航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫及其制备方法与流程

本发明涉及航空有机玻璃研磨抛光用抛光垫制备，尤其涉及一种航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫及其制备方法。

背景技术：

1、有机玻璃是一种高透明无定型的热塑性塑料，在塑料中透光性最佳，透射率高达92%～93%，可透过可见光99%，紫外光73%；相对密度小，为1.19，仅为硅玻璃的1/2；抗碎裂性能好，为硅玻璃的7～18倍；有良好的热塑加工性能，易于加工成型；化学性能稳定，能耐一般化学腐蚀，对低浓度的酸、碱作用小，为飞机的座舱盖、风挡和舷窗等航空透明材料的主要材料。

2、航空有机玻璃对表面质量有很高的要求，实验证明，研磨抛光是改进航空有机玻璃表面点状缺陷、光学畸变、厚度公差、提高产品合格率最简便有效的措施。目前国内航空有机玻璃使用抛光毡进行抛光，其工作效率极低，为1.36nm/min，成本高且工作寿命短。

3、聚氨酯材料能通过改变原料种类及组成，大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品，使其物料机械性能好、性能可调节范围广及成型工艺性能好，从而达到其抛光效率高、连续工作时间长等优点。

4、互穿网络聚合物（interpenetrating polymer network,ipn）是由两种或多种聚合物互相贯穿的交织网络，是用化学的方法将两种或两种以上的聚合物互相贯穿交织网状的一类新型复合聚合物材料。高聚物分子相互贯穿而形成网络体系，参与互穿的聚合物之间并未发生化学反应，而是相互交叉渗透，机械缠结，起到“强迫互溶”和“协同作用”，实现了聚合物性能互补，达到改性的目的。

5、聚丙烯酸酯具有良好的综合力学性能，与聚氨酯形成互穿网络可提高聚氨酯的延伸率和抗溶剂性，改善聚氨酯的力学性能和热性能。现有技术中关于互穿网络聚合物对航空有机玻璃表面质量的研究鲜有报道。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫以及制备方法，提高了聚氨酯的延伸率和抗溶剂性，从而提高航空有机玻璃的抛光效率，节约成本。

2、为实现此技术目的，本发明采用如下方案：

3、航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，按如下步骤进行：

4、s1、将聚醚多元醇或聚酯多元醇在110℃真空作用下除水，真空除水后的多元醇置于反应器（如三口烧瓶）中，并加入异氰酸酯，在80℃干燥氮气气氛下连续机械搅拌至充分反应，得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体；

5、s2、分别加入丙烯酸酯、扩链剂、引发剂和催化剂到反应器中，充分反应，得到中间产物；

6、s3、将中间产物在真空下脱气10min并倒入预热的teflon模具中固化，再80℃下后固化，得到最终产物。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

8、1、本发明制备的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫抛光效率高，性能可调节范围广。

9、2、本发明制备的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫性能优异，连续工作时间长，降低航空有机玻璃抛光成本。

10、本发明的优选方案为：

11、s1中的多元醇为聚四氢呋喃醚二醇（ptmg）、聚丙二醇（ppg）、己二酸-乙二醇-丙二醇型聚酯多元醇及己二酸-1,4丁二醇型聚酯多元醇中的一种或两种以上。多元醇的用量为总反应体系的40～70wt.%。

12、s1中的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯（tdi）或4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）或六亚甲基二异氰酸酯（hdi）中的任意一种。异氰酸酯的用量为总反应体系的14～26wt.%。

13、s1得到的聚氨酯预聚体含量占总反应体系的60~90wt.%。

14、s2中的丙烯酸酯为丙烯酸正丁酯（n-ba）、甲基丙烯酸甲酯（pmma）或甲基丙烯酸正丁酯（n-bma）中的任意一种。丙烯酸酯的用量为总反应体系的10～40wt.%。

15、s2中的扩链剂为3,4-二氯-4,4-二氨基二苯基甲烷（moca）。扩连接的用量为总反应体系的1.5～3.5wt.%。

16、s2中的引发剂为偶氮二异丁腈（aibn）、过氧化二月桂酰中的一种。引发剂的用量为总反应体系的0.03～0.12wt %。

17、s2中的催化剂为二月桂酸二丁基锡。催化剂的用量为总反应体系的0.06～0.10wt.%。

18、s3中的固化温度为60±2℃。

19、s3中的80℃下后固化温度为80±5℃。

20、由上述方法制备得到的抛光垫，抛光垫的拉伸强度大于42mpa，对有机玻璃板的抛光去除率超过13.37nm/min。

技术特征：

1.一种航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s1中的多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、己二酸-乙二醇-丙二醇型聚酯多元醇及己二酸-1,4丁二醇型聚酯多元醇中的一种或两种以上，多元醇的用量为总反应体系的40～70wt.%。

3.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s1中的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯或4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的任意一种；异氰酸酯的用量为总反应体系的14～26wt.%。

4.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s2中的丙烯酸酯为丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸正丁酯中的任意一种；丙烯酸酯的用量为总反应体系的10～40wt.%。

5.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s2中的扩链剂为3,4-二氯-4,4-二氨基二苯基甲烷；扩连接的用量为总反应体系的1.5～3.5wt.%。

6.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s2中的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二月桂酰；引发剂的用量为总反应体系的0.03～0.12wt %。

7.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s2中的催化剂为二月桂酸二丁基锡，催化剂的用量为总反应体系的0.06～0.10wt.%。

8.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s3中的固化温度为60±2℃。

9.根据权利要求1所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法，其特征在于，s3中的80℃下后固化温度为80±5℃。

10.根据权利要求1-9任一项所述的航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫的制备方法得到的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫拉伸强度大于42mpa，对有机玻璃板的抛光去除率超过13.37nm/min。

技术总结
本发明公开了一种航空有机玻璃抛光用聚氨酯互穿网络抛光垫及其制备方法，涉及航空有机玻璃研磨抛光用抛光垫制备技术领域。按如下步骤进行：S1、将真空除水后的多元醇置于反应器中，真空搅拌下加入异氰酸酯，连续搅拌至充分反应；S2、别加入丙烯酸酯、扩链剂、引发剂和催化剂到反应器中，充分反应，得到中间产物；S3、将中间产物在真空下脱气10min并倒入预热的Teflon模具中固化，再80℃下后固化，得到最终产物。通过此法得到的抛光垫能够提高航空有机玻璃的抛光率，提高耐用性，节约成本。

技术研发人员：刘长伟,张淑斌,郑忠川,冯玉婷,杜斌,郑飞
受保护的技术使用者：锦西化工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11