CN112574374B - 一种改性聚氨酯耐高温橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐高温聚氨酯橡胶及其制备方法，属于聚氨酯橡胶制造领域，也属于有机合成和改性技术领域，也属于柔性热防护技术领域。通过改变扩链剂和配合剂，使得两者协同影响聚氨酯橡胶的耐热性能，使得聚氨酯橡胶的耐热性能显著提高，同时，保持聚氨酯橡胶的力学性能、耐老化性能和良好的导电性能。通常，聚氨酯橡胶的扩链剂为二元胺或二元醇等包含两个N‑H键或O‑H键的化合物，在本发明中，以小分子多元胺包含两个以上N‑H键的化合物作为扩链剂，再添加羟基氧化铝即作为封端剂(链终止剂)也兼作配合剂使用。

Description

一种改性聚氨酯耐高温橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐高温聚氨酯橡胶及其制备方法，属于聚氨酯橡胶制造领域，也属于有机合成和改性技术领域，也属于柔性热防护技术领域。
背景技术
聚氨酯橡胶为聚合物主链上含有较多的氨基甲酸酯基团的系列弹性体材料，实为聚氨基甲酸酯橡胶，简称为聚氨酯橡胶或氨酯橡胶或聚氨酯弹性体。由低聚物多元醇和有机多元异氰酸酯构成聚氨酯橡胶的主体、二元胺或二元醇以及小分子多元胺或多元醇的等包含两个及两个以上N-H键或O-H键作为扩链剂，催化剂例如二月桂酸二丁基锡，经反应硫化成聚氨酯橡胶制品。聚氨酯橡胶制品的主要优点有：具有力学性能好(硬度高、撕裂性能、拉伸强度)和耐老化性能好(耐臭氧、耐空气老化性能)等优点，是一般橡胶所不能比的。尽管聚氨酯橡胶具有诸多优点，但是，其缺点是耐温性能较差，使用温度范围约-30℃～+80℃，相对于其他橡胶，天然橡胶的耐热范围是100～125℃，丁苯橡胶140℃左右，氯丁橡胶160℃左右，丁腈橡胶175℃左右，聚丙烯酸酯橡胶200℃左右，硅橡胶和氟橡胶200～300℃，聚氨酯橡胶耐热范围只有80℃左右，这明显限制了聚氨酯橡胶在相对高温环境中的应用范围。除适当选用橡胶品种外，还须合理使用配合剂，常用的耐热性和传热配合剂有石棉粉、云母粉、石墨粉、炭黑、陶土、氧化锌、碳酸镁等，在特殊情况下，也可采用铝粉或铅粉。已有经验证明，这些配合剂只能轻微改善聚氨酯橡胶的耐热范围。这主要是因为聚氨酯橡胶主体，扩链剂和催化剂都已经定型了，只通过添加配合剂来改善聚氨酯橡胶制品耐热性能的效果是有限的。
发明内容
本发明的目的是通过改变传统聚氨酯橡胶的扩链剂和配合剂，进而显著提高聚氨酯橡胶的耐高温性能。在本发明中，通过改变扩链剂和配合剂，使得两者协同影响聚氨酯橡胶的耐热性能，使得聚氨酯橡胶的耐热性能显著提高，同时，保持聚氨酯橡胶的力学性能、耐老化性能和良好的导电性能。通常，聚氨酯橡胶的扩链剂为二元胺或二元醇等包含两个N-H键或O-H键的化合物，在本发明中，以小分子多元胺包含两个以上N-H键的化合物作为扩链剂，再添加羟基氧化铝即作为封端剂(链终止剂)也兼作配合剂使用。
本发明的技术解决方案是：
一种改性聚氨酯耐高温橡胶，该耐高温橡胶以低聚物多元醇和二异氰酸酯作为聚氨酯耐高温橡胶的主体，以二月桂酸二丁基锡为催化剂，用小分子多元胺2,4,6-三苯基环硼氮六烷(见分子式1所示)为扩链剂，以羟基氧化铝作为封端剂(链终止剂)；
Figure DEST_PATH_IMAGE001
分子式1：2,4,6-三苯基环硼氮六烷
在当前发明中，所有比例均为质量比。
一种改性聚氨酯耐高温橡胶的制备方法，该方法的步骤包括：
第一步，制备通用聚氨酯橡胶；
第二步，用不同比例的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例的羟基氧化铝作为配合剂制备改性后的聚氨酯橡胶；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性。
本发明的具体工艺步骤如下：
第一步，制备聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.15～0.45份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(0.1～2份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，本发明的应用不局限于所举的实施例。
实施例
一种改性聚氨酯耐高温橡胶的制备方法为：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.15份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(0.1份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度没有明显变化，拉伸强度和撕裂性能分别提高了55％和67％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为135℃。
实施例1
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.15份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(0.1份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度没有明显变化，拉伸强度和撕裂性能分别提高了55％和67％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为135℃。
实施例2
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.45份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(2份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定，GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度提高了24％，拉伸强度和撕裂性能分别提高了75％和87％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为155℃。
实施例3
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.25份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(0.5份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度提高了 19％，拉伸强度和撕裂性能分别提高了78％和85％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为157℃。
实施例4：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.35份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(1份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度提高了 21％，拉伸强度和撕裂性能分别提高了81％和79％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为133℃。
实施例5：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.40份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(1.5份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度提高了 12％，拉伸强度和撕裂性能分别提高了62％和68％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为136℃。
实施例6：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.30份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂并添加不同比例(1.8份)的羟基氧化铝作为配合剂，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定，GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度提高了 16％，拉伸强度和撕裂性能分别提高了75％和83％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为146℃。
实施例7：
没有添加配合剂的改性橡胶，即，只是用不同比例(0.15～0.45份)的2,4,6- 三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂，制作的聚氨酯橡胶的性能如下：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.15份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂，以二月桂酸二丁基锡0.002份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20 分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度没有明显提高，拉伸强度和撕裂性能分别提高了35％和49％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为119℃。
实施例8：
没有添加配合剂的改性橡胶，即，只是用不同比例(0.15～0.45份)的2,4,6- 三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂，制作的聚氨酯橡胶的性能如下：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.30份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂，以二月桂酸二丁基锡0.002份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20 分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度没有明显变化，拉伸强度和撕裂性能分别提高了36％和47％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为 73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为121℃。
实施例9：
没有添加配合剂的改性橡胶，即，只是用不同比例(0.15～0.45份)的2,4,6- 三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂，制作的聚氨酯橡胶的性能如下：
第一步，制备常规聚氨酯橡胶：以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，以二元胺为扩链剂0.1份，以二月桂酸二丁基锡0.002 份为催化剂，将四者混合均匀后在80℃下反应20分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第二步，以低聚物多元醇6份和二异氰酸酯1份作为聚氨酯橡胶的主体，添加不同比例(0.45份)的2,4,6-三苯基环硼氮六烷替代二元胺作为扩链剂，以二月桂酸二丁基锡0.002份为催化剂，将五者混合均匀后在80℃下反应20 分钟后制得聚氨酯橡胶片体用于对比测试；
第三步，测试前两步样品的耐温性能、力学性能和抗老化性能，对比分析本发明的有效性：其中耐温性能以拉伸强度开始降低时的最高温度为温度使用上限，硬度测试采用GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定，撕裂性能测试采用GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定， GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定，耐臭氧老化性能和耐空气老化性能分别采用GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验和GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验。在当前发明中，测试分析是为了对比，所以，以第一步合成的橡胶的性能为1，升高或降低均为相对百分比。测试结果表明：硬度提高了 4％，拉伸强度和撕裂性能分别提高了36％和47％；抗臭氧老化和抗热空气老化性能没有明显增加，但是，第一步制作的聚氨酯橡胶的最大使用温度为73℃，而本发明中改性后的聚氨酯橡胶的最大使用温度为121℃。
总结
通过前9个实施例证明：硬度提高了0～24％，拉伸强度和撕裂强度分别提高了55～81％和62～87％，最大使用温度提高了60～84℃，并且，这些性能不随着单一含量的增加而表现线性变化，这说明了扩链剂和配合剂两者共同影响宏观性能。此外，单独测试了扩链剂0.15～0.45份没有配合剂对聚氨酯橡胶性能的影响，从7、8、9三个实施例中可以看出：扩链剂的改变使得硬度变化很小，拉伸强度和撕裂强度分别提高了36％和47％左右，最大使用温度提高了 47℃左右，并且扩链剂浓度对性能影响不大。
综上所述：新型扩链剂能显著改善聚氨酯橡胶的综合性能，合适的配合剂的添加将协同影响聚氨酯橡胶的综合性能。此外，本发明配方简单易于操作，便于实际工业化生产和应用。

Claims (3)

1.一种改性聚氨酯耐高温橡胶，其特征在于：该改性聚氨酯耐高温橡胶以低聚物多元醇和二异氰酸酯作为聚氨酯耐高温橡胶的主体，以二月桂酸二丁基锡为催化剂，用小分子多元胺2,4,6-三苯基环硼氮六烷为扩链剂，见分子式1所示，以羟基氧化铝作为封端剂；
Figure 734265DEST_PATH_IMAGE001
；
二异氰酸酯的质量份数为1份，低聚物多元醇的质量份数为6份，2,4,6-三苯基环硼氮六烷的质量份数为0.15~0.45份，羟基氧化铝的质量份数为0.1~2份，二月桂酸二丁基锡的质量份数为0.002份。
2.一种改性聚氨酯耐高温橡胶的制备方法，其特征在于：将低聚物多元醇、二异氰酸酯、2,4,6-三苯基环硼氮六烷、羟基氧化铝和二月桂酸二丁基锡进行混合后，在80℃下反应20分钟后得到改性聚氨酯耐高温橡胶。
3.根据权利要求2所述的一种改性聚氨酯耐高温橡胶的制备方法，其特征在于：二异氰酸酯的质量份数为1份，低聚物多元醇的质量份数为6份，2,4,6-三苯基环硼氮六烷的质量份数为0.15~0.45份，羟基氧化铝的质量份数为0.1~2份，二月桂酸二丁基锡的质量份数为0.002份。
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