一种PBA-PCDL复合软段的聚氨酯弹性体材料及其制备方法与流程

一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及涉及聚氨酯弹性材料技术领域，更具体地说，涉及一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料及其制备方法。


背景技术：

2.聚氨酯弹性体是一种具有微相分离结构聚合物，包括软段和硬段，软段提供弹性，硬段提供物理、化学交联点和力学强度，因此，聚氨酯弹性体具有较高的机械强度、优良的耐化学溶剂性能、耐油、具有良好的回弹性等，已经广泛应用于轮胎、胶辊、传动带、密封制品、包覆产品、制鞋、医用等领域。
3.热塑性聚氨酯弹性体通常属于线性材料，加热可熔化，冷却可定型，可通过挤出机、注塑机等设备重复加工利用，加工方式简单易行。相比于热固性聚氨酯弹性体，热塑性聚氨酯弹性体在加工和环保方面具有明显的优势，但在材料耐热性、抵抗压缩形变、透明性等方面则处于明显劣势。因此如何提升热塑性聚氨酯弹性的耐热性、透明性、降低其硬度、降低其压缩形变等性能，成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料及其制备方法，用以解决上述背景技术中存在的技术问题。
5.本发明技术方案提供一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，包括如下重量的各组分：软段100-120份、硬段30-40份、扩链剂5-8份、催化剂1-3份、光稳定剂1-2份、润滑剂2-5份；
6.所述软段包括聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)；
7.所述硬段包括4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和1，4-丁二醇(bdo)。
8.在一个优选地实施例中，所述扩链剂包括醇类扩链剂和氨类扩链剂，所述醇类扩链剂为乙二醇、丁二醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷中的至少一种，所述氨类扩链剂为二乙烯三胺、异佛尔酮二胺、乙二胺、水合肼中的至少一种。
9.在一个优选地实施例中，催化剂为钛酸四丁酯、对甲苯磺酸、醋酸锑、月桂酸二丁锡、钛酸四异丙酯、乙二醇锑中的至少一种。
10.在一个优选地实施例中，所述的光稳定剂为tinuvin770、tinuvin234、tinuvin571中的至少一种。
11.在一个优选地实施例中，所述的润滑剂为ebs、改性ebs、油酸酰胺、芥酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、蒙旦蜡中的至少一种。
12.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
13.s1：软段原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)于110-120℃真空脱水
2-4h,密封保存；
14.s2：硬段原料预处理，将1，4-丁二醇(bdo)于85-95℃真空脱水3-4h,置于干燥器中密封保存，将4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)于-5℃冰柜中存储,提前敲碎,便于添加；
15.s3：将预处理后的软段原料加热至100-110℃,随后加入预处理后的硬段原料，扩链剂、催化剂、光稳定剂、润滑剂搅拌30-40min,控制温度在85-90℃反应2-3h后,停止加热反应,室温下放置5-9天，得到聚氨酯弹性体材料。
16.本发明技术方案的有益效果是：
17.本发明产品具较低的压缩形变和扯断永久形变，较高的软化温度以及良好透明性，可以在密封圈、脚轮、高温油管、鞋材等领域得到广泛的应用。本发明制得的聚氨酯弹性体的拉伸强度较低，但已能满足大部分应用需求；本发明的聚氨酯弹性体具有很高的断裂伸长率和较低的硬度，可作为一种柔软的热塑性聚氨酯弹性体使用。
具体实施方式
18.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述方便起见而给出的，而并不是无遗漏的、者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
19.实施例1
20.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，包括如下重量的各组分：软段100份、硬段30-份、扩链剂5份、催化剂1份、光稳定剂1份、润滑剂2份；
21.所述软段包括聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)；
22.所述硬段包括4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和1，4-丁二醇(bdo)。
23.所述扩链剂包括醇类扩链剂和氨类扩链剂，所述醇类扩链剂为乙二醇，所述氨类扩链剂为二乙烯三胺。催化剂为钛酸四丁酯。所述的光稳定剂为tinuvin770。所述的润滑剂为ebs。
24.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
25.s1：软段原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)于110℃真空脱水2h,密封保存；
26.s2：硬段原料预处理，将1，4-丁二醇(bdo)于85-95℃真空脱水3h,置于干燥器中密封保存，将4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)于-5℃冰柜中存储,提前敲碎,便于添加；
27.s3：将预处理后的软段原料加热至100℃,随后加入预处理后的硬段原料，扩链剂、催化剂、光稳定剂、润滑剂搅拌30min,控制温度在85℃反应2-3h后,停止加热反应,室温下放置5天，得到聚氨酯弹性体材料。
28.实施例2
29.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，包括如下重量的各组分：软段120份、硬段40份、扩链剂8份、催化剂3份、光稳定剂2份、润滑剂5份；
30.所述软段包括聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)；
31.所述硬段包括4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和1，4-丁二醇(bdo)。
32.所述扩链剂包括醇类扩链剂和氨类扩链剂，所述醇类扩链剂为丁二醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷的混合物，所述氨类扩链剂为异佛尔酮二胺、乙二胺、水合肼中的混合物。催化剂为对甲苯磺酸、醋酸锑、月桂酸二丁锡、钛酸四异丙酯、乙二醇锑中的混合物。所述的光稳定剂为tinuvin234、tinuvin571的混合物。所述的润滑剂为改性ebs、油酸酰胺、芥酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、蒙旦蜡中的混合物。
33.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
34.s1：软段原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)于120℃真空脱水4h,密封保存；
35.s2：硬段原料预处理，将1，4-丁二醇(bdo)于95℃真空脱水4h,置于干燥器中密封保存，将4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)于-5℃冰柜中存储,提前敲碎,便于添加；
36.s3：将预处理后的软段原料加热至110℃,随后加入预处理后的硬段原料，扩链剂、催化剂、光稳定剂、润滑剂搅拌40min,控制温度在90℃反应2-3h后,停止加热反应,室温下放置9天，得到聚氨酯弹性体材料。
37.实施例3
38.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，包括如下重量的各组分：软段115份、硬段36份、扩链剂7份、催化剂2份、光稳定剂2份、润滑剂4份；
39.所述软段包括聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)；
40.所述硬段包括4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和1，4-丁二醇(bdo)。
41.所述扩链剂包括醇类扩链剂和氨类扩链剂，所述醇类扩链剂为乙二醇、三羟甲基丙烷的混合物，所述氨类扩链剂为异佛尔酮二胺、乙二胺的混合物。催化剂为醋酸锑、月桂酸二丁锡、钛酸四异丙酯的混合物。所述的光稳定剂为tinuvin234。所述的润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺的混合物。
42.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
43.s1：软段原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)于110-120℃真空脱水2-4h,密封保存；
44.s2：硬段原料预处理，将1，4-丁二醇(bdo)于90℃真空脱水3h,置于干燥器中密封保存，将4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)于-5℃冰柜中存储,提前敲碎,便于添加；
45.s3：将预处理后的软段原料加热至100℃,随后加入预处理后的硬段原料，扩链剂、催化剂、光稳定剂、润滑剂搅拌35min,控制温度在88℃反应3h后,停止加热反应,室温下放置6天，得到聚氨酯弹性体材料。
46.下表1为实施例1-3所制得聚氨酯弹性体制品性能测试结果，其中
①
软化温度采用岛津毛细管流变仪升温法测试；
②
透光率的样品为2mm厚度片材
[0047][0048]
表1
[0049]
从表1中数据可以看出，本发明产品具较低的压缩形变和扯断永久形变，较高的软化温度以及良好透明性，可以在密封圈、脚轮、高温油管、鞋材等领域得到广泛的应用。本发明制得的聚氨酯弹性体的拉伸强度较低，但已能满足大部分应用需求；本发明的聚氨酯弹性体具有很高的断裂伸长率和较低的硬度，可作为一种柔软的热塑性聚氨酯弹性体使用。
[0050]
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

技术特征：
1.一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，包括如下重量的各组分：软段100-120份、硬段30-40份、扩链剂5-8份、催化剂1-3份、光稳定剂1-2份、润滑剂2-5份；所述软段包括聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)；所述硬段包括4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和1，4-丁二醇(bdo)。2.根据权利要求1所述的一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述扩链剂包括醇类扩链剂和氨类扩链剂，所述醇类扩链剂为乙二醇、丁二醇、二缩二乙二醇、三羟甲基丙烷中的至少一种，所述氨类扩链剂为二乙烯三胺、异佛尔酮二胺、乙二胺、水合肼中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，催化剂为钛酸四丁酯、对甲苯磺酸、醋酸锑、月桂酸二丁锡、钛酸四异丙酯、乙二醇锑中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述的光稳定剂为tinuvin770、tinuvin234、tinuvin571中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，所述的润滑剂为ebs、改性ebs、油酸酰胺、芥酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、蒙旦蜡中的至少一种。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种pba-pcdl复合软段的聚氨酯弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：软段原料预处理，将聚四氢呋喃醚二醇(ptmg)、聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)、聚己内酯二醇(pcl)、聚碳酸酯二醇(pcdl)和pba/pcdl(1∶1，wt/wt)于110-120℃真空脱水2-4h,密封保存；s2：硬段原料预处理，将1，4-丁二醇(bdo)于85-95℃真空脱水3-4h,置于干燥器中密封保存，将4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)于-5℃冰柜中存储,提前敲碎,便于添加；s3：将预处理后的软段原料加热至100-110℃,随后加入预处理后的硬段原料，扩链剂、催化剂、光稳定剂、润滑剂搅拌30-40min,控制温度在85-90℃反应2-3h后,停止加热反应,室温下放置5-9天，得到聚氨酯弹性体材料。

技术总结
本发明公开了一种PBA-PCDL复合软段的聚氨酯弹性体材料，包括如下重量的各组分：软段100-120份、硬段30-40份、扩链剂5-8份、催化剂1-3份、光稳定剂1-2份、润滑剂2-5份。本发明产品具较低的压缩形变和扯断永久形变，较高的软化温度以及良好透明性，可以在密封圈、脚轮、高温油管、鞋材等领域得到广泛的应用。本发明制得的聚氨酯弹性体的拉伸强度较低，但已能满足大部分应用需求；本发明的聚氨酯弹性体具有很高的断裂伸长率和较低的硬度，可作为一种柔软的热塑性聚氨酯弹性体使用。的热塑性聚氨酯弹性体使用。


技术研发人员：李泽雄
受保护的技术使用者：清远新力化机有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/8/6