一种热塑性聚氨酯弹性体的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体的合成方法，属于高分子原材料合成技术领 域。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯弹性体是介于塑料与橡胶之间的一种高分子材料，具有优良的力学性能、 粘合性能及耐油、耐侯性等性能，因而广泛用于油管、油封、粘合剂、工业、汽车等领域。聚氨 酯弹性体按所用多元醇原料的不同主要分为聚酯型和聚醚型这两种类型，其产品各有优缺 点，聚酯型聚氨酯弹性体具有优异的力学性能和耐油性能等，但是耐水解性能差；聚醚型聚 氨酯弹性体具有分子中醚键的特征，耐水解性能好，但力学性能却比较差。因此人们迫切希 望得到一种兼具两者优点的新型聚氨酯弹性体。
[0003] 聚碳酸酯型聚氨酯大部分物理性质优于聚醚和聚酯型的聚氨酯弹性体，同时具备 良好的力学性能、优异的粘合性能、优良的耐水解稳定性、耐油稳定性、耐氧化稳定性。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种预聚体法和小分子过量交联反应的合成 方法，制备一种胶质析出量极低的热塑性聚氨酯弹性体。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在 于，包括以下配比的原料：聚碳酸酯多元醇51~69份、异氰酸酯19~28份、扩链剂8~ 18份、催化剂0. 05~0. 1份、促进剂2~4份。
[0006] 本发明的有益效果是：本发明的热塑性聚氨酯弹性体具有优异的耐油性，耐磨性， 耐氧化稳定性，同时具有力学性能优良，粘合性能好，柔韧性好，胶质析出量极低等优点。可 以应用于输油软管，折叠储油罐制造及相关零部件的结构粘合剂等，以满足材料各方面的 性能且对油品零污染等要求。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 一种热塑性聚氨酯弹性体及其合成方法，合成方法采用预聚体法，其步骤为：按质量份 计1)将51~69份聚碳酸酯多元醇加入到反应釜中，升温至125°C抽真空保持反应釜内压 力小于-0. 090Mpa脱水3h;冷却至50~55°C，加入19~28份异氰酸酯，釜内温度保持 在82~86°C，抽真空保持反应釜内压力小于-0. 090Mpa搅拌2h; 2)反应釜内温度保持在82~86 °C，取89~98份步骤1)制备的预聚体，加入8~ 18份扩链剂、0. 05~0. 1份催化剂和2~4份促进剂，在lOOOrpm下急速搅拌12s~34s， 迅速浇注到聚四氟乙烯盘中得到聚碳酸酯聚氨酯弹性体。在100 °C烘箱放置16h，室温放 置24h后，放入粉碎机中粉碎，然后通过注塑机成型，即得到聚碳酸酯聚氨酯弹性体试片。
[0008] 进一步，所述聚碳酸酯多元醇为数均分子量在1000~2000的聚碳酸酯1，6-己二 醇酯二醇任意一种；所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、2,4_甲苯二异氰酸酯、2,6_甲 苯二异氰酸酯、2,4 -二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4 -二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一 种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和羧酸铋中的任意一种或几种的混合物； 所述扩链剂为乙二醇、1，4_ 丁二醇和1，6_己二醇中的任意一种或几种的混合物；促进剂 为三甲醇丙烷。步骤1)抽真空的真空度小于_〇. 090MPa，反应釜泄压时需通入氮气保护。
[0009] 所述胶质析出量指塑料制品在储油和输油过程中向燃油中析出的化学成分。高胶 质燃油能使进气管、汽化器和进气阀产生沉积物和粘住进气阀，影响机器使用。胶质析出量 低对储油、输油制品及相关粘合剂是一个十分重要的指标。
[0010] 所述预聚体法合成也称为两步法，第一步先进行异氰酸酯和多元醇预聚反应，生 成分子量较低的预聚体，第二步将预聚体加扩链剂扩链，最后生成大分子聚氨酯。两步法合 成的聚氨酯弹性体相比一步法性能更好，原因在于分步反应使刚性链段和柔性链段分布更 为有序，反应更加完全。
[0011] 所述小分子过量交联反应就是利用促进剂将未完全反应的异氰酸酯及小分子多 醇交联成大分子，使分子链进一步加长，增加线性聚合物分子量。有效的防止了小分子再次 从聚氨酯弹性体中析出。
[0012] 所述后硫化是热塑性聚氨酯弹性体加工的一个工序，指产品初步硫化完成取出 后，由于热塑性聚氨酯弹性体导热性差，传热时间长，产品品因散热而降温也就较慢，所以 它还可以继续进行硫化，特将它称为"后硫化"。后硫化导致的抗张强度和柔韧性进一步增 加。
[0013] 所述注塑成型是指在一定温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的聚合物材料，用高压 射入模腔，经冷却固化后得到成型制品的方法，是热塑性聚氨酯弹性体重要的加工方法之 一。注塑机的设定参数为：注射温度180~215°C，注射压力80~lOOMpa，冷却时间10~ 25s〇
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例对本发明做进一步说明。实施例所用材料如下： PHMCD100:数均分子量1000的聚1，6_己二醇酯二醇； PHMCD200:数均分子量2000的聚1，6_己二醇酯二醇； MDI:2,4 -二苯基甲烷二异氰酸酯； HDI:六亚甲基二异氰酸酯； TDI: 2, 4-甲苯二异氰酸酯； BD0: 1，4_ 丁二醇； EG:乙二醇； TMP:三甲醇丙烷； T-12:二月桂酸二丁基锡； Kosmos-29 :辛酸亚锡。
[0015] 实施例1 1)在4L反应釜中加入PHMCD100 2070g，保持反应釜内压力小于-0. 090Mpa，125°C除水 3h;将反应釜冷却至55°C，加入MDI570g，保持反应釜内压力小于-0. 090Mpa，82~86°C抽 真空搅拌2h。
[0016] 2)反应釜内温度保持在82~86 °C，将步骤1)制备的预聚体全部倒入10L铁皮 桶中，逐步加入BDO273g、T-12 3g、TMP84g，开始在lOOOrpm下急速搅拌30s;迅速浇注到 聚四氟乙烯盘中。在100°C烘箱后硫化16h，室温放置24h。
[0017] 粉碎机粉碎成1cm~2cm碎块后，通过注塑机注射成型。
[0018] 本实施例中，注塑机参数如下：注射温度180~185°C，注射压力80~lOOMpa，冷 却时间20~25s。
[0019] 实施例2 1)在4L反应釜中加入PHMCD100 1920g，保持反应釜内压力小于-0. 090Mpa，125°C除水 3h;将反应釜冷却至55°C，加入HDI624g，保持反应釜内压力小于-0. 090Mpa，82~86°C抽 真空搅拌2h。
[0020] 2)反应釜内温度保持在82~86 °C，将步骤1)制备的预聚体全部倒入10L铁皮 桶中，逐步加入BDO363g、T-12 3g、TMP90g，开始在lOOOrpm下急速搅拌26s;迅速浇注到 聚四氟乙烯盘中。在100°C烘箱后硫化16h，室温放置24h。
[0021] 粉碎机粉碎成1cm~2cm碎块后，通过注塑机注射成型。
[0022] 本