一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：1)向反应釜内加入端羟基聚丁二烯、聚醚多元醇、催化剂以及少量二异氰酸酯搅拌均匀；然后滴加氨基硅油，滴毕，补加二异氰酸酯，使体系中的异氰酸酯根离子摩尔含量与氨基和羟基摩尔含量之和的比例为2-3，升温反应得氨基硅油改性聚氨酯预聚体；2)将扩链剂加热至50-80℃与步骤氨基硅油改性聚氨酯预聚体混合，搅拌得到热塑性聚氨酯弹性体；3)将步骤2)所得的热塑性聚氨酯弹性体真空条件下加热干燥，得到耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体。利用该方法制得的耐酸碱型热塑性聚氨酯弹性体，主要用于造纸行业的胶辊、铺装材料、恶劣条件下的嵌缝材和修补料等。
【专利说明】一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，尤其涉及一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
【背景技术】
[0002]热塑性聚氨酯弹性体(又称为TPU)新材料被称为“划时代的新型高分子材料”，是当前世界六大具有发展前途的合成材料之一。
[0003]研究聚氨酯弹性体的耐腐蚀性能，提高聚氨酯材料的酸碱稳定性，延长聚氨酯材料及制品的寿命，无论是对社会还是聚氨酯工业，都具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种在强酸或强碱中强度保持率高，衰减速度慢的耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为:
[0006]1)在反应釜内加入端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚醚多元醇、催化剂以及占端羟基聚丁二烯和聚醚多元醇总质量0.5 % -1 %的二异氰酸酯，在5± I°C的冷水浴下搅拌均匀；在600~2000rpm的转速分散搅拌条件下滴加氨基硅油，1±0.5h滴加完毕；然后补加化学计量的二异氰酸酯，使体系中的异氰酸酯根离子摩尔含量与氨基和羟基摩尔含量之和的比例(NC0/(NH2+0H))为2-3:1，升温至85±5°C反应4±0.5h，制得氨基硅油改性聚氨酯预聚体；
[0007]所述的端羟基聚丁二烯与聚醚多元醇的质量比为1:4~4:1，所述的催化剂占HTPB、聚醚多元醇的总质量的0.01%~0.5%;所述的氨基硅油占端羟基聚丁二烯和聚醚多元醇的总质量的0.01%~I % ；
[0008]2)将扩链剂加热至50-80°C与步骤I)所得的氨基硅油改性聚氨酯预聚体混合，以600~2000rpm转速机械搅拌30~180s,得到热塑性聚氨酯弹性体；
[0009]所述的扩链剂的用量占氨基硅油改性聚氨酯预聚体质量的1%~10% ；
[0010]3)将步骤2)所得的热塑性聚氨酯弹性体倒入洁净干燥的聚四氟乙烯盘，水平放置于真空烘箱中，保持真空烘箱内温度为80~150°C、压力为-0.08~-0.1MPa，干燥4~24h后取出，得到耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体。
[0011]所述的聚醚多元醇是由环氧丙烷、四氢呋喃经自聚或者共聚得到；聚醚多元醇的数均分子量为1000~2000。
[0012]所述的催化剂为有机锡类催化剂，选自辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡以及二月桂酸二丁基锡中的一种或任意两种的混合物。
[0013]所述的二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4，4_ 二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或任意两种及以上组成的混合物。[0014]所述的扩链剂选自下述物质中的一种:1，4_ 丁二醇、1，3_丙二醇、1，4_环己醇、新戊二醇、1，6 —己二醇。
[0015]所述的氨基硅油的氨基值为0.3~0.6。
[0016]本发明的有益效果是:利用端羟基聚丁二烯(HTPB)和聚醚多元醇为软段与二异氰酸酯共聚来获得高强度、耐酸碱腐蚀的聚氨酯，聚烯烃链段由于不含极性的酯基、醚基，不存在易被质子、电子攻击或氧化的基团，同时烯烃键具有疏水性，因而该类结构具有优异的耐酸碱性能；聚醚链段极性小，醚键水解稳定性好，醚键浓度大的软段结构耐酸碱性能非常突出；氨基硅油是聚氨酯弹性体重要的配合剂，具有低表面能和憎水性，用其作为改性剂，可在一定程度上改善弹性体的耐酸碱性能。
[0017]采用本发明所述的制备方法制得的耐酸碱型热塑性聚氨酯弹性体在强酸和强碱中强度保持率高，衰减速度慢，具有极佳的耐酸碱性能。
【具体实施方式】
[0018]下面详细描述本发明的具体实施方案。
[0019]实施例1
[0020]在带有高速分散机、高纯氮气保护、温度计的密闭容器中加入端羟基聚丁二烯(HTPB) 700g、聚四氢呋喃多元醇(数均分子量1000)300g、辛酸亚锡0.5g以及二异氰酸酯5g，在5°C的冷水浴下搅拌均匀，在高速分散搅拌的条件下通过滴液漏斗滴加氨基硅油，大约0.5h滴加完毕。然后补加化学计量的二异氰酸酯，使体系中的NCO/(ΝΗ2+0Η)为2，升温到85°C左右反应4h，制得氨基硅油改性聚氨酯预聚体。
[0021]将1，4_ 丁二醇36g加热至70 °C与上述混合型聚氨酯预聚物混合，以600~2000rpm转速机械搅拌30~180s，得到热塑性聚氨酯弹性体，将上述产物倒入洁净干燥的聚四氟乙烯盘，水平放置于120°C真空烘箱中，保持真空度为-0.08~-0.1MPa, 12h后取出，得到耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体。
[0022]实施例2
[0023]在带有高速分散机、高纯氮气保护、温度计的密闭容器中加入端羟基聚丁二烯(HTPB) 500g、聚四氢呋喃多元醇(数均分子量1000)500g、辛酸亚锡0.5g以及二异氰酸酯7g，在5°C的冷水浴下搅拌均匀，在高速分散搅拌的条件下通过滴液漏斗滴加氨基硅油，大约0.5h滴加完毕。然后补加化学计量的二异氰酸酯，使体系中的NCO/(ΝΗ2+0Η)为2，升温到85°C左右反应4h，制得氨基硅油改性聚氨酯预聚体。
[0024]将1，3_丙二醇45g加热至75°C与上述混合型聚氨酯预聚物混合，以600~2000rpm转速机械搅拌30~180s，得到热塑性聚氨酯弹性体，将上述产物倒入洁净干燥的聚四氟乙烯盘，水平放置于110°C真空烘箱中，保持真空度为-0.08~-0.lMPa，20h后取出，得到耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体。
[0025] 实施例3
[0026]在带有高速分散机、高纯氮气保护、温度计的密闭容器中加入端羟基聚丁二烯(HTPB) 300g、聚四氢呋喃多元醇(数均分子量1000)700g、辛酸亚锡0.5g以及二异氰酸酯IOg,在5°C的冷水浴下搅拌均匀，在高速分散搅拌的条件下通过滴液漏斗滴加氨基硅油，大约0.5h滴加完毕。然后补加化学计量的二异氰酸酯，使体系中的NCO/(ΝΗ2+0Η)为2，升温到85°C左右反应4h，制得氨基硅油改性聚氨酯预聚体。
[0027]将1，4_环己醇50g加热至65 °C与上述混合型聚氨酯预聚物混合，以600~2000rpm转速机械搅拌30~180s，得到热塑性聚氨酯弹性体，将上述产物倒入洁净干燥的聚四氟乙烯盘，水平放置于100°C真空烘箱中，保持真空度为-0.08~-0.1MPa, 15h后取出，得到耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体。
[0028]耐酸碱实验按GB/T1690-2006标准，式样分别置于50%硫酸、18%盐酸及48%氢氧化钠溶液中，于70下保持72h后取出测试试片性能。拉伸强度测定方法:IS037-2005。
[0029]
【权利要求】
1.一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为: 1)向反应釜内加入端羟基聚丁二烯、聚醚多元醇、催化剂以及占端羟基聚丁二烯和聚醚多元醇总质量0.5 % -1 %的二异氰酸酯，在5 ± I °C条件下搅拌均匀；在600~2000rpm的转速分散搅拌条件下滴加氨基硅油，滴加完毕后补加二异氰酸酯，使体系中的异氰酸酯根离子摩尔含量与氨基和羟基摩尔含量之和的比例为2-3:1，升温至85±5°C反应4±0.5h，制得氨基硅油改性聚氨酯预聚体； 所述的端羟基聚丁二烯与聚醚多元醇的质量比为1:4~4:1 ;所述的催化剂占端羟基聚丁二烯和聚醚多元醇的总质量的0.01%~0.5% ;所述的氨基硅油占端羟基聚丁二烯和聚醚多元醇的总质量的0.01%~I % ； 2)将扩链剂加热至50-80°C后与步骤I)所得的氨基硅油改性聚氨酯预聚体混合，以600~2000rpm转速搅拌3 0~180s，得到热塑性聚氨酯弹性体； 所述的扩链剂占氨基硅油改性聚氨酯预聚体质量的1%~10% ; 3)将步骤2)所得的热塑性聚氨酯弹性体在温度为80~150°C、压力为-0.08~-0.1MPa条件下，干燥4~24h，得到耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于:所述的聚醚多元醇是由环氧丙烷、四氢呋喃经自聚或者共聚得到；聚醚多元醇的数均分子量为1000~2000。
3.根据权利要求1所述的一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于:所述的催化剂为有机锡类催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于:所述的有机锡类催化剂选自辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡以及二月桂酸二丁基锡中的一种或任意两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于:所述的二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4，4_ 二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或任意两种及以上组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于:所述的扩链剂选自下述物质中的一种:1，4_ 丁二醇、1，3_丙二醇、1，4_环己醇、新戊二醇、1,6 —己二醇。
7.根据权利要求1所述的一种耐酸碱热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于:所述的氨基硅油的氨基值为0.3~0.6。
【文档编号】C08L75/08GK104004153SQ201410264654
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】杨廷廷, 艾玲, 汪泽恒, 陈海风 申请人:奥斯汀新材料（张家港）有限公司