一种耐磨水性聚氨酯弹性体的制作方法

文档序号:15011206发布日期:2018-07-24 22:29阅读:238来源:国知局
本发明涉及一种高分子材料,更具体的说是涉及一种耐磨水性聚氨酯弹性体。
背景技术
:聚氨酯为主链含—nhcoo—重复结构单元的一类聚合物,英文缩写pu,包括硬质聚氨酯塑料、软质聚氨酯塑料、聚氨酯弹性体等多种形态,并分为热塑性和热固性两大类。其原料一般以树脂状态呈现。由于含强极性的氨基甲酸酯基,不溶于非极性基团,具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(-50~150℃)的材料,十分适用于弹性体。在一些领域中需要使用到聚氨酯弹性体的耐磨性能,现有技术中已经存在大量耐磨性能较好的聚氨酯材料,但是在一些昼夜温差大的地区,突然的高温和低温变化会影响高分子材料分子间链段的滑移,从而失去耐磨性能。技术实现要素:针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种昼夜温差变化大地区使用的耐磨水性聚氨酯弹性体。为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。作为本发明的进一步改进:所述增强剂为质量比为1:1:1的n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的混合物。作为本发明的进一步改进:所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。作为本发明的进一步改进:所述催化剂为三乙烯二胺。作为本发明的进一步改进:所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1硅酸二铝:0.1苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯:0.32-氨基-2-甲基-1-丙醇:0.24-羟基-3-甲氧基肉硅酸:0.1四(2-乙基己基)硅酸酯:0.3四丁基二氟三苯硅酸铵:0.12,2`-二硫代双乙酸二铵:0.2份2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵:0.3份。作为本发明的进一步改进:改性分子筛的制备:将硅酸钛、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、硅酸二铝室温搅拌30分钟,之后加入2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。作为本发明的另一发明目的提供一种水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。在本发明中,采用乙二醇和异氰酸酯为主体对聚氨酯进行合成,其中加入2-正戊基丙烷-1,3-二醇、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇参与到反应中,2-正戊基丙烷-1,3-二醇、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇中的两端为羟基,羟基能够与异氰酸酯以及添加的反应,从而改变整个聚氨酯的分子结构,同时添加的异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)、异氰酸基甲酸甲酯也能够参与到反应中,并且添加甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯,能够与整体成分发生反应,并且通过上述添加剂的添加,能够提高整体聚氨酯弹性体的耐磨性能,而改性分子筛采用硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、硅酸钛、硅酸二铝为主体,形成硅类分子筛,同时添加苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵、2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵,能够使得分子筛表面具备活性基团,将活性基团与上述添加剂产生反应,从而交联分子结构,填充了分子链段,使得在冷热环境下,分子链段不会发生大范围偏移,在2-正戊基丙烷-1,3-二醇、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、乙氧基苯基异氰酸酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)、异氰酸基甲酸甲酯、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛的添加,能够起到协同作用,使得整体材料在昼夜温差大的条件下,耐磨性能能够持续保持在一个较好的状态下。另外,特别在增强剂选用n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的情况下,n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚能够与整体分子链段发生反应,产生协同效果,进一步保证了整体材料在昼夜温差大的条件下,耐磨性能能够持续保持在一个较好的状态下。在制备过程中,先将一部分的乙二醇、异氰酸酯、2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)进行反应,先初步进行预聚反应,使得2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)的基团能够与主体发生聚合,生成初步的第一预聚体;之后在将一部分的乙二醇、异氰酸酯、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)进行预聚反应,将2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)上的活性基团能够交联在主体上;之后在步骤三中再将第一预聚体和第二预聚体进行聚合,使得具有一定链段的第一预聚体和第二预聚体进行聚合,这样可以使得整体聚合过程中,活性基团的分布更加均匀,使得分子链段更加规整,在此过程中添加入甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂可以进一步将分散的链段进行聚合,形成三维网状结构,进而保证了在昼夜温差大的条件下,耐磨性能仍然能够保持在一个较好的状态,产品的稳定性也高。具体实施方式实施例一:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为质量比为1:1:1的n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的混合物。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1硅酸二铝:0.1苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯:0.32-氨基-2-甲基-1-丙醇:0.24-羟基-3-甲氧基肉硅酸:0.1四(2-乙基己基)硅酸酯:0.3四丁基二氟三苯硅酸铵:0.12,2`-二硫代双乙酸二铵:0.2份2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵:0.3份。改性分子筛的制备:将硅酸钛、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、硅酸二铝室温搅拌30分钟,之后加入2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。实施例二:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1硅酸二铝:0.1苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯:0.32-氨基-2-甲基-1-丙醇:0.24-羟基-3-甲氧基肉硅酸:0.1四(2-乙基己基)硅酸酯:0.3四丁基二氟三苯硅酸铵:0.12,2`-二硫代双乙酸二铵:0.2份2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵:0.3份。改性分子筛的制备:将硅酸钛、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、硅酸二铝室温搅拌30分钟,之后加入2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。实施例三:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为3-氨丙基硅烷三醇。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1硅酸二铝:0.1苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯:0.32-氨基-2-甲基-1-丙醇:0.24-羟基-3-甲氧基肉硅酸:0.1四(2-乙基己基)硅酸酯:0.3四丁基二氟三苯硅酸铵:0.12,2`-二硫代双乙酸二铵:0.2份2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵:0.3份。改性分子筛的制备:将硅酸钛、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、硅酸二铝室温搅拌30分钟,之后加入2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。实施例四:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为聚乙二醇单烯丙基醚的混合物。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1硅酸二铝:0.1苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯:0.32-氨基-2-甲基-1-丙醇:0.24-羟基-3-甲氧基肉硅酸:0.1四(2-乙基己基)硅酸酯:0.3四丁基二氟三苯硅酸铵:0.12,2`-二硫代双乙酸二铵:0.2份2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵:0.3份。改性分子筛的制备:将硅酸钛、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、硅酸二铝室温搅拌30分钟,之后加入2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。对比例一:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份异氰酸酯40份改性分子筛:5份发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。对比例二:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份市购分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为质量比为1:1:1的n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的混合物。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。对比例三:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-正戊基丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸基甲酸甲酯:5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):5份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为质量比为1:1:1的n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的混合物。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1硅酸二铝:0.12-氨基-2-甲基-1-丙醇:0.2四(2-乙基己基)硅酸酯:0.32,2`-二硫代双乙酸二铵:0.2份。改性分子筛的制备:将硅酸钛、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、四(2-乙基己基)硅酸酯、溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、硅酸二铝室温搅拌30分钟,之后加入2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。对比例四:一种耐磨水性聚氨酯弹性体,包括下述重量份组成:乙二醇50份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇:10份异氰酸酯40份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯):5份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯:10份甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯:3份改性分子筛:5份增强剂:10份;发泡剂:3份催化剂:0.5份。所述增强剂为质量比为1:1:1的n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的混合物。所述发泡剂为氢化氟烷烃发泡剂。所述催化剂为三乙烯二胺。所述改性分子筛包括下述摩尔比组成:硅酸四丁酯:2硅酸四乙酯:1.2硅酸钛:0.1苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯:0.34-羟基-3-甲氧基肉硅酸:0.1四丁基二氟三苯硅酸铵:0.12-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵:0.3份。改性分子筛的制备:将硅酸钛、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵溶解至0.1mol/l的氢氧化钾溶液中,待溶解后加入硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯室温搅拌30分钟,之后加入2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵反应100min,在80~100℃真空干燥12~24小时,在经过500~600℃高温煅烧,之后得到改性分子筛。水性聚氨酯的制备方法:步骤一:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入得到第一预聚体;步骤二:将25份乙二醇和20份异氰酸酯混合,在50℃的条件下进行预聚1小时,之后加入10份2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、10份1,1-二甲基-硅烷醇1-乙酸酯、5份异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)得到第二预聚体;步骤三:将第一预聚体、第二预聚体混合、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂搅拌30min后升温至80℃,反应30min,最后加入改性分子筛、增强剂升温至110℃,反应1小时,之后加入催化剂、发泡剂混合填充至低压发泡机中,保持温度在80℃,熟化后得到耐磨聚氨酯发泡弹性体。测试一:进行邵氏硬度测试以及nbs耐磨测试。测试二:将材料放置在15℃条件下,2小时内升温至35℃,保温6小时,之后2小时降温至-10℃,保温6小时,再2小时之内升温至15℃保温1小时。进行邵氏硬度测试以及nbs耐磨测试。表一:测试一结果邵氏硬度/anbs耐磨(%)实施例一82>40实施例二75>40实施例三74>40实施例四76>40对比例一58>20对比例二66>30对比例三70>30对比例四68>30表二:测试二结果邵氏硬度/anbs耐磨(%)实施例一78>40实施例二70>30实施例三71>30实施例四72>30对比例一58>10对比例二66>10对比例三70>10对比例四68>10在本发明中,采用乙二醇和异氰酸酯为主体对聚氨酯进行合成,其中加入2-正戊基丙烷-1,3-二醇、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇参与到反应中,2-正戊基丙烷-1,3-二醇、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇中的两端为羟基,羟基能够与异氰酸酯以及添加的反应,从而改变整个聚氨酯的分子结构,同时添加的异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)、异氰酸基甲酸甲酯也能够参与到反应中,并且添加甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯,能够与整体成分发生反应,并且通过上述添加剂的添加,能够提高整体聚氨酯弹性体的耐磨性能,而改性分子筛采用硅酸四丁酯、硅酸四乙酯、硅酸钛、硅酸二铝为主体,形成硅类分子筛,同时添加苯丙基二甲基甲硅烷氧基硅酸酯、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-羟基-3-甲氧基肉硅酸、四(2-乙基己基)硅酸酯、四丁基二氟三苯硅酸铵、2,2`-二硫代双乙酸二铵、2-羟基乙基-二甲基-[2-氧代-2-(4-苯基苯基)乙基]溴化铵,能够使得分子筛表面具备活性基团,将活性基团与上述添加剂产生反应,从而交联分子结构,填充了分子链段,使得在冷热环境下,分子链段不会发生大范围偏移,在2-正戊基丙烷-1,3-二醇、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、乙氧基苯基异氰酸酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)、异氰酸基甲酸甲酯、甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛的添加,能够起到协同作用,使得整体材料在昼夜温差大的条件下,耐磨性能能够持续保持在一个较好的状态下。另外,特别在增强剂选用n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚的情况下,n-叔丁基-1,1-二甲基-1-(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷胺和3-氨丙基硅烷三醇、聚乙二醇单烯丙基醚能够与整体分子链段发生反应,产生协同效果,进一步保证了整体材料在昼夜温差大的条件下,耐磨性能能够持续保持在一个较好的状态下。在制备过程中,先将一部分的乙二醇、异氰酸酯、2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)进行反应,先初步进行预聚反应,使得2-正戊基丙烷-1,3-二醇、5份异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)的基团能够与主体发生聚合,生成初步的第一预聚体;之后在将一部分的乙二醇、异氰酸酯、2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)进行预聚反应,将2-(反式-4-丁基环己基)丙烷-1,3-二醇、异氰酸基甲酸甲酯、异氰酸4,4'-亚甲基二(2-氯苯酯)上的活性基团能够交联在主体上;之后在步骤三中再将第一预聚体和第二预聚体进行聚合,使得具有一定链段的第一预聚体和第二预聚体进行聚合,这样可以使得整体聚合过程中,活性基团的分布更加均匀,使得分子链段更加规整,在此过程中添加入甲基2,3-二乙基-1-(三甲基硅烷基)-2-环丙烯-1-羧酸酯、改性分子筛、增强剂可以进一步将分散的链段进行聚合,形成三维网状结构,进而保证了在昼夜温差大的条件下,耐磨性能仍然能够保持在一个较好的状态,产品的稳定性也高。以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
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