其克服了热硫化过程中大量毒性物质挥发、能耗大和浇注工艺难以稳定等缺点,以其独特的可操作性在实际生产中成为独立的一门体系。由于具有操作方便、节能降耗、适应环保和经济要求等优点,拥有良好的发展前景。对于高温硫化条件无法实现的工况环境、尤其是形状复杂、大型制件、需现场浇注的制品,采取室温固化浇注工艺既能满足良好的物理性能,又安全方便。比如:聚氨酯弹性体的大型制品大量用于轧钢、纺织、造纸、印染、印刷、粮食加工等领域,就无法采用热浇注热硫化工艺,另外,在灌封电子电器元器件时也不宜采用热浇注热硫化形式。对这些应用,以室温条件固化的聚氨酯弹性体就显得非常重要。
室温固化聚氨酯弹性体应用领域主要包括:室内外防水、电子灌封材料、汽车部件、工业用品、体育用品、以塑胶跑道为代表的铺装材料,以及目前最具发展前景的轨道交通行业。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足,提供一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法,其特征在于:A、B组分室温下混合,固化成型得到聚氨酯弹性体产品;具体步骤为:
(1)制备A组分:将聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯按照质量比3︰2混合反应合成以NCO封端的预聚体,反应温度控制在70~100℃,反应时间控制为1.5~3小时,NCO%含量为7.5%,将预聚物降至室温密封待用;
(2)制备B组分:将扩链剂与助剂按100︰1比例搅拌混合均匀,扩链系数采用0.8~0.9,降至室温备用;
(3)合成:将A、B组分按照异氰酸根指数为1:1的当量比例室温下混合,快速搅拌2min,经脱泡后倒入模具中硫化,再脱模,经后硫化形成聚氨酯弹性体成品;
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃醚二醇的任意一种。
所述扩链剂为1,4-丁二醇、乙二醇、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺的任意一种。
所述助剂为三乙胺、三亚乙基二胺、吡啶的任意一种。
本发明的有益效果是:一是减少了热硫化这一过程,使得能耗大幅下降,并且减少大量游离甲苯二异氰酸酯的挥发,适应环保和经济要求等优点;二是具有操作方便,随时随地可以施工,减少受地域的限制。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1:一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法, 具体步骤为:
制备A组分:预聚体理论NCO%含量为7.5%;扩链:扩链系数取0.85。向装有搅拌桨和温度计的三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇500g,边搅拌边加热升温至100℃,0.09MPa的负压下减压脱水1.5-2小时,冷却;向烧瓶中加入175g甲苯二异氰酸酯开始搅拌反应,在(80±2)℃左右反应1.5小时,脱泡降温得到A组分。
制备B组分:称取3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺100g、1g三乙胺,混合均匀加热至80℃,熔化降温生成B组分。
A、B组分按5:1比例充分搅拌,浇注在试片模具中进行凝胶24h。测得室温固化弹性体试验数据如下:
硬度邵A | 伸长率% | 扩张强度MPa | 100%定伸强度MPa | 300%定伸强度MPa | 永变% | 撕裂强度kN/m |
83 | 571 | 8.78 | 4.54 | 6.58 | 15 | 47.36 |
实施例2:一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法, 具体步骤为:
制备A组分:预聚体理论NCO%含量为7.5%;扩链:扩链系数取0.9。向装有搅拌桨和温度计的三口烧瓶中加入聚四氢呋喃醚二醇500g,边搅拌边加热升温至100℃,0.09MPa的负压下减压脱水1.5-2小时,冷却。向烧瓶中加入180g甲苯二异氰酸酯开始搅拌反应,在(80±2)℃左右反应1.5小时,脱泡降温得到A组分。
制备B组分:称取3,5-二甲硫基甲苯二胺100g、1g三乙胺,混合均匀加热至80℃,熔化降温生成B组分。
A、B组分按5:1比例充分搅拌,快速搅拌2min,倒入准备好的试片模具中,脱模室温
放置7天后进行力学性能测试。测得室温固化弹性体试验数据如下:
硬度邵A | 伸长率% | 扩张强度MPa | 100%定伸强度MPa | 300%定伸强度MPa | 永变% | 撕裂强度kN/m |
81 | 579 | 8.23 | 4.30 | 6.09 | 15 | 42.54 |
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法,其特征在于:A、B组分室温下混合,固化成型得到聚氨酯弹性体产品;具体步骤为:
(1)制备A组分:将聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯按照质量比3︰2混合反应合成以NCO封端的预聚体,反应温度控制在70~100℃,反应时间控制为1.5~3小时,NCO%含量为7.5%,将预聚物降至室温密封待用;
(2)制备B组分:将扩链剂与助剂按100︰1比例搅拌混合均匀,扩链系数采用0.8~0.9,降至室温备用;
(3)合成:将A、B组分按照异氰酸根指数为1:1的当量比例室温下混合,快速搅拌2min,经脱泡后倒入模具中硫化,再脱模,经后硫化形成聚氨酯弹性体成品。
2.根据权利要求1所述的用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法,其特征在于:所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃醚二醇的任意一种。
3.根据权利要求1所述的用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法,其特征在于:所述扩链剂为1,4-丁二醇、乙二醇、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺的任意一种。
4.根据权利要求1所述的用甲苯二异氰酸酯室温固化合成聚氨酯弹性体的方法,其特征在于:所述助剂为三乙胺、三亚乙基二胺、吡啶的任意一种。
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