一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法
【專利摘要】一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，包括空心陶瓷微珠的預處理，環(huán)氧改性聚氨酯乳液的制備，空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯復合材料的制備三個過程。本發(fā)明得到的空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯成膜后具有低密度、強耐水性及耐溶劑性。
【專利說明】一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，屬化工領域。
[0002]技術背景
空心陶瓷微珠填充環(huán)氧樹脂復合材料具有較低的密度，廣泛應用于航空隔熱材料和深海浮力材料中，，另外由于環(huán)氧樹脂具有高模量、高強度和耐化學性好、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，而且可直接參與水性聚氨酯的合成反應，從而提高聚氨酯的耐水、耐溶劑、耐熱蠕變性能及拉伸強度等。本發(fā)明利用了環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基和羥基參與反應，形成多重交聯(lián)，制得環(huán)氧樹脂改性的水性聚氨酯，具有良好的穩(wěn)定性、耐水性及耐溶劑性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，具有低密度、強耐水性及耐溶劑性。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法為:
(1)空心陶瓷微珠的預處理:取干燥后的空心陶瓷微珠加入到硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇的混合溶液中，于70°C水浴中充分攪拌lh，進行減壓抽濾去除溶劑，烘干備用；
(2)環(huán)氧改性聚氨酯乳液 的制備:以2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚四氫呋喃二醇(PTMG)、1，4-丁二醇(BDO)、聚醚二元醇磺酸鹽(SPPG)，環(huán)氧樹脂(E-128)為原料制備預聚體，加入三羥甲基丙烷(TMP)進行交聯(lián)擴鏈，反應lh，降溫至40°C，加入三乙胺進行中和反應生成鹽，反應3-4min,加入水進行乳化60min,得到環(huán)氧改性聚氨酯乳液；
(3)空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯復合材料的制備:在上述環(huán)氧改性聚氨酯乳液中加入固化劑，于70°C下充分攪拌混合后，進行真空脫泡，加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的空心陶瓷微珠，充分攪拌混合后，進行模壓成型，得到空心陶瓷微珠填充的環(huán)氧改性聚氨酯復合材料。
[0005]所述的步驟⑴中硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇的質(zhì)量比為1:6-1:8。
[0006]所述的步驟(2)中預聚體原料的配比為:TDI與PTMG、SPPG, BDO, E-128的摩爾比為1.2:1-1.3:1, BDO占預聚體質(zhì)量的2%-3%，SPPG占預聚體質(zhì)量的4%_5%，E-128占預聚體質(zhì)量的5%-6% ；TMP占預聚體質(zhì)量的0.2% ;三乙胺的物質(zhì)的量與SPPG的物質(zhì)的量相同；水的用量為預聚體總質(zhì)量的2倍。
[0007]所述的步驟(3)中空心陶瓷微珠的加入量為環(huán)氧改性聚氨酯乳液質(zhì)量的30-40%。
[0008]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為，本專利采用環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯，充分利用環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基和羥基參與反應，形成多重交聯(lián)，提高水性聚氨酯的耐化學性和力學性能，在其中加入空心陶瓷微珠可降低復合材料的密度，增強壓縮強度及彎曲強度。
實施例
[0009]實施例1:一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法為:
(1)空心陶瓷微珠的預處理:取干燥后的空心陶瓷微珠加入到質(zhì)量比為1:6的硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇的混合溶液中，于70°C水浴中充分攪拌lh，進行減壓抽濾去除溶劑，烘干備用；
(2)環(huán)氧改性聚氨酯乳液的制備:以TD1、PTMG、BDO,SPPG、E-128為原料制備預聚體，加入TMP進行交聯(lián)擴鏈，反應Ih;降溫至40°C，加入三乙胺進行中和反應生成鹽，反應3-4min，加入水進行乳化60min，得到環(huán)氧改性聚氨酯乳液；其中預聚體原料的配比為:TDI與PTMG、SPPG, BD0, E-128的摩爾比為1.2:1，BDO占預聚體質(zhì)量的2%，SPPG占預聚體質(zhì)量的4%，E-128占預聚體質(zhì)量的5% ；TMP占預聚體質(zhì)量的0.2% ;三乙胺的物質(zhì)的量與SPPG的物質(zhì)的量相同；水的用量為預聚體總質(zhì)量的2倍；
(3)空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯復合材料的制備:在上述環(huán)氧改性聚氨酯乳液中加入固化劑，于70°C下充分攪拌混合后，進行真空脫泡，加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的空心陶瓷微珠，加入量為乳液質(zhì)量的40%，充分攪拌混合后，進行模壓成型，得到空心陶瓷微珠填充的環(huán)氧改性聚氨酯復合材料。
[0010]實施例2:
一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法為:
(1)空心陶瓷微珠的預處理:取干燥后的空心陶瓷微珠加入到質(zhì)量比為1:7的硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇 的混合溶液中，于70°C水浴中充分攪拌lh，進行減壓抽濾去除溶劑，烘干備用；
(2)環(huán)氧改性聚氨酯乳液的制備:以TD1、PTMG、BD0,SPPG、E-128為原料制備預聚體，加入TMP進行交聯(lián)擴鏈，反應Ih ;降溫至40°C，加入三乙胺進行中和反應生成鹽，反應3-4min，加入水進行乳化60min，得到環(huán)氧改性聚氨酯乳液；其中預聚體原料的配比為:TDI與PTMG、SPPG, BD0, E-128的摩爾比為1.2:1，BDO占預聚體質(zhì)量的2%，SPPG占預聚體質(zhì)量的4%，E-128占預聚體質(zhì)量的5% ；TMP占預聚體質(zhì)量的0.2% ;三乙胺的物質(zhì)的量與SPPG的物質(zhì)的量相同；水的用量為預聚體總質(zhì)量的2倍；
(3)空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯復合材料的制備:在上述環(huán)氧改性聚氨酯乳液中加入固化劑，于70°C下充分攪拌混合后，進行真空脫泡，加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的空心陶瓷微珠，加入量為乳液質(zhì)量的35%，充分攪拌混合后，進行模壓成型，得到空心陶瓷微珠填充的環(huán)氧改性聚氨酯復合材料。
[0011]實施例3:
一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法為:
(1)空心陶瓷微珠的預處理:取干燥后的空心陶瓷微珠加入到質(zhì)量比為1:8的硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇的混合溶液中，于70°C水浴中充分攪拌lh，進行減壓抽濾去除溶劑，烘干備用；
(2)環(huán)氧改性聚氨酯乳液的制備:以TD1、PTMG、BD0,SPPG、E-128為原料制備預聚體，加入TMP進行交聯(lián)擴鏈，反應Ih ;降溫至40°C，加入三乙胺進行中和反應生成鹽，反應3-4min，加入水進行乳化60min，得到環(huán)氧改性聚氨酯乳液；其中預聚體原料的配比為:TDI與PTMG、SPPG, BD0, E-128的摩爾比為1.3:1，BDO占預聚體質(zhì)量的3%，SPPG占預聚體質(zhì)量的5%，E-128占預聚體質(zhì)量的6% ；TMP占預聚體質(zhì)量的0.2% ;三乙胺的物質(zhì)的量與SPPG的物質(zhì)的量相同；水的用量為預聚體總質(zhì)量的2倍；
(3)空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯復合材料的制備:在上述環(huán)氧改性聚氨酯乳液中加入固化劑，于70°C下充分攪拌混合后，進行真空脫泡，加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的空心陶瓷微珠，加入量為乳液質(zhì)量的30%，充分攪拌混合后，進行模壓成型，得到空心陶瓷微珠填充的環(huán)氧改性聚氨酯復合材料`。
【權利要求】
1.一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:制備方法為: (1)空心陶瓷微珠的預處理:取干燥后的空心陶瓷微珠加入到硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇的混合溶液中，于70°C水浴中充分攪拌lh，進行減壓抽濾去除溶劑，烘干備用； (2)環(huán)氧改性聚氨酯乳液的制備:以TD1、PTMG、BD0、SPPG、E-128為原料制備預聚體，加入TMP進行交聯(lián)擴鏈，反應Ih，降溫至40°C，加入三乙胺進行中和反應生成鹽，反應3-4min，加入水進行乳化60min，得到環(huán)氧改性聚氨酯乳液； (3)空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯復合材料的制備:在上述環(huán)氧改性聚氨酯乳液中加入固化劑，于70°C下充分攪拌混合后，進行真空脫泡，加入經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的空心陶瓷微珠，充分攪拌混合后，進行模壓成型，得到空心陶瓷微珠填充的環(huán)氧改性聚氨酯復合材料。
2.如權利要求1所述的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:所述的步驟(1)中硅烷偶聯(lián)劑KH-550與無水乙醇的質(zhì)量比為1:6-8。
3.如權利要求1所述的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:所述的步驟⑵中預聚體原料的配比為:TDI與PTMG、SPPG, BDO, E-128的摩爾比為.1.2-1.3:1, BDO占預聚體質(zhì)量的2%-3%，SPPG占預聚體質(zhì)量的4%_5%，E-128占預聚體質(zhì)量的 5%-6%。
4.如權利要求1所述的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2)中TMP占預聚體質(zhì)量的0.2%。
5.如權利要求1所述的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:所述的步驟⑵中三乙胺的物質(zhì)的量與SPPG的物質(zhì)的量相同。
6.如權利要求1所述的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2)中水的用量為預聚體總質(zhì)量的2倍。
7.如權利要求1所述的一種空心陶瓷微珠填充環(huán)氧改性聚氨酯的制備方法，其特征在于:所述的步驟(3)中空心陶瓷微珠的加入量為環(huán)氧改性聚氨酯乳液質(zhì)量的30-40%。
【文檔編號】C08G18/50GK103724985SQ201310672859
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權日:2013年12月12日
【發(fā)明者】劉連河, 苗展展, 白曉軍 申請人:青島海洋新材料科技有限公司