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一種高透明聚氨酯彈性體及其制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510565896.2

申請日:

2015.09.07

公開號:

CN105175678A

公開日:

2015.12.23

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C08G 18/73申請日:20150907|||公開
IPC分類號: C08G18/73; C08G18/75; C08G18/66; C08G18/48; C08G18/32; C08L75/08; C08F255/02; C08F212/08; C08F222/08; B29C47/92 主分類號: C08G18/73
申請人: 東莞市吉鑫高分子科技有限公司
發明人: 何建雄; 王一良
地址: 523000 廣東省東莞市常平鎮九江水村中信路東莞市吉鑫高分子科技有限公司
優先權:
專利代理機構: 北京品源專利代理有限公司 11332 代理人: 鞏克棟;侯桂麗
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510565896.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.09.21|||2016.02.10|||2015.12.23

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種高透明聚氨酯彈性體及其制備方法,其主要由以下組分制備得到:聚醚二元醇混合物、脂肪族異氰酸酯混合物、擴鏈劑和馬來酸酐接枝的聚丙烯;其中,聚醚二元醇混合物為聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的混合物;脂肪族異氰酸酯混合物為六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物;擴鏈劑為1,4-丁二醇和二甘醇的混合物。本發明通過調整各組分的用量比例,利用HDI和IPDI的協同效應,提高聚氨酯彈性體的透明度和透明持久度;以1,4-丁二醇和二甘醇的混合物作為擴鏈劑,抑制聚氨酯彈性體的硬段結晶,同時形成很多小區段,增大表面積,有效的抑制軟段基料的變形,提高力學性能。

權利要求書

權利要求書
1.  一種高透明聚氨酯彈性體,其特征在于,所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到:

其中,聚醚二元醇混合物為聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的混合物;
脂肪族異氰酸酯混合物為六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物;
擴鏈劑為1,4-丁二醇和二甘醇的混合物。

2.  根據權利要求1所述的聚氨酯彈性體,其特征在于,所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到:


3.  根據權利要求1或2所述的聚氨酯彈性體,其特征在于,所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到:



4.  根據權利要求1-3任一項所述的聚氨酯彈性體,其特征在于,所述聚醚二元醇混合物中聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的質量比為(2~3):(2~3):1,優選為3:2:1;
優選地,所述脂肪族異氰酸酯混合物中六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:(6~10),優選為1:(6~8),進一步優選為1:7;
優選地,所述擴鏈劑中1,4-丁二醇和二甘醇的質量比為(3~5):1,優選為4:1。

5.  根據權利要求1-4任一項所述的聚氨酯彈性體,其特征在于,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法為:將聚丙烯與馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,待其熔融后,加入苯乙烯和過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯。

6.  根據權利要求5所述的聚氨酯彈性體,其特征在于,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法中所用物料的用量配比按重量份計為:

優選地,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法中所用物料的用量配比按重量份計為:


優選地,所述雙螺桿擠出機喂料段溫度為140~160℃;
優選地,所述雙螺桿擠出機混合段溫度為140~160℃;
優選地,所述雙螺桿擠出機擠出段溫度為140~160℃;
優選地,所述雙螺桿擠出機的機頭溫度為130~140℃。

7.  根據權利要求1-6任一項所述的聚氨酯彈性體的制備方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
(1)將配方量的聚醚二元醇混合物和擴鏈劑加入容器中,在攪拌條件下50~60℃抽真空脫水,得到混合料A;
(2)將配方量的脂肪族異氰酸酯混合物加熱至70~80℃后,與步驟(1)中得到的混合料A混合,然后于125~135℃下攪拌1~3h,然后在70~80℃下熟化10~14h,得到物料B;
(3)將物料B與配方量的馬來酸酐接枝的聚丙烯混合均勻后,利用雙螺桿擠出機造粒得到聚氨酯彈性體。

8.  根據權利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法為:將配方量的聚丙烯與馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,待其熔融后,加入配方量的苯乙烯和過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯;
優選地,所述雙螺桿擠出機喂料段溫度為140~160℃;
優選地,所述雙螺桿擠出機混合段溫度為140~160℃;
優選地,所述雙螺桿擠出機擠出段溫度為140~160℃;
優選地,所述雙螺桿擠出機的機頭溫度為130~140℃。

9.  根據權利要求7或8所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中真空條件為壓力-0.4~-0.2kPa;
優選地,步驟(1)中攪拌速率為1000~1200r/min;
優選地,步驟(2)中攪拌速率為1000~1200r/min。

10.  根據權利要求7-9任一項所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的喂料段溫度為130~140℃;
優選地,步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的混合段溫度為160~170℃;
優選地,步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的擠出段溫度為170~180℃;
優選地,步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的機頭溫度為170~180℃。

說明書

說明書一種高透明聚氨酯彈性體及其制備方法
技術領域
本發明屬于高分子技術領域,涉及一種聚氨酯彈性體及其制備方法,尤其涉及一種高透明聚氨酯彈性體及其制備方法。
背景技術
聚氨酯是一種加熱可熔融并且溶劑可溶解的高分子材料。其分子呈線性,分子間很少有交聯,玻璃化溫度低,因此具有高強度、高彈性和優良的耐磨、耐油以及耐低溫特性。
聚氨酯彈性體有聚酯型和聚醚型兩類,白色無規則球狀或柱狀顆粒,相對密度1.10~1.25,聚醚型相對密度比聚酯型小。聚氨酯彈性體突出的特點是耐磨性優異、耐臭氧性極好、硬度大、強度高、彈性好、耐低溫,有良好的耐油、耐化學藥品和耐環境性能,在潮濕環境中聚醚型聚氨酯水解穩定性遠超過聚酯型。
聚氨酯彈性體一般由多異氰酸酯、大分子多元醇及低分子多元醇制備而成。異氰酸酯與低分子多元醇形成硬段,大分子多元醇構成軟段,由于硬段與具有柔順性的軟段熱力學上的不相容導致了微相分離,聚氨酯彈性體的這種結構特點賦予了其優異的性能,其結構與性能之間的關系受到人們越來越多的關注。聚氨酯彈性體的微相結構與許多因素(如大分子多元醇和擴鏈劑結構等)有關,這些因素的變化都會影響到聚氨酯彈性體的微相結構以及力學性能、熱穩定性和光學透明性。
透明聚氨酯彈性體具有優異的光學性能,同時又具有聚氨酯彈性體較高的機械強度和很寬的硬度范圍,適用于光學和彈道發射,可制作眼鏡片、防彈玻 璃、商標銘牌和工藝品等。但常用的聚氨酯彈性體都是由芳香族二異氰酸酯如甲苯-2,4-二異氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)合成的,用這些材料合成的聚氨酯彈性體含有芳香族二脲的橋鍵,在紫外光照射下,很容易生成發色的醌式結構,會氧化變黃,使制品透明性降低。而脂肪族二異氰酸酯如六亞甲基二異氰酸酯(HDI)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等,由于不含苯環,在紫外光照射下,不會發生氧化變黃,可用于制作透明耐黃變的聚氨酯產品。
專利CN102040720A公開了一種高透明聚氨酯彈性體,其為三組份體系,一是預聚物組份:二異氰酸酯與多元醇反應,得到NCO%=6~10%的預聚物,二異氰酸酯優選TDI-80,多元醇采用數均分子量在400~3000范圍內,官能度為2的聚環氧丙烷醚多元醇;二是聚合物組份:采用分子量為1000~5000,官能度為2或3的聚環氧丙烷醚多元醇、催化劑和抗老化劑制成;三是擴鏈劑組份:E-100。該高透明聚氨酯彈性體雖然具有優異的耐磨性和沖擊回彈,但其透明度、透明持久度以及高熱穩定性并不是很理想,還有待進一步提高。
同時,由于聚氨酯彈性體的光學透明性與阻隔性會相互制約;采用脂肪族異氰酸酯和聚醚多元醇反應會使大分子間的作用力減弱,阻礙分子結晶,雖可以使聚氨酯彈性體的透明性改善,但會降低其力學性能,因此使聚氨酯的應用受到了很大的限制。
發明內容
針對上述現有技術中存在的聚氨酯彈性體不能兼具透明性和良好的力學性能,光學透明性與阻隔性會相互制約,透明度、透明持久度以及高熱穩定性不理想等問題,本發明提供了一種高透明聚氨酯彈性體。所述聚氨酯彈性體通過 調整各組分的用量比例,并以六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)的混合物作為脂肪族異氰酸酯混合物,利用HDI和IPDI的協同效應,提高聚氨酯彈性體的透明度和透明持久度;以1,4-丁二醇和二甘醇的混合物作為擴鏈劑,結構對稱且無側基的1,4-丁二醇和二甘醇共同作用,抑制聚氨酯彈性體的硬段結晶,同時形成很多小區段,增大表面積,有效的抑制軟段基料的變形,提高力學性能。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
第一方面,本發明提供了一種高透明聚氨酯彈性體,所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到:

優選為,所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到:

進一步優選為,所述聚氨酯彈性體按重量份計主要由以下組分制備得到:


其中,聚醚二元醇混合物為聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的混合物;
脂肪族異氰酸酯混合物為六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物;
擴鏈劑為1,4-丁二醇和二甘醇的混合物。
上述聚醚二元醇混合物的重量份可為50份、53份、55份、57份、60份、63份、65份、67份或70份等;脂肪族異氰酸酯混合物的重量份可為30份、33份、35份、37份、40份、43份或45份等;擴鏈劑的重量份可為6份、7份、8份、9份或10份等;馬來酸酐接枝的聚丙烯的重量份可為2份、2.5份、3份、3.5份、4份或5份等。
本發明中所述“高透明”是指聚氨酯彈性體的透明率在90%以上。
本發明采用聚醚二元醇混合物為聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的混合物,其克服了采用單一聚醚二元醇造成的物料均一性降低的問題。
本發明中,IPDI具有非對稱結構,分子鏈排列重復單元首尾異構,由它構成的硬段不易結晶,但其分子鏈間的相互作用力較弱,會使聚氨酯彈性體的力學性能下降;而HDI具有對稱結構,采用HDI制備得到的聚氨酯彈性體雖然具有較好的力學性能,但是其對稱結構又易結晶造成產物的透明度降低。本發明采用IPDI和HDI的混合物,并選取合適的擴鏈劑來克服所述困難。本發明選取的擴鏈劑為1,4-丁二醇和二甘醇(DEG)的混合物,1,4-丁二醇為對稱結構且無側基,其與非對稱結構的IPDI反應可以生成非對稱結構,但其與HDI 反應時又會生成對稱結構影響透明度,因此本發明采用1,4-丁二醇和二甘醇(DEG)的混合物的混合,通過調整二者比例,并選取合適的脂肪族異氰酸酯混合物和擴鏈劑的用量,綜合提升聚氨酯的透明度、透明持久度,并同時使聚氨酯彈性體具有良好的力學性能和高熱穩定性。
本發明中,所述聚醚二元醇混合物中聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的質量比為(2~3):(2~3):1,例如2:2:1、2:3:1、3:2:1、2.5:2.5:1、2.3:2.5:1或2.7:3:1等,優選為3:2:1。
本發明中,所述脂肪族異氰酸酯混合物中六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:(6~10),例如1:6、1:6.5、1:7、1:8、1:9或1:10等,優選為1:(6~8),進一步優選為1:7。若HDI和IPDI的質量比高于1:6,會使制備得到的聚氨酯彈性體的透明度降低;若HDI和IPDI的質量比低于1:10會使制備得到的聚氨酯彈性體的力學性能下降。
優選地,所述擴鏈劑中1,4-丁二醇和二甘醇的質量比為(3~5):1,例如3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1等,優選為4:1。1,4-丁二醇和二甘醇的質量比在(3~5):1這一范圍其與脂肪族異氰酸酯混合物中的HDI和IPDI共同作用的效果最好。
本發明中,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法為:將聚丙烯與馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,待其熔融后,加入苯乙烯和過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯。
所述馬來酸酐接枝的聚丙烯與聚氨酯彈性體二者極性相近,具有良好的相容性且能形成良好的界面粘結,從而保證了材料的物理性能。
本發明中,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法中所用物料的用量配比 按重量份計為:

優選地,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法中所用物料的用量配比按重量份計為:

其中,馬來酸酐的重量份可為4份、5份、6份、7份或8份等;苯乙烯的重量份可為10份、11份、12份、13份、14份或15份等;過氧化月桂酸叔丁酯的重量份可為0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
優選地,所述雙螺桿擠出機喂料段溫度為140~160℃,例如140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃等。
優選地,所述雙螺桿擠出機混合段溫度為140~160℃,例如140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃等。
優選地,所述雙螺桿擠出機擠出段溫度為140~160℃,例如140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃等。
優選地,所述雙螺桿擠出機的機頭溫度為130~140℃,例如130℃、132℃、134℃、136℃、138℃或140℃等。
第二方面,本發明提供以上所述的聚氨酯彈性體的制備方法,所述方法包括以下步驟:
(1)將配方量的聚醚二元醇混合物和擴鏈劑加入容器中,在攪拌條件下50~60℃抽真空脫水,得到混合料A;
(2)將配方量的脂肪族異氰酸酯混合物加熱至70~80℃后,與步驟(1)中得到的混合料A混合,然后于125~135℃下攪拌1~3h,然后在70~80℃下熟化10~14h,得到物料B;
(3)將物料B與配方量的馬來酸酐接枝的聚丙烯混合均勻后,利用雙螺桿擠出機造粒得到聚氨酯彈性體。
其中,步驟(1)中在攪拌條件下50~60℃抽真空脫水中溫度可為50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃等;步驟(2)中混合物加熱至70~80℃可為70℃、72℃、74℃、76℃、78℃或80℃等;于125~135℃下攪拌1~3h中溫度可為125℃、127℃、130℃、133℃或135℃等,攪拌時間可為1h、1.5h、2h、2.5h或3h等;在70~80℃下熟化10~14h中溫度可為70℃、72℃、74℃、76℃、78℃或80℃等,熟化時間可為10h、11h、12h、13h或14h等。
本發明中,所述馬來酸酐接枝的聚丙烯的制備方法為:將配方量的聚丙烯與馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,待其熔融后,加入配方量的苯乙烯和過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯。
優選地,所述雙螺桿擠出機喂料段溫度為140~160℃。
優選地,所述雙螺桿擠出機混合段溫度為140~160℃。
優選地,所述雙螺桿擠出機擠出段溫度為140~160℃。
優選地,所述雙螺桿擠出機的機頭溫度為130~140℃。
本發明中,步驟(1)中真空條件為壓力-0.4~-0.2kPa,例如-0.4kPa、-0.35kPa、-0.3kPa、-0.25kPa或-0.2kPa等。
優選地,步驟(1)中攪拌速率為1000~1200r/min,例如1000r/min、1050r/min、1100r/min、1150r/min或1200r/min等。
優選地,步驟(2)中攪拌速率為1000~1200r/min,例如1000r/min、1050r/min、1100r/min、1150r/min或1200r/min等。
本發明中,所述步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的喂料段溫度為130~140℃,例如130℃、132℃、134℃、136℃、138℃或140℃等。
優選地,步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的混合段溫度為160~170℃,例如160℃、162℃、164℃、166℃、168℃或170℃等。
優選地,步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的擠出段溫度為170~180℃,例如170℃、172℃、174℃、176℃、178℃或180等。
優選地,步驟(3)中設置雙螺桿擠出機的機頭溫度為170~180℃,例如170℃、172℃、174℃、176℃、178℃或180等。
與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
(1)本發明通過調整各組分的用量比例,并以六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)的混合作為物脂肪族異氰酸酯混合物,利用HDI和IPDI的協同效應,提高聚氨酯彈性體的透明度和透明持久度,使其透光率達到95%以上,霧度小于1.6%,在自然條件下放置180天后,其透光率仍能保持原有水平。
(2)本發明以1,4-丁二醇和二甘醇的混合物作為擴鏈劑,結構對稱且無 側基的1,4-丁二醇和二甘醇共同作用,抑制聚氨酯彈性體的硬段結晶,同時形成很多小區段,增大表面積,有效的抑制軟段基料的變形,提高力學性能,使其拉伸強度達到80MPa,斷裂伸長率可達800%,回彈率達到85%。
具體實施方式
為便于理解本發明,本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了,所述實施例僅僅用于幫助理解本發明,不應視為對本發明的具體限制。
本發明中透光率和霧度測試方法如下:
將未固化的PU澆注到兩層聚碳酸酯PC透明基板(2mm厚)間,120℃下固化4h。放置10天后將裁好的PC/PU/PC復合板材(50mm×12mm×7mm)在721B型分光光度計上測試。
本發明所述各實施例的力學性能按GB/T1040-1979進行測試。
實施例1:
(1)制備馬來酸酐接枝的聚丙烯:
按重量份劑將100份聚丙烯與6份馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,設置雙螺桿擠出機喂料段溫度、混合段溫度、擠出段溫度和機頭溫度分別為150℃、150℃、150℃和135℃,待其熔融后,加入13份苯乙烯和0.7份過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯。
(2)制備聚氨酯彈性體:
將58份聚醚二元醇混合物(其中,聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的質量比為3:2:1)和7.5份擴鏈劑(其中,1,4-丁二醇和二甘醇的質量比4:1)加入容器中,在1050r/min攪拌速率下55℃抽真空-0.3kPa脫水,得到混合料A;
將37份脂肪族異氰酸酯混合物(其中,六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:7)加熱至75℃后,與步驟(1)中得到的混合料A混合,然后于130℃下以1100r/min的速率攪拌2h,然后在75℃下熟化12h,得到物料B;
將物料B與3.5份馬來酸酐接枝的聚丙烯混合均勻后,利用雙螺桿擠出機造粒得到聚氨酯彈性體,其中分別設置設置雙螺桿擠出機的喂料段溫度、混合段溫度、擠出段溫度和機頭溫度為135℃、165℃、175℃和175℃。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
實施例2:
(1)制備馬來酸酐接枝的聚丙烯:
按重量份劑將100份聚丙烯與8份馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,設置雙螺桿擠出機喂料段溫度、混合段溫度、擠出段溫度和機頭溫度分別為140℃、140℃、140℃和130℃,待其熔融后,加入15份苯乙烯和1份過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯。
(2)制備聚氨酯彈性體:
將55份聚醚二元醇混合物(其中,聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的質量比為2.5:2.5:1)和7份擴鏈劑(其中,1,4-丁二醇和二甘醇的質量比5:1)加入容器中,在1000r/min攪拌速率下50℃抽真空-0.4kPa脫水,得到混合料A;
將35份脂肪族異氰酸酯混合物(其中,六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:8)加熱至70℃后,與步驟(1)中得到的混合料A混合,然后于125℃下以1000r/min的速率攪拌3h,然后在70℃下熟化14h, 得到物料B;
將物料B與3份馬來酸酐接枝的聚丙烯混合均勻后,利用雙螺桿擠出機造粒得到聚氨酯彈性體,其中分別設置設置雙螺桿擠出機的喂料段溫度、混合段溫度、擠出段溫度和機頭溫度為130℃、160℃、170℃和170℃。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
實施例3:
(1)制備馬來酸酐接枝的聚丙烯:
按重量份劑將100份聚丙烯與4份馬來酸酐的混合物加入雙螺桿擠出機中,設置雙螺桿擠出機喂料段溫度、混合段溫度、擠出段溫度和機頭溫度分別為160℃、160℃、160℃和140℃,待其熔融后,加入10份苯乙烯和0.5份過氧化月桂酸叔丁酯的混合溶液進行熔融接枝反應,得到馬來酸酐接枝的聚丙烯。
(2)制備聚氨酯彈性體:
將65份聚醚二元醇混合物(其中,聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的質量比為2:2:1)和8份擴鏈劑(其中,1,4-丁二醇和二甘醇的質量比3:1)加入容器中,在1200r/min攪拌速率下60℃抽真空-0.2kPa脫水,得到混合料A;
將40份脂肪族異氰酸酯混合物(其中,六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:6)加熱至80℃后,與步驟(1)中得到的混合料A混合,然后于135℃下以1200r/min的速率攪拌1h,然后在80℃下熟化10h,得到物料B;
將物料B與4份馬來酸酐接枝的聚丙烯混合均勻后,利用雙螺桿擠出機造粒得到聚氨酯彈性體,其中分別設置設置雙螺桿擠出機的喂料段溫度、混合段 溫度、擠出段溫度和機頭溫度為140℃、170℃、180℃和180℃。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
實施例4:
除步驟(2)中聚醚二元醇混合物的用量為70份(其中,聚四氫呋喃醚二醇、聚氧四亞甲基二醇和聚環氧化丙烯二醇的質量比為3:3:1)、擴鏈劑用量為10份、脂肪族異氰酸酯混合物用量為45份(其中,六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:10)以及馬來酸酐接枝的聚丙烯的用量為5份外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
實施例5:
除步驟(2)中聚醚二元醇混合物的用量為50份、擴鏈劑用量為6份、脂肪族異氰酸酯混合物用量為30份以及馬來酸酐接枝的聚丙烯的用量為2份外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例1:
除了制備過程中脂肪族異氰酸酯混合物全部替換成異佛爾酮二異氰酸酯外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例2:
除了制備過程中脂肪族異氰酸酯混合物全部替換成六亞甲基二異氰酸酯外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例3:
除了制備過程中擴鏈劑采用1,4-丁二醇外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例4:
除了制備過程中擴鏈劑采用二甘醇外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例5:
除了制備過程中擴鏈劑采用1,3-丁二醇外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例6:
除了制備過程中脂肪族異氰酸酯混合物中六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:2外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例7:
除了制備過程中脂肪族異氰酸酯混合物中六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的混合物的質量比為1:15外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
對比例8:
除了制備過程中不添加馬來酸酐接枝的聚丙烯外,其他步驟均與實施例1中相同。
對制得的聚氨酯彈性體進行性能測試,測試結果列于表1中。
表1:實施例1-5和對比例1-8聚氨酯彈性體進行性能測試表


綜合實施例1-5和對比例1-8的結果可以看出,本發明通過調整各組分的用量比例,并以六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)的混合作為物脂肪族異氰酸酯混合物,利用HDI和IPDI的協同效應,提高聚氨酯彈性體的透明度和透明持久度,使其透光率達到95%以上,霧度小于1.6%,在自然條件下放置180天后,其透光率仍能保持原有水平。同時,本發明以1,4-丁二醇和二甘醇的混合物作為擴鏈劑,結構對稱且無側基的1,4-丁二醇和二甘醇共同作用,抑制聚氨酯彈性體的硬段結晶,同時形成很多小區段,增大表面積,有效的抑制軟段基料的變形,提高力學性能,使其拉伸強度達到80MPa,斷裂伸長率可達800%,回彈率達到85%。
申請人聲明,本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程,但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程,即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了,對本發明的任何改進,對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等,均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。

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一種 透明 聚氨酯 彈性體 及其 制備 方法
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