CN102942675B - 双组分聚氨酯弹性体组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双组分聚氨酯弹性体组合物。其由重量比为1:1的组分A和组分B组成，其中：以重量百分数计：组分A：由74.7～91.7％的聚酯多元醇A与8～25％的扩链剂，在0.3％的催化剂作用下，在100～110℃，-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05％聚合而成；组分B：由62.2～79.2％的聚酯多元醇B与20.8～37.8％的二异氰酸酯，在70～80℃下反应2～3h，得到异氰酸根质量含量为7.0～12.0％的预聚物。该组合物在制备聚氨酯弹性体时，在50～60℃下即可操作，并且快速成形，快速脱模，无需高温硫化。

Description

双组分聚氨酯弹性体组合物
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体领域，具体地说，涉及一种双组分聚氨酯弹性体组合物。
背景技术
聚氨酯弹性体是介于塑料与橡胶之间的一种高分子合成材料，具有优良的耐磨性、良好的力学强度及耐油、耐低温、耐臭氧老化等性能，因而广泛用于胶辊、油封、汽车轮胎等领域。聚氨酯已深入到国民经济和人民生活中，成为一种发展迅速的合成材料。聚酯多元醇极易结晶，大部分产品常温下为白色蜡状固体。由于其极易结晶，所以普通聚酯型预聚体的粘度较大，操作工艺一般是和扩链剂（MOCA）在高温条件下（80-120℃）发生反应，成型后也必须在高温条件下硫化10小时以上，才能得到性能优良的聚氨酯弹性体制品，该操作工艺复杂，且在生产过程中有严重的能量浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种在温度50-60℃下即可操作，并且快速成形，快速脱模，无需高温硫化的双组分聚氨酯弹性体组合物。
本发明的技术方案是：双组分聚氨酯弹性体组合物，由组分A和组分B组成，其中：
1、组分A：以重量百分数计，由74.7％～91.7％的聚酯多元醇A与8％～25％的扩链剂，在0.3％的催化剂作用下，在温度100～110℃，真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05％聚合而成，所述聚酯多元醇A官能度为2，数均分子量为1000～2000，常温下呈液态；聚酯多元醇A优选以丁二酸或己二酸为原料制得的常温下为液态的聚酯多元醇。
2、组分B：以重量百分数计，由62.2％～79.2％的聚酯多元醇B与20.8％～37.8％的二异氰酸酯，在温度70～80℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为7.0％～12.0％的预聚物，所述聚酯多元醇B官能度为2，数均分子量为1000～2000。
3、将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50～60℃下混合均匀，迅速浇注入预热温度为80～100℃的模具中，经20～40分钟后脱模，常温硫化后，制得硬度为邵氏80A～95A的聚氨酯弹性体。
所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI）或二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）；其中TDI优选TDI-80或TDI-100中的一种或两种的混合物；MDI优选MDI-50。
所述TDI-80即为：以重量百分数计，2，4-甲苯二异氰酸酯80%和2，6-甲苯二异氰酸酯20％的混合物。
所述TDI-100即为：纯度为98％以上的2，4-甲苯二异氰酸酯。
所述MDI-50即为：以重量百分数计，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯50%和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯50％的混合物。
所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷（MOCA）或3，5-二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）。
所述催化剂为有机铋类催化剂或胺类催化剂。
本发明的有益效果在于：本发明的组合物在制备聚氨酯弹性体时，在温度50-60℃下即可操作，并且快速成形，快速脱模，无需高温硫化。
具体实施方式
以下实施例具体说明本发明，以下分数均为重量百分数。其中涉及到简称代表的物质如下：
ODX-150：指数均分子量为1500的聚己二酸乙二醇丙二醇酯
ODX-218：指数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇丙二醇酯
CMA-1024：指数均分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯
CMA-244：指数均分子量为2000的聚己二酸丁二醇乙二醇酯
POL-1276T：指数均分子量为1500的聚己二酸一缩二乙二醇酯
TDI-80/TDI-100：指甲苯二异氰酸酯
MDI-50：指二苯基甲烷二异氰酸酯
MOCA：3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷
DMTDA：3，5-二甲硫基甲苯二胺
实施例1：
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下：
组分A、100g：POL-1276T、74.7g、MOCA、25g、催化剂选用有机铋类催化剂和三乙烯二胺，用量分别为0.1g和0.2g，在温度100～110℃，真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.03％聚合得到聚合物；
组分B、100g：CMA-1024、63.8g与T-100、36.2g，在温度70～80℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为12.0％的预聚物；
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下：
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50～60℃下混合均匀，迅速浇注入预热温度为80～100℃的模具中，5分钟固化，20分钟脱模，常温硫化后，得到硬度为邵氏95A的聚氨酯弹性体制品，其性能如表1所示。
实施例2：
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下：
组分A、100g：POL-1276T、79.7g、MOCA、20g、催化剂选用有机铋类催化剂和有机胺类催化剂，用量分别为0.1g和0.2g，在温度100～110℃，真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05％聚合得到聚合物；
组分B、100g：ODX-218、62.2g与MDI-50、37.8g，在温度70～80℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为10.1％的预聚物；
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下：
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50～60℃下混合均匀，迅速浇注入预热温度为80～100℃的模具中，2分钟固化，20分钟脱模，常温硫化后，得到硬度为邵氏90A的聚氨酯弹性体制品，其性能如表1所示。
实施例3：
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下：
组分A、100g：CMA-24489.7g、DMTDA 10g、催化剂选用有机铋类催化剂、0.3％，在温度100～110℃，真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05％聚合得到聚合物；
组分B、100g：ODX-150、65.8g与MDI-50、34.2g，在温度70～80℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为7.8％的预聚物；
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下：
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50～60℃下混合均匀，迅速浇注入预热温度为80～100℃的模具中，3分钟固化，30分钟脱模，常温硫化后，得到硬度为邵氏85A的聚氨酯弹性体制品，其性能如表1所示。
实施例4：
双组分聚氨酯弹性体组合物的组分如下：
组分A、100g：CMA-244、91.6g、MOCA、8g、催化剂选用有机铋类催化剂和三乙烯二胺，用量分别为0.1g和0.2g，在温度100～110℃，真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05％聚合得到聚合物；
组分B、100g：ODX-218、79.2g与T-80、20.8g，在温度70～80℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为7.0％的预聚物；
应用上述双组分聚氨酯弹性体组合物制备聚氨酯弹性体的方法如下：
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50～60℃下混合均匀，迅速浇注入预热温度为80～100℃的模具中，4分钟固化，40分钟脱模，常温硫化后，得到硬度为邵氏80A的聚氨酯弹性体制品，其性能如表1所示。
对比例：
采用现有常规方法制备聚氨酯弹性体：
聚酯多元醇ODX-21885.5g与T-8014.5g，在温度80～85℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为3.6％的预聚物；将100g预聚体加热至85℃加入，称量10.5g扩链剂MOCA加热至120℃融化后，把二者搅拌均匀，迅速浇注入预热温度为100～110℃的模具中，4分钟固化，60分钟脱模，110℃硫化后10小时，得到硬度为邵氏85A的聚氨酯弹性体制品，其性能如表1所示。
表1：实施例及对比例制得的聚氨酯弹性体性能比较：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比实例
硬度(邵A) 95 90 85 80 85
凝胶时间(S) 300 120 180 240 240
脱模时间(min) 20 20 30 40 60
伸长率（％） 500 550 620 750 660
拉伸强度（MPa） 55 52 48 43 46
撕裂强度/KN/m 120 105 87 75 86
由表1的数据可以看出本发明制备的双组分聚氨酯弹性体组合物性能优异，操作简单，相对于对比例而言，成型、脱模迅速，且无需高温硫化。

Claims (5)

1.一种双组分聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：由组分A和组分B组成，其中：
组分A：以重量百分数计，由74.7%～91.7%的聚酯多元醇A与8%～25%的扩链剂，在0.3%的催化剂作用下，在温度100～110℃，真空度-0.095MPa条件下脱水至水分小于0.05%聚合而成，所述聚酯多元醇A为官能度为2，数均分子量为1000～2000，以丁二酸或己二酸为原料制得的常温下为液态的聚酯多元醇；
组分B：以重量百分数计，由62.2%～79.2%的聚酯多元醇B与20.8%～37.8%的二异氰酸酯，在温度70～80℃下反应2～3小时，得到异氰酸根质量含量为7.0%～12.0%的预聚物，所述聚酯多元醇B官能度为2，数均分子量为1000～2000；
将组分A与组分B按重量比1:1、在温度50～60℃下混合均匀，迅速浇注入预热温度为80～100℃的模具中，经20～40分钟后脱模，常温硫化后，制得硬度为邵氏80A～95A的聚氨酯弹性体；
所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷或3，5-二甲硫基甲苯二胺。
2.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述组分B中的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求2所述的双组分聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯为TDI-80或TDI-100中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求2所述的双组分聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述二苯基甲烷二异氰酸酯为MDI-50。
5.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述催化剂为有机铋类催化剂或胺类催化剂。
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