CN110746566A - 一种热塑性聚氨酯基质树脂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热塑性聚氨酯基质树脂，包括二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇、扩链剂、溶剂、纳米氧化物材料和环氧树脂，本发明通过将纳米氧化物材料通过化学方法引入到聚氨酯大分子链中，利用纳米微粒的高比表面积以及高活性与分子量之间的聚合作用，能够使氢键相对的集中，并形成有序的结晶结构，使聚氨酯树脂的和抗撕裂性显著提高，同时将改性环氧树脂加入，增加了拉伸性能和耐磨性，使聚氨酯树脂具有优异的机械性耐磨性能。

Description

一种热塑性聚氨酯基质树脂
技术领域
本发明涉及聚氨酯基质树脂制备领域，尤其涉及一种热塑性聚氨酯基质树脂。
背景技术
聚氨酯基质树脂是一种新型的合成材料，由于其特殊的分子结构，兼具了橡胶的高弹性和塑料的高强度，因而近几十年无论在应用范围还是使用数量上都得到了快速的发展，聚氨酯合成革具有光泽柔和、自然、手感柔软，真皮感强的外观，具有与基材粘结性能优异，抗磨损、耐挠曲、抗老化、抗霉菌性好等优异的性能，同时还具备耐寒性好、透气、可洗涤、加工方便、价格优廉等优点，是天然皮革的最为理想的替代品。
通常，热固性基质树脂是用于生产纤维增强的复合材料，而热固性基质树脂具有良好的耐热、耐水解、耐油污等性能，但是热塑性基质通常具有不足的机械性能，抗撕裂性、拉伸性能和耐磨性较差。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种热塑性聚氨酯基质树脂。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：原料组份包括：二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇、扩链剂、溶剂、纳米氧化物材料和环氧树脂，具体制备方法采用以下步骤：步骤一：首先将二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇置入反应容器中，进行真空脱水，然后升温至130℃加热处理；步骤二；将纳米氧化物材料在高速分散设备中分散45分钟，得到分散液，并添入反应容器中，升温至84℃反应1小时；步骤三：将环氧树脂放置到1000ml三口瓶中，并在惰性气体保护的环境下进行加热；步骤四：再将固化剂加入到加热后的环氧树脂中，并搅拌1.5-3h，得到改性环氧树脂；步骤五：然后将改性环氧树脂加入反应容器中与前序步骤中原料混合加热至120度，并搅拌1h；步骤六：最后再添入扩链剂和溶剂后加热进行反应，得到聚氨酯基质树脂；所述二异氰酸酯的份量为80-110份、小分子二元醇的份量为60-80份、大分子二元醇的份量为55-85份；所述扩链剂为醇胺，份量为75～300g/mo l；所述溶剂为丙酮，份量为30份。
优选的，所述纳米氧化物材料采用二氧化钛，纳米二氧化硅,纳米氧化锌纳米氧化铝，纳米氧化锆中的一种或几种混合物。
优选的，所述纳米氧化物材料的份量为3-7份。
优选的，步骤三中的环氧树脂的份量为80-150g，加热温度为45-60℃。
优选的，步骤三中的惰性气体为氦、氖、氩和氪的一种或者多种。
优选的，步骤四中的固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺的一种或者多种。
优选的，所述固化剂与环氧树脂的配比为40:100。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明一种热塑性聚氨酯基质树脂，通过将纳米氧化物通过化学方法引入到聚氨酯大分子链中，利用纳米微粒的高比表面积以及高活性与分子量之间的聚合作用，能够使氢键相对的集中，并形成有序的结晶结构，使聚氨酯树脂的和抗撕裂性显著提高，同时将改性环氧树脂加入，增加了拉伸性能和耐磨性，使聚氨酯树脂具有优异的机械性耐磨性能。
附图说明
图1是本发明中原料组份份量示意图；
图2是本发明中二异氰酸酯与环氧树脂反应方程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种热塑性聚氨酯基质树脂，原料组份包括：二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇、扩链剂、溶剂、纳米氧化物材料和环氧树脂，首先将二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇置入反应容器中，进行真空脱水，然后升温至130℃加热处理；将纳米氧化物材料在高速分散设备中分散45分钟，得到分散液，并添入反应容器中，升温至84℃反应1小时；将环氧树脂放置到1000ml三口瓶中，并在惰性气体保护的环境下进行加热；再将固化剂加入到加热后的环氧树脂中，并搅拌1.5-3h，得到改性环氧树脂；然后将改性环氧树脂加入反应容器中与前序步骤中原料混合加热至120度，并搅拌1h；最后再添入扩链剂和溶剂后加热进行反应，得到聚氨酯基质树脂，二异氰酸酯的份量为80-110份、小分子二元醇的份量为60-80份、大分子二元醇的份量为55-85份，扩链剂为醇胺，份量为75～300g/mo l，溶剂为丙酮，份量为30份，纳米氧化物材料采用纳米二氧化硅，纳米氧化物材料的份量为3-7份，环氧树脂的份量为80-150g，加热温度为45-60℃，惰性气体为氦，固化剂为己二胺，固化剂与环氧树脂的配比为40:100。
在采用了纳米氧化物材料后的聚氨酯基质树脂进行拉伸强度、耐磨性和耐热性的实验测试，具体实验的数据如下表所示：
Figure BDA0002268876800000041
通过上表可得知，在聚氨酯基质树脂制备过程中添入纳米氧化物材料后，聚氨酯基质树脂的拉伸强度增加约30％-45％，耐磨性增加15-35％，耐热性增加15-25％，大大增加了聚氨酯基质树脂的抗撕裂性和耐磨性还有耐热性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于，原料组份包括：二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇、扩链剂、溶剂、纳米氧化物材料和环氧树脂，具体制备方法采用以下步骤：
步骤一：首先将二异氰酸酯、小分子二元醇、大分子二元醇置入反应容器中，进行真空脱水，然后升温至130℃加热处理；
步骤二；将纳米氧化物材料在高速分散设备中分散45分钟，得到分散液，并添入反应容器中，升温至84℃反应1小时；
步骤三：将环氧树脂放置到1000ml三口瓶中，并在惰性气体保护的环境下进行加热；
步骤四：再将固化剂加入到加热后的环氧树脂中，并搅拌1.5-3h，得到改性环氧树脂；
步骤五：然后将改性环氧树脂加入反应容器中与前序步骤中原料混合加热至120度，并搅拌1h；
步骤六：最后再添入扩链剂和溶剂后加热进行反应，得到聚氨酯基质树脂；
所述二异氰酸酯的份量为80-110份、小分子二元醇的份量为60-80份、大分子二元醇的份量为55-85份；所述扩链剂为醇胺，份量为75～300g/mol；所述溶剂为丙酮，份量为30份。
2.根据权利要求1所述一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于：所述纳米氧化物材料采用二氧化钛，纳米二氧化硅,纳米氧化锌纳米氧化铝，纳米氧化锆中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求2所述一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于：所述纳米氧化物材料的份量为3-7份。
4.根据权利要求1所述一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于：步骤三中的环氧树脂的份量为80-150g，加热温度为45-60℃。
5.根据权利要求1所述一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于：步骤三中的惰性气体为氦、氖、氩和氪的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于：步骤四中的固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺的一种或者多种。
7.根据权利要求6所述一种热塑性聚氨酯基质树脂，其特征在于：所述固化剂与环氧树脂的配比为40:100。
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