CN113307938B - 聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113307938B
CN113307938B CN202110536722.9A CN202110536722A CN113307938B CN 113307938 B CN113307938 B CN 113307938B CN 202110536722 A CN202110536722 A CN 202110536722A CN 113307938 B CN113307938 B CN 113307938B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane elastomer
parts
polyurethane
nano
polycaprolactone diol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110536722.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113307938A (zh
Inventor
钟荣栋
刘悦
李同兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Antop Polymer Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Antopu Polymer Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Antopu Polymer Technology Co ltd filed Critical Guangdong Antopu Polymer Technology Co ltd
Priority to CN202110536722.9A priority Critical patent/CN113307938B/zh
Publication of CN113307938A publication Critical patent/CN113307938A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113307938B publication Critical patent/CN113307938B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/664Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3215Polyhydroxy compounds containing aromatic groups or benzoquinone groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4266Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
    • C08G18/4269Lactones
    • C08G18/4277Caprolactone and/or substituted caprolactone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/44Polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2230/00Compositions for preparing biodegradable polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法。该组合物包括以下原料:聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、异氰酸酯、纳米材料和助剂。本发明利用了聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇和对苯二甲醇在反应后形成了sp2电子离域结构;该结构通过价键接枝的方式与聚氨酯基体复合,提高了材料的力学性能;同时在结构中引入了聚碳酸亚丙酯多元醇和聚己内酯二元醇,使弹性体具备了优异的降解性能;而纳米材料的填充提升了材料的耐磨性,同时还利用纳米材料对光的吸收和利用,实现对弹性体的光降解;通过双重降解模式,进一步提升了弹性体的可降解性。

Description

聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯技术领域,具体涉及聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
聚氨酯是分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团的一类聚合物,通过改变原料的种类及组成,可以改变产品的形态和性能,聚氨酯具有独特的软硬段嵌段共聚物的结构,赋予了其优良的机械性能,以及非常宽的硬度可调节范围,聚氨酯弹性体具有优异的弹性和缓震性能,能够广泛应用于减震应用领域,是其它弹性体产品所无法替代的,如人体用缓冲防护垫、鞋材底部的缓冲垫层等与人体接触较密切的应用领域,聚氨酯弹性体具有触感好,硬度低,减震效果好等优点。
随着聚氨酯被开发的用途越来越多,其消费量也越来越大。用于机械、交通运输、轻工、电器包装、保温材料、汽车和家具业等领域的聚氨酯都要求能够生物降解。生物可降解聚氨酯极大地改善了传统高分子材料在使用后无法自然分解而产生大量废弃物的缺陷,能从根本上解决废弃物造成的环境污染问题。但其机械性能却会发生明显的下降。
因此,需要开发一种聚氨酯弹性体,该聚氨酯弹性体降解性能优异且耐磨性好。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题为:聚氨酯弹性体组合物,该组合物制备得到的聚氨酯弹性体降解性能优异且耐磨性好。
本发明要解决的第二个技术问题为:上述聚氨酯弹性体组合物的应用。
本发明要解决的第三个技术问题为:聚氨酯弹性体,该弹性体降解性能优异且耐磨性好。
本发明要解决的第四个技术问题为:上述聚氨酯弹性体的制备方法。
为解决上述第一个技术问题,本发明提供的技术方案为:聚氨酯弹性体组合物,包括以下原料:聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、异氰酸酯、纳米材料和助剂。
聚己内酯二醇的分子链中含有键能较高的酯键,因而强度高,耐热效果也好,而聚氧化丙烯醚二醇分子主链中与醚键,分子链运动位垒低,柔顺性好,低温性能好,因此将聚己内酯二醇与聚氧化丙烯醚二醇复合使用,有效提升了聚氨酯弹性体的强度和硬度。
根据本发明的一些实施方式,所述助剂包括催化剂和偶联剂。
根据本发明的一些实施方式,所述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:聚碳酸亚丙酯多元醇40份~50份;聚己内酯二醇10份~25份;对苯二甲醇10份~25份;异氰酸酯30份~40份;纳米材料1份~5份;催化剂0.5份~1份和偶联剂1份~5份。
根据本发明的一些实施方式,所述聚碳酸亚丙酯多元醇分子量为2000~5000。
根据本发明的一些实施方式,所述聚己内酯二醇的分子量为1000~5000。
根据本发明的一些实施方式,所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式,所述催化剂为辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的至少一种。
有机锡能与异氰酸跟产生配位,使-NCO极化,从而使异氰酸酯分子中带正电荷的碳原子更加活泼,更容易受到多元醇聚合物端羟基的攻击,提高催化活性。
根据本发明的一些实施方式,所述纳米材料包括纳米二氧化钛和纳米氧化锌中的至少一种。
纳米二氧化钛和纳米氧化锌的加入均可以提高弹性体的光降解性能,同时具有自洁除污的作用。
根据本发明的一些实施方式,所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛。
根据本发明的一些实施方式,所述改性纳米二氧化钛为羧基化纳米二氧化钛。
根据本发明的一些实施方式,所述羧基化纳米二氧化钛的制备包括以下步骤:
S01、将钛酸正丁酯、乙醇、柠檬酸和水进行混合,调节pH值为2~4,得到溶胶;
S02、将所述溶胶在氮气保护下,60℃~80℃反应2h~4h,固液分离,收集固相,洗涤,即得所述羧基化纳米二氧化钛。
根据本发明的一些实施方式,所述钛酸正丁酯、乙醇、柠檬酸和水的摩尔比为1:30~100:5~10:0.5~4。
根据本发明的一些实施方式,所述纳米氧化锌为改性纳米氧化锌。
根据本发明的一些实施方式,所述改性纳米氧化锌为氨基化氧化锌。
根据本发明的一些实施方式,所述氨基化纳米氧化锌的制备包括以下步骤:
S001、将二水合醋酸锌加入乙醇中,60~80℃回流1~2h,冷却至室温后加入KOH反应50~70min,再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷反应2~4h,固液分离,收集固相,洗涤,即得到所述氨基化纳米氧化锌。
根据本发明的一些实施方式,所述二水合醋酸锌、乙醇、KOH和3-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1:30~100:1.5~2.5:1~10。
对纳米材料进行改性设计,将纳米材料枝接与高分子主体上,使纳米材料均匀分散在弹性体中。
根据本发明的一些实施方式,所述偶联剂包括硅烷偶联剂。
根据本发面的一些实施方式,所述硅烷偶联剂包括KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)。
通过使用硅烷偶联剂来进行纳米粉体的疏水化改性,改善了纳米粉体易团聚的缺点,获得了分散性良好的纳米粉体,使得纳米粉体加入弹性体中更加均匀的分散开来,可以提高弹性体的耐磨性。
根据本发明实施方式的聚氨酯弹性体组合物,至少具备如下有益效果:利用了聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇和对苯二甲醇在反应后形成了sp2电子离域结构;该结构通过了价键接枝的方式与聚氨酯基体复合,提高了材料的力学性能;同时在结构中引入了聚碳酸亚丙酯多元醇和聚己内酯二元醇,使弹性体具备了优异的降解性能;而纳米材料填充提升了材料的耐磨性,同时还利用了纳米材料对太阳光的吸收和利用,实现对弹性体的光降解;通过双重降解模式,进一步提升了弹性体的可降解性。
为解决上述第二个技术问题,本发明提供的技术方案为:上述聚氨酯弹性体组合物在制备聚氨酯弹性体中的应用。
根据本发明的一些实施方式,所述聚氨酯弹性体由所述聚氨酯弹性体组合物反应制备得到。
为解决上述第三个技术问题,本发明提供的技术方案为:一种聚氨酯弹性体,所述聚氨酯弹性体的制备原料包括上述聚氨酯弹性体组合物。
根据本发明实施方式的聚氨酯弹性体,至少具备如下有益效果:该弹性体结构中引入了聚碳酸亚丙酯多元醇和聚己内酯二元醇,使弹性体具备了优异的降解性能;而纳米材料在弹性体中的填充,提升了材料的耐磨性;同时通过纳米材料对太阳光的吸收和利用,实现对弹性体的光降解。
为解决上述第四个技术问题,本发明提供的技术方案为:上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、先将异氰酸酯、催化剂、对苯二甲醇、聚己内酯二醇和聚碳酸亚丙酯多元醇混合反应,得前驱体;
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合反应,干燥固化得到所述聚氨酯弹性体。
根据本发明的一些实施方式,所述步骤S1中混合反应的温度为60℃~80℃。
根据本发明的一些实施方式,所述步骤S2中混合反应的温度为130℃~180℃。
根据本发明实施方式的聚氨酯弹性体的制备方法,至少具备如下有益效果:本发明的制备方法,工艺简单,实现了聚氨酯弹性体的快速制备及大规模生产。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
本发明实施例中选用的羧基化纳米二氧化钛的制备方法如下:
将1重量份的钛酸正丁酯溶于30重量份的无水乙醇中,磁力搅拌20min后,缓慢滴加10重量份的柠檬酸和0.5重量份的水混合液,pH值调节至2,得稳定均匀澄清透明的浅黄色溶胶,在氮气保护下80℃加热搅拌反应,然后抽滤、洗涤、干燥,制备得羧基化的二氧化钛。
本发明实施例中选用的氨基化纳米氧化锌的制备方法如下:
将1重量份的二水合醋酸锌加入30重量份的乙醇中,80℃回流2h,冷却至室温后加入2重量份KOH反应60min,再加入10重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷反应3h,离心,洗涤,即得到氨基化纳米氧化锌。
本发明的实施例一为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)40份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)10份;对苯二甲醇10份;异氰酸酯(万华MDI-50)30份;纳米材料(纳米二氧化钛)1份;催化剂(辛酸亚锡)0.5份和硅烷偶联剂(KH560)1份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的实施例二为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-H2200)50份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)25份;对苯二甲醇25份;异氰酸酯(巴斯夫T-80)40份;纳米材料(羧基化纳米二氧化钛)5份;催化剂(辛酸亚锡)1份和硅烷偶联剂(KH560)5份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在80℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在170℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的实施例三为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)45份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)15份;对苯二甲醇15份;异氰酸酯(万华MDI-50)35份;羧基化纳米二氧化钛3份;氨基化纳米氧化锌2份;催化剂(辛酸亚锡)0.81份和硅烷偶联剂(KH560)5份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在60℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、羧基化纳米二氧化钛、氨基化纳米氧化锌和前驱体混合,在130℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的实施例四为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-H2200)50份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)20份;对苯二甲醇20份;异氰酸酯(巴斯夫T-80)35份;纳米材料(氧化锌)4份;催化剂(辛酸亚锡)1份和硅烷偶联剂(KH560)4份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的实施例五为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)45份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)25份;对苯二甲醇25份;异氰酸酯(巴斯夫T-80)40份;纳米材料(氨基化纳米氧化锌)5份;催化剂(辛酸亚锡)1份和硅烷偶联剂(KH560)5份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的对比例一为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)40份;对苯二甲醇10份;异氰酸酯(万华MDI-50)30份;纳米材料(纳米二氧化钛)1份;催化剂(辛酸亚锡)0.5份和硅烷偶联剂(KH560)1份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的对比例二为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)40份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)10份;对苯二甲醇10份;异氰酸酯(万华MDI-50)30份;催化剂(辛酸亚锡)0.5份和硅烷偶联剂(KH560)1份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的对比例三为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)40份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)10份;对苯二甲醇10份;异氰酸酯(万华MDI-50)30份;纳米材料(纳米二氧化钛)1份和催化剂(辛酸亚锡)0.5份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的对比例四为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)40份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)10份;异氰酸酯(万华MDI-50)30份;纳米材料(纳米二氧化钛)1份;催化剂(辛酸亚锡)0.5份和硅烷偶联剂(KH560)1份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
本发明的对比例五为:聚氨酯弹性体及其制备方法:
上述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体组合物制备得到。
上述聚氨酯弹性体组合物包括以下重量份数的原料:
聚碳酸亚丙酯多元醇(江苏金龙JLB-B2350)40份;聚己内酯二醇(巴斯夫PCL1000)10份;对苯二甲醇30份;异氰酸酯(万华MDI-50)30份;纳米材料(纳米二氧化钛)1份;催化剂(辛酸亚锡)0.5份和硅烷偶联剂(KH560)1份。
上述聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按比例将聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇、对苯二甲醇、催化剂和异氰酸酯混合,在70℃下反应10h,得前驱体。
S2、将硅烷偶联剂、纳米材料和前驱体混合,在150℃下反应2h,固化干燥后得上述聚氨酯弹性体。
性能测试:
(1)耐磨性测试:按照DIN 53516GB9867进行耐磨性测试。
(2)生物降解测试:将本发明实施例和对比例制得的聚氨酯弹性体通过挤出流延法得到聚氨酯弹性体薄膜,按照GB/T17603-2017将实施例一~五和对比例一~五制得的聚氨酯弹性体薄膜进行埋土分解测试,将10.0g薄膜埋于地下,测试三个月后薄膜外观和重量损失。
(3)光降解测试:根据GB/T 16422.2-2014塑料实验室光源暴露测试方法,测试时间为14天。
表1实施例一~五和对比例一~五制得的聚氨酯弹性体性能测试结果
Figure BDA0003069911700000091
Figure BDA0003069911700000101
从表1数据可以看出,本发明实施例一~五所制备的聚氨酯弹性体降解能力优于对比例一~五所制备的聚氨酯弹性体,同时本发明制备的聚氨酯弹性体的耐磨性能有明显的提升。
本发明实施例三中纳米材料为羧基化纳米二氧化钛和氨基化氧化锌,所制得光降解性能最佳,说明两者之间存在一定的协同作用,进一步提高了弹性体的光降解性能。
本发明对比例一与实施例一相比,不添加聚己内酯二醇,所制得的弹性体的生物降解程度为47.4%,远低于实施例一中生物降解程度75.3%。
本发明对比例二与实施例一相比,不添加纳米材料,弹性体的耐磨性和光降解性能较差。
本发明对比例三与实施例一相比,不添加硅烷偶联剂,硅烷偶联剂会影响纳米材料的分散,纳米材料分散较差,影响弹性体的耐磨性能,使得弹性体的耐磨性降低。
本发明对比例四与实施例一相比,不添加对苯二甲醇,说明不添加对苯二甲醇会使材料的耐磨性和可降解性能变差。
本发明对比例五与实施例一相比,对苯二甲醇的添加量为30份,说明对苯二甲醇添加量过多,会使材料的耐磨性和可降解性能变差。
由本发明对比例四和对比例五的性能测试结果得知,对苯二甲醇的添加量需控制在特定的范围内,添加量过多和过小均会对材料性能产生不利的影响。
综上所述,本发明提供的聚氨酯弹性体,利用了聚碳酸亚丙酯多元醇、聚己内酯二醇和对苯二甲醇在反应后形成了sp2电子离域结构;该结构通过价键接枝的方式与聚氨酯基体复合,提高了材料的力学性能;同时在结构中引入了聚碳酸亚丙酯多元醇和聚己内酯二元醇,使弹性体具备了优异的降解性能;而纳米材料的填充提升了材料的耐磨性,同时还利用了纳米材料对太阳光的吸收和利用,实现对弹性体的光降解;通过双重降解模式,进一步提升了弹性体的可降解性。
上面结合说明书内容对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (6)

1.聚氨酯弹性体组合物,其特征在于:由以下重量份数的原料组成:聚碳酸亚丙酯多元醇 40份~50份;聚己内酯二醇10份~25份;对苯二甲醇10份~25份;异氰酸酯30份~40份;纳米材料1份~5份;催化剂0.5份~1份和偶联剂1份~5份;
所述聚碳酸亚丙酯多元醇分子量为2000~5000;
所述聚己内酯二醇的分子量为1000~5000;
所述偶联剂为KH560;
所述纳米材料为纳米二氧化钛和纳米氧化锌中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体组合物,其特征在于:所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体组合物,其特征在于:所述催化剂为辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡中的至少一种。
4.如权利要求1至3任一项所述的聚氨酯弹性体组合物在制备聚氨酯弹性体中的应用。
5.聚氨酯弹性体,其特征在于:所述聚氨酯弹性体的制备原料包括如权利要求1至3任一项所述的聚氨酯弹性体组合物。
6.如权利要求5所述的聚氨酯弹性体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、先将异氰酸酯、催化剂、对苯二甲醇、聚己内酯二醇和聚碳酸亚丙酯多元醇混合反应,得前驱体;
S2、将纳米材料和前驱体混合反应,干燥固化后得到所述聚氨酯弹性体。
CN202110536722.9A 2021-05-17 2021-05-17 聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法 Active CN113307938B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110536722.9A CN113307938B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110536722.9A CN113307938B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113307938A CN113307938A (zh) 2021-08-27
CN113307938B true CN113307938B (zh) 2022-04-19

Family

ID=77373554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110536722.9A Active CN113307938B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113307938B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114230744B (zh) * 2022-01-19 2024-02-23 广东安拓普聚合物科技股份有限公司 一种淀粉基弹性体及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714230A (en) * 1993-11-18 1998-02-03 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Degradable aliphatic polyester formed products
CN103910846A (zh) * 2014-03-04 2014-07-09 西安工程大学 一种可降解聚氨酯及其制备方法
CN104558787A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种低能耗、易光降解的聚乙烯组合物及其制备方法
CN105802428A (zh) * 2016-03-22 2016-07-27 武汉华工图像技术开发有限公司 一种水性疏水型光学涂料以及利用该涂料制成的激光全息防伪烫印膜
CN105936667A (zh) * 2016-03-17 2016-09-14 华东理工大学 一种提高聚己内酯基生物弹性体力学性能的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9598527B2 (en) * 2004-09-01 2017-03-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurethanes, articles and coatings prepared therefrom and methods of making the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714230A (en) * 1993-11-18 1998-02-03 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Degradable aliphatic polyester formed products
CN104558787A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种低能耗、易光降解的聚乙烯组合物及其制备方法
CN103910846A (zh) * 2014-03-04 2014-07-09 西安工程大学 一种可降解聚氨酯及其制备方法
CN105936667A (zh) * 2016-03-17 2016-09-14 华东理工大学 一种提高聚己内酯基生物弹性体力学性能的方法
CN105802428A (zh) * 2016-03-22 2016-07-27 武汉华工图像技术开发有限公司 一种水性疏水型光学涂料以及利用该涂料制成的激光全息防伪烫印膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN113307938A (zh) 2021-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102558828A (zh) 一种含羟基填料的聚氨酯杂化材料的制备方法
CN101148538B (zh) 纳米二氧化钛改性聚氨酯材料的制备方法及其产品
CA2913359C (en) Polyurethane composites comprising nanocrystalline cellulose and method for improving properties of polyurethanes thereof
CN103897380A (zh) 一种复合增强型耐水解热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
WO2017194034A1 (zh) 三组分耐低温聚酯型聚氨酯弹性体及其制备方法
CN108164991B (zh) 轮胎填充用聚氨酯弹性体组合料及其制备方法和用途
CN113307938B (zh) 聚氨酯弹性体组合物、聚氨酯弹性体及其制备方法
CN101353409A (zh) 适用于汽车脚垫用的聚氨酯弹性体组合料及其制备方法
CN103709721A (zh) 低压缩永久变形热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法
CN111961186A (zh) 一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
CN111234317B (zh) 一种聚氨酯材料用阻燃剂及其制备方法和应用
CN103788584A (zh) 一种热塑性聚醚酯弹性体组合物及其制备方法和应用
CN113045730B (zh) 一种基于生物基的混炼型聚氨酯橡胶及制备方法与应用
CN1796481A (zh) 一种鞋用聚氨酯胶黏剂及其制备方法
CN113980289B (zh) 一种含氮和磷的木质素基阻燃剂、制备方法及其应用
DE102013022173B4 (de) Polyurethan-Elastomere auf der Basis von Polyetheralkoholgemischen und trimerisierten Diisocyanaten
CN113584898A (zh) 一种汽车座椅用硅胶皮革及其制备方法
CN115368728B (zh) 一种聚合物复合填充块及其制备方法
CN112358594A (zh) 汽车内饰表皮复合用材料及其制备方法和用途
CN112724644A (zh) 一种导电型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
CN113321849B (zh) 一种高效协同阻燃剂及其制备方法和应用
WO2020019391A1 (zh) 含有生物质粉末的聚氨酯原液及其制法和应用
CN114058322A (zh) 石墨炔分散液、双组分聚氨酯胶及其制备方法
CN112266603A (zh) 一种负重型叉车轮胎用组合物的制造方法
CN108314771B (zh) 一种高弹抗菌性发泡聚氨酯及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 523000 area B2, D and E2, building 2, Guanghui Industrial Zone, Tongsha Science Park, Dongcheng Street, Dongguan City, Guangdong Province

Patentee after: Guangdong Antop Polymer Technology Co.,Ltd.

Address before: 523129 zone B2, Zone D and zone E2, building 2, Guanghui Industrial Zone, Tongsha science and Technology Park, Dongcheng Street, Dongguan City, Guangdong Province

Patentee before: Guangdong Antopu Polymer Technology Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address