一种制备聚氨酯-聚异氰脲酸酯薄膜梯度材料的方法_2

文档序号:9837578阅读:来源:国知局
的化学结构和长度,进一步扩展聚氨酯-聚异氰脲酸酯薄膜的性能范围;
[0031] (2)本发明克服了传统传统塑料薄膜的脆性、易碎性,传统橡胶态薄膜弹性模量随 应变的变化而变化,实现了薄膜厚度方向上从橡胶到塑料的平滑过渡,并能够通过设计不 同的薄膜厚度,可得到弹性模量在2-3到2800MPa范围内任意变化的梯度薄膜。在本发明中, 我们可以任意控制所得薄膜的弹性模量,使其在一个较大的范围内发生平滑连续的改变, 且不含界面。同时由于大量异氰脲酸酯环的存在,使得该薄膜具有较好的热稳定性和介电 性能。因此材料可作为减振器、消声器使用;也可以广泛用于无线电电子工业和仪器设备领 域。
【具体实施方式】 [0032] 实施例1
[0033] 将85.00g(0.05mol)的四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚二醇(PF-0P-151700)加入到 500ml三口烧瓶中,搅拌升温至105°C,在-0.1 MPa下真空脱水2h,待温度降低至60°C左右时, 将17.40g(0.1mol)的2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4401)加入到三口烧瓶中,自然反应4〇11^11 后,缓慢升温至80°C继续反应lh,加入0.05g(四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚二醇质量的 0.05wt%)二月桂酸二丁基锡催化剂继续反应1.5小时,然后对上述混合体系抽真空脱泡得 到102.4g端NC0基聚氨酯预聚体;
[0034]向上述预聚体中加入81.92g(80wt%)的无水丙酮充分搅拌以降低体系粘度,然后 加入1.54g(l.5%)的苏丹蓝G催化剂存在下发生环三聚反应,此过程时间2小时,使在该体 系中发生部分环三聚反应,使其分子量和溶液粘度达到一定值后,此时生成的大尺寸聚合 物仍是的线形结构,能溶于溶剂,浇注在一个四氟乙烯模具上,在真空干燥箱脱泡并继续本 体反应,薄膜经过软干燥之后,在60°C_120°C范围内阶梯升温(60°C/2h+80°C/3h+100°C/ 211+120°(:/211),60°(:/211+80°(:/311+100°(:/211+120°(:/211即为:在60°(:保温两小时,升温到80 °C保温三小时,升温到100°C保温两小时,最后升温到120°C保温两小时,形成的薄膜在逐步 加热条件下发生环三聚反应直至反应彻底完成,形成完全交联固化的聚氨酯-聚异氰脲酸 酯薄膜。
[0035] 对预聚体红外分析显示原料PF-0P-15在3540cm-1处羟基的特征峰消失;2,4-TDI单 体在2270CHT1处异氰酸酯基的反对称伸缩振动吸收峰随着预聚反应而减弱,在1615CHT1、 1578CHT 1、1525(311^3处苯环的特征骨架振动,随着反应进行减弱消失,说明了两种原料发生 氨酯形成反应,生成了端异氰酸酯基聚氨酯预聚体。对聚氨酯-聚异氰脲酸酯薄膜进行红外 分析显示在17200^ 1、142001^1、760〇1^3处出现异氰脲酸酯的特征吸收峰,说明产物中主要 是含异氰脲酸酯六元环状结构的三聚产物,-NC0基团伸缩振动吸收峰基本消失,说明加入 的TDI单体和预聚体基本完全反应,NC0基团含量极低。3348CHT 1和1542CHT1附近的吸收峰则 表明了氨酯键的存在。因此,可以得出结论,第一步中低聚物二醇与异氰酸酯的预聚反应生 成了端NC0基的聚氨酯预聚体,第二步在苏丹蓝G催化剂存在下发生环三聚反应,通过逐步 加热固化得到具有异氰脲酸酯环的薄膜。热重分析表明此薄膜有3个热分解阶段:在150~ 300°C之间主要为氨酯键的断裂,重新生成了 TDI和醇等反应物和一些小分子化合物,主要 由材料的软段区和硬度区之间的界面相分解所致,由于异氰脲酸酯环刚性环的存在降低了 与软段连接的氨基甲酸酯键的稳定性,同时伴随有TDI重新二聚生成含碳二亚胺形成交联 结构等副反应;300~420°C之间主要为异氰脲酸酯环的分解;420~470°C范围内为薄膜中 软段分子主链快速分解。残炭率为12 %左右。
[0036]性能测试:按GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定,待 测样品为哑铃型,总长度为100mm,狭窄部分长度为25mm,窄平行宽度为5mm,测试样品的拉 伸强度、断裂伸长率、弹性模量;邵氏硬度按GB/T 531.1-2008进行测试。测试结果见表1。 [0037] 实施例2
[0038] 将85.0(^(0.05111〇1)的四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚二醇(??-0?-151700)加入到 500ml三口烧瓶中,搅拌升温至100°C,在-0.3MPa下真空脱水2h,待温度降低至50°C左右时, 将17.40g(0.1mol)的2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4401)加入到三口烧瓶中,自然反应4〇11^11 后,缓慢升温至85 °C继续反应lh,加入0.05g(0.05wt % )二月桂酸二丁基锡催化剂继续反应 1.5小时,然后对上述混合体系抽真空脱泡,得到端NC0基聚氨酯预聚体。
[0039]向上述预聚体中加入81.92g(80wt%)的无水丙酮充分搅拌以降低体系粘度,然后 加入5.12g(预聚体质量的5wt% )2,4-TDI,搅拌均匀后加入1.62g(l. 5% )的苏丹蓝G,在催 化剂存在下发生环三聚反应,此过程时间2小时,再浇注在一个水平疏水性基材上,在真空 干燥箱脱泡并发生本体聚合反应,干燥箱在60 °C_120 °C范围内阶梯升温(60 °C/2h+80 °C/3h + 100°C/2h+120°C/2h),形成的薄膜在逐步加热条件下发生环三聚反应直至反应彻底完成, 形成完全交联固化的聚氨酯-聚异氰脲酸酯薄膜。
[0040] 对此薄膜进行红外分析显示在1720(^^1420(^^760(^4处出现异氰脲酸酯的 特征吸收峰,说明产物中主要是含异氰脲酸酯六元环状结构的三聚产物,-NC0基伸缩振动 吸收峰基本消失,说明加入的TDI单体和预聚体基本完全反应,-NC0基含量极低。3348CHT 1和 1542CHT1附近的吸收峰则表明了氨酯键的存在。热重分析表明此薄膜起始热分解温度为165 °C,最大热分解温度为352°C,残炭率为15%。
[0041 ]其性能测试方法同实施例1,结果见表1。
[0042] 实施例3
[0043] 将85.00g(0.05mol)的四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚二醇(PF-0P-151700)加入到 500ml三口烧瓶中,搅拌升温至105°C,在-0.1 MPa下真空脱水2h,待温度降低至55°C左右时, 将17.40g(0.1mol)的2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4401)加入到三口烧瓶中,自然反应4〇11^11 后,缓慢升温至80°C继续反应lh,加入0.1g(0.1wt%)二月桂酸二丁基锡催化剂继续反应2 小时,然后对上述混合体系抽真空脱泡,得到端NC0基聚氨酯预聚体。
[0044]向上述预聚体中加入61.44g(60wt% )的无水丙酮充分搅拌以降低体系粘度,然后 加入10.24g(预聚体质量的10wt%)2,4-TDI,搅拌均匀后加入1.72g(1.5%)的苏丹蓝G,体 系在催化剂存在下发生环三聚反应,此过程时间1小时,然后再浇注在一个水平疏水性基材 上,在真空干燥箱脱泡并在60°C_120°C范围内阶梯升温(60°C/2h+80°C/3h+100°C/2h+120 °C/2h),形成的薄膜在逐步加热条件下发生环三聚反应直至反应彻底完成,形成完全交联 固化的聚氨酯-聚异氰脲酸酯薄膜。
[0045] 对此薄膜进行红外分析显示在1720(^^1420(^^760(^4处出现异氰脲酸酯的 特征吸收峰,说明产物中主要是含异氰脲酸酯六元环状结构的三聚产物,-NC0基伸缩振动 吸收峰基本消失,说明加入的TDI单体和预聚体基本完全反应,-NC0基含量极低。3348CHT 1和 1542CHT1附近的吸收峰则表明了氨酯键的存在。热重分析表明此薄膜起始热分解温度为165 °C,最大热分解温度为352 °C,残炭率为16 %。
[0046] 其性能测试方法同实施例1,结果见表1。
[0047] 实施例4
[0048] 将85.00g(0.05mol)的四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚二醇(PF-0P-151700)加入到 500ml三口烧瓶中,搅拌升温至100°C,在-0.1 MPa下真空脱水2h,待温度降低至60°C左右时, 将19.14g(0.1 lmol)的2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)加入到三口烧瓶中,自然反应40min 后,缓慢升温至80 °C继续反应lh,加入0.05g(0.05
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1