专利名称：聚氨酯微孔弹性体生产方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯微孔弹性体的制备方法，特别是涉及用作阻尼元件的聚氨酯微孔弹性体的制备方法。
背景技术：
聚氨酯微孔弹性体是将液体反应混合物浇注到模腔中而成型的化学体系，所用的化学原料主要有多元醇、异氰酸酯、扩联剂、发泡剂、催化剂、添加剂等；制备工艺中主要包括如下化学反应多元醇与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯链—凝胶反应，异氰酸酯与水反应生成脲和CO2-发泡反应。
聚氨酯微孔弹性体的技术改进主要侧重于工艺性能改进和材料性能提高两个方面。工艺性能方面的改进主要包括改进物料的流动性以便于生产复杂形状的模塑制件；缩短制件在模具内的停留时间以提高生产效率；降低物料粘度并尽量采用接近1∶1物料比的配方体系，以便采用低成本的发泡机实现模塑件的生产。在材料性能改进方面，尤其当用作汽车、机械等领域的阻尼元件时，材料的压缩变定性能是最重要的物性指标之一。
美国专利5670601公开了改进初始强度及脱模时间的聚氨酯微孔弹性体技术。美国专利5628745公开的微孔弹性体采用了以美国专利5670601公开的方法，以0.1～1.0(wt)％的水为发泡剂。1999年10月12日美国专利5965778公开了以固体或液体受热解产生的气体为发泡剂，以A-1、UL-1为催化剂，采用表面活性剂制造的微孔弹性体的制造技术。2000年2月8日公开的美国专利6022903公开了以惰性气体发泡的聚氨酯微孔弹性体的制造方法。1997年12月10日中国专利CN1167494A公开了一种制造密度为0.3～0.7g/cm3的改进物理性能和动态性能的聚氨酯微孔弹性体的方法。另外中国专利CN1205715A、CN1225104A、CN1202183A中，均公开了生产聚氨酯微孔弹性体的方法。
但采用上述专利方法制造产品，存在产品模内时间较长，生产成本及设备成本较高的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提出一种的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，以解决产品在模内时间较长、产品工艺及材料性能差、生产与设备成本较高的问题。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现的一种聚氨酯微孔弹性体的制备方法，依次包括如下步骤(1)过量的多异氰酸酯与多元醇树脂反应形成端-NCO基的预聚物，预聚体的端-NCO基含量大于10％(wt)，并保持预聚体的温度为35-60℃；(2)将多元醇、二醇扩联剂、水发泡剂、表面活性剂和延迟性叔胺催化剂等组分混合配制成多元醇树脂，其中二醇扩联剂为多元醇的5-30％(wt)；延迟生叔氨催化剂用量为多元醇树脂混合物的0.1-2％(wt)；(3)使用低压发泡机将温度为35-60℃的预聚体与多元醇树脂混合物按比例混合反应后，注入温度为40-80℃模具内，熟化后即制得聚氨酯微孔弹性体。
所述多异氰酸酯最好为二异氰酸酯，所述多元醇树脂最好为分子量为800-4000的聚醚二元醇或聚酯二元醇。
所述的预聚体的-NCO基含量最好大于15％(wt)。
所述的二异氰酸酯最好为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，所述的800-4000的聚醚或聚酯二元醇优选聚氧化丙烯二元醇或聚己二酸二乙二醇酯二元醇或聚四亚甲基聚醚二元醇或聚己内酯二元醇或聚醚酯混合二元醇；所述的二醇扩联剂优选小分子量的二醇，二醇扩联剂的用量优选多元醇树脂的10-25％(wt％)。所述的小分子量的二醇最好为乙二醇或二乙二醇或丙三醇或1，4-丁二醇或1，6-己二醇。
上述聚氨酯微孔弹性体的制备方法中，所述延迟性叔胺催化剂也可用延迟性叔胺催化剂和有机锡催化剂组成混合催化剂代替。
和现有技术的制备方法相比，本发明采用延迟性叔胺催化剂，由于催化体系的改变，优化了制品的物理机械性能，尤其是对缓冲材料至关重要的压缩变定性能和动态疲劳性能都有明显的提高。混合物流动性好，可制造形状复杂和重量范围宽的微孔聚氨酯弹性体制品。物料固化快，可保证极高的生产效率；模塑制品性能优越，材料强度高，永久变形小(3-5％)，可用作承受动态疲劳的高强度阻尼元件。
具体实施例方式
实施例1分子量为2000的聚己内酯和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)保持80℃反应2小时，得-NCO含量为20％(wt％)的端异氰酸酯预聚体。将上述的聚酯多元醇与二乙二醇、水、延迟性催化剂、表面活性剂混合，组成树脂混合物，其中控制二乙二醇量为聚酯多元醇量的15％(wt％)。催化剂使用延迟性叔胺SPF-2和有机锡DBTDL的混合物，其中SPF-2/DBTDL＝1/0.1，总用量为树脂混合物的0.8％(wt％)。
采用低压发泡机，按异氰酸酯指数为100％的比例，混合预聚体和树脂混合物，将反应料液注入65℃模具中，熟化，5分钟后脱模。得高强度阻尼微孔弹性体减震块。相关的工艺参数及制得的微孔弹性体的物性指标见附表。
实施例2本实施例其他同例1，不同之处在于催化剂用延迟性叔胺SPF-2与有机锡DBTDL的混合物，SPF-2/DBTDL＝1/0.05，总用量为树脂混合物的1.2％(wt％)。相关的的工艺参数和制得的微孔弹性体的物性参数见附表。
实施例3本实施例其他同例1，不同之处在于催化剂用延迟性叔胺SPF-2，总用量为树脂混合物的1.6％(wt％)。
本实施例的工艺参数和制得的微孔弹性体的物性参数见附表。
实施例4分子量为2000的聚氧化丙烯二元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)保持80℃反应2小时，得-NCO含量为18％(wt％)的端异氰酸酯预聚体。将上述的聚氧化丙烯二元醇与1.4-丁二醇、水、延迟性催化剂、表面活性剂混合，组成树脂混合物，其中控制1.4-丁二醇量为聚氧化丙烯二醇量的20％(wt％)。催化剂使用延迟性叔胺A-300和有机锡DBTDL的混合物，其中A-300/DBTDL＝1/0.05，总用量为树脂混合物的0.8％(wt％)。
采用低压发泡机，按异氰酸酯指数为100％的比例，混合预聚体和树脂混合物，将反应料液注入65℃模具中，熟化，5分钟后脱模。得高强度阻尼微孔弹性体减震块。相关的工艺参数及制得的微孔弹性体的物性指标见附表。
实施例5本实施例其他同例4，不同之处在于催化剂用延迟性叔胺A-300，总用量为树脂混合物的1.2％(wt％)。
本实施例的工艺参数和制得的微孔弹性体的物性参数见附表。
实施例6本实施例其他同例4，不同之处在于催化剂用延迟性叔胺A-300，总用量为树脂混合物的1.6％(wt％)。
本实施例的工艺参数和制得的微孔弹性体的物性参数见附表1。
表1
权利要求
1.一种聚氨酯微孔弹性体的制备方法，其生产步骤依次如下(1)预聚体的制备过量的多异氰酸酯与多元醇树脂反应形成端-NCO基的预聚物，预聚体的端-NCO基含量大于10％(wt％)，并保持预聚体的温度为35-60℃；(2)多元醇树脂的制备将(1)中的多元醇与二醇扩联剂、水发泡剂、表面活性剂和延迟性叔胺催化剂等组分混合。其中二醇扩联剂为多元醇的5-30％(wt)；延迟性叔胺催化剂用量为多元醇的0.1-2％(wt％)；(3)浇注使用低压发泡机将温度为35-60℃的预聚体与多元醇树脂混合物按比例混合反应后，注入温度为40-80℃模具内，熟化后即制得聚氨酯微孔弹性体。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，所述多异氰酸酯为二异氰酸酯，所述多元醇为分子量为800-4000的聚醚或聚酯二元醇。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，所述的预聚体的-NCO基含量大于15％(wt％)。
4.根据权利要求2所述的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，所述的800-4000的聚醚或聚酯二元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚四亚甲基聚醚二元醇、聚己内酯二元醇或聚醚酯混合二元醇。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，所述的二醇扩联剂为小分子量的二醇，二醇扩联剂为多元醇的10-25％(wt)。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，所述的小分子量的二醇为乙二醇或二乙二醇或丙三醇或1，4-丁二醇或1，6-己二醇。
7.根据权利要求1-5所述的聚氨酯微孔弹性体的制备方法，其中所述延迟性叔胺催化剂也可用延迟性叔胺催化剂和有机锡催化剂组成混合催化剂代替。
全文摘要
本发明公开了一种生产聚氨酯微孔弹性体的改进方法，涉及聚氨酯微孔弹性体工艺性能和物理性能的技术改进。旨在改变现有技术中产品模内时间较长、产品工艺及材料性能差、生产与设备成本较高的问题。本发明制备方法为将温度为35－60℃的预聚体与多元醇树脂按比例混合，其中催化剂为延迟性叔氨催化剂，反应料注入温度为50－70℃模具内，使用闭模或开模浇注的方式熟化后即得制品；本发明具有优良产品工艺及材料性能效果，应用于汽车、机械、桥梁等行业的高强度阻尼元件。
文档编号C08G18/32GK1534051SQ0311606
公开日2004年10月6日 申请日期2003年3月28日 优先权日2003年3月28日
发明者杨颖韬, 侯瑞宏, 李建星, 聂世波 申请人:上海凯众聚氨酯有限公司