本发明涉及一种三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯应用
技术领域：
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背景技术：
：聚氨酯弹性体是介于塑料与橡胶之间的一种高分子合成材料，具有优良的耐磨性、良好的力学强度及耐油、耐低温、耐臭氧老化等性能，因而得到广泛应用。在实际的应用中由于操作简单，双组分MOCA体系得到广泛的应用，但双组分MOCA体系在使用过程中粘度相对较大且不环保，在使用过程中存在一定的局限性。一般的聚氨酯弹性体的使用温度基本在零摄氏度以上，然而我国东北及俄罗斯等国冬季气温在零摄氏度甚至零下二十摄氏度左右，这就要求聚氨酯弹性体有较好的低温柔顺性。聚醚型聚氨酯弹性体具有较好的耐低温性，然而其抗撕裂及抗拉伸强度较低，无法满足某些对机械性能要求较高的应用领域，聚酯型聚氨酯弹性体具有较高的抗撕裂及抗拉伸强度，但是普通聚酯型聚氨酯弹性体耐低温性能差，从而限制其在低温环境的应用。技术实现要素：本发明的目的是提供一种三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体，其不仅具有较高的抗撕裂及抗拉伸强度，而且体系粘度低，耐低温性能提高，具有较好的低温柔顺性，满足低温环境的应用；本发明同时提供了简单易行的制备方法。本发明所述的三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体，由A组分、B组分和C组分制成，其中：(1)A组分的制备方法如下：以重量百分数计，由聚酯多元醇85-100％与增塑剂0％-15％在100℃～120℃及真空度为0.09MPa下脱水1-2h制得；(2)B组分为预聚物，制备方法如下：以重量百分数计，由二异氰酸酯MDI-10018.1％～65.8％、碳化二亚胺改性的液化MDI0％-18.1％、聚酯多元醇34.2％～46.5％与增塑剂0％～20％在75℃～85℃反应制得；(3)C组分为固化剂组分，由醇类扩链剂脱水后与催化剂混合而得。所述A组分和B组分中的聚酯多元醇为数均分子量为1500～3000、官能度为2、含有1，4-丁二醇的聚己二酸聚酯多元醇，1，4-丁二醇占小分子醇总量的摩尔百分比为50％-80％；所述小分子醇为合成聚酯多元醇所用的原料多元醇，包括乙二醇、1,2丙二醇和1，4-丁二醇。所述聚酯多元醇为PE-2415、PE-2420或PE-24207中的一种或多种。所述A组分中水分含量≤0.03％。所述B组分中NCO的含量为10～20％。所述C组分中水分含量≤0.03％，催化剂用量为C组分总质量的1％-2％。所述醇类扩链剂为1，4-丁二醇、对苯二酚二乙醇醚(HQEE)或间苯二酚二(2-羟乙基)醚(HER)。所述A组分和B组分中所用的增塑剂为9-88SG、邻苯二甲酸二甲基乙二醇酯(DMEP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)或邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)。所述催化剂为铋类、锌类、汞类或胺类催化剂。所述的三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体的制备方法，按照不同的产品硬度、性能要求将A、B、C组分按照不同比例混合均匀，浇入模具中硫化成型，混合温度为40～60℃，模具温度为90℃～100℃，20-50分钟开模，80℃-100℃下后硫化10-16h后制得目标产品。所述的三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体通过使用含有一定比例的1，4-丁二醇的聚己二酸聚酯多元醇，和/或配合适量的增塑剂制备出体系粘度小、可操作性好、耐低温性能好、综合性能优越和环保的产品，与普通聚酯型弹性体相比，其玻璃化转变温度有一定程度下降，在-35℃～-43℃，耐低温性能提高，具有较好的低温柔顺性，从而满足低温环境的应用，所制备的聚氨酯弹性体的硬度为邵60A～95A。本发明具有以下有益效果：(1)本发明所述的三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体，不仅具有较高的抗撕裂及抗拉伸强度，而且体系粘度低，耐低温性能提高，具有较好的低温柔顺性，满足低温环境的应用；(2)本发明所述的三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体的制备方法，简单易行，利于工业化生产。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。所用材料如下：实施例1三组分耐低温聚酯型聚氨弹性体的组分如下：A组分：将PE-2415在温度100℃，真空度0.095MPa条件下脱水至水分含量≦0.03％，得到A组分。B组分：PE-2420743.8％，MDI-10018.1％，液化MDI18.1％，9-88SG20％在85℃反应3小时，真空(－0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为10％的预聚体。C组分：水分含量≦0.03％的BDO99％，胺催化剂1％，混合均匀得到C组分。A、B、C三组分的温度控制在40℃，按照C/A/B＝9.8/10/100的质量比例混合均匀后，浇注入90℃的模具中，20分钟开模，100℃条件下后硫化16h后，可得到硬度为邵氏95A，玻璃化转变温度为-38℃的耐低温聚酯型聚氨酯弹性体。实施例2三组分耐低温聚酯型聚氨弹性体的组分如下：A组分：将PE-2415在温度100℃，真空度0.095MPa条件下脱水至水分含量≦0.03％，得到A组分。B组分：PE-242046.5％，MDI-10030.5％，液化MDI13％，DMEP10％在80℃反应3小时，真空(－0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为12％的预聚体。C组分：水分含量≦0.03％的BDO98.8％，汞催化剂1.2％，混合均匀得到C组分。A、B、C三组分的温度控制在45℃，按照C/A/B＝10/40/100的质量比例混合均匀后，浇注入90℃的模具中，25分钟开模，90℃条件下后硫化10h后，可得到硬度为邵氏85A，玻璃化转变温度为-37℃的耐低温聚酯型聚氨酯弹性体。实施例3三组分耐低温聚酯型聚氨弹性体的组分如下：A组分：将PE-2420在温度110℃，真空度0.095MPa条件下脱水至水分含量≦0.03％，得到A组分。B组分：PE-242041.6％，MDI-10038.7％，液化MDI9.7％，DMEP10％在80℃反应3小时，真空(－0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为14％的预聚体。C组分：水分含量≦0.03％的BDO99％，胺催化剂1％，混合均匀得到C组分。A、B、C三组分的温度控制在50℃，按照C/A/B＝10.5/90/100的质量比例混合均匀后，浇注入95℃的模具中，30分钟开模，85℃条件下后硫化12h后，可得到硬度为邵氏75A，玻璃化转变温度为-40℃的耐低温聚酯型聚氨酯弹性体。实施例4三组分耐低温聚酯型聚氨弹性体的组分如下：A组分：将PE-242085％，BBP15％在温度120℃，真空度0.095MPa条件下脱水至水分含量≦0.03％，得到A组分。B组分：PE-241534.2％，MDI-10065.8％在75℃反应3小时，真空(－0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为20％的预聚体。C组分：水分含量≦0.03％的BDO98％，胺催化剂2％，混合均匀得到C组分。A、B、C三组分的温度控制在50℃，按照C/A/B＝9.5/300/100的质量比例混合均匀后，浇注入90℃的模具中，50分钟开模，80℃条件下后硫化12h后，可得到硬度为邵氏60A，玻璃化转变温度为-43℃的耐低温聚酯型聚氨酯弹性体。对比例1A组分：将PE-2020在温度100℃，真空度0.095MPa条件下脱水至水分含量≦0.03％，得到A组分。B组分：PE-202050.5％，MDI-10039.6％，液化MDI9.9％，在80℃反应3小时，真空(－0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为14％的预聚体。C组分：水分含量≦0.03％的BDO99％，胺催化剂1％，混合均匀得到C组分。A、B、C三组分的温度控制在50℃，按照C/A/B＝10.5/90/100的质量比例混合均匀后，浇注入95℃的模具中，30分钟开模，85℃条件下后硫化12h后，可得到硬度为邵氏75A，玻璃化转变温度为-27℃聚酯型聚氨酯弹性体。对比例2A组分：将PE-2420在温度100℃，真空度0.095MPa条件下脱水至水分含量≦0.03％，得到A组分。B组分：PE-242050.5％，MDI-10039.6％，液化MDI9.9％，在80℃反应3小时，真空(－0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为14％的预聚体。C组分：水分含量≦0.03％的BDO99％，胺催化剂1％，混合均匀得到C组分。A、B、C三组分的温度控制在50℃，按照C/A/B＝10.5/90/100的质量比例混合均匀后，浇注入95℃的模具中，30分钟开模，85℃条件下后硫化12h后，可得到硬度为邵氏75A，玻璃化转变温度为-34℃聚酯型聚氨酯弹性体。制品的玻璃化温度采用德国耐驰公司生产的204型差示扫描量热仪测试，测试条件为：将样品在N2保护下从室温升至180℃，恒温5分钟以消除热历史，降至-70℃后再次升至180℃。实施和对比例的性能测试结果见表1。表1实施例和对比例的性能测试结果项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2硬度/邵A958575607575拉伸强度/MPa515048364848撕裂强度/(KN/m)13610688559089回弹(23℃)/％424647504247玻璃化温度Tg/℃-38-37-40-43-27-34当前第1页1 2 3