一種耐水解、耐低溫聚氨酯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，特別是涉及一種耐水解耐低溫聚氨酯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯是一種性能介于橡膠與塑料之間的高分子合成材料，其特點(diǎn)是硬度調(diào)整范 圍寬，既有橡膠的彈性又有塑料的硬度，聚氨酯彈性體具有很好的機(jī)械性能，耐磨性能和回 彈性能。但是，在有些特殊領(lǐng)域里，對聚氨酯除了要具有本身的耐磨，回彈外，還需要產(chǎn)品具 有極佳的耐低溫效果以及超強(qiáng)的耐水解性能。
[0003] 常規(guī)的聚氨酯材料，絕大多數(shù)都是由聚酯合成的，這樣的產(chǎn)品雖然有較好的強(qiáng)度， 回彈性，但由于產(chǎn)品中含有酯鍵，使用過程中會由于濕氣的進(jìn)入而發(fā)生水解，影響產(chǎn)品的壽 命。
[0004] 另外，有一些常規(guī)的改進(jìn)方法，就是用聚醚材料來替代聚酯生產(chǎn)，這樣的改進(jìn)雖然 解決了產(chǎn)品耐水解的問題，但產(chǎn)品的強(qiáng)度不夠好，加工性不佳等又會受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種耐水解耐低溫聚氨酯 及其制備方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種耐水解耐低溫聚氨酯，主要由 第一中間體和第二中間體制備而成，其中，
[0007] 所述第一中間體由以下重量份數(shù)的原料制備而成：PPG4000(環(huán)氧丙烷縮合 物）50-70 份、PPG6000 20-30 份、1，4-丁二醇 6-10 份、丙三醇 0· 05-0. 5 份、耐磨劑 L 0-2. 0 份、金屬催化劑〇. 05-0. 1份、胺催化劑0. 8-1. 2份；
[0008] 所述第二中間體由以下重量份數(shù)的原料制備而成：二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI) 50-60 份、磷酸 0· 001-0. 005 份、PPG4000 15-30 份、PPG6000 5-10 份、丙二醇 1-5 份、 預(yù)聚物 5-10 份、液化 MDI (L-MDI) 2. 5-3. 0 份。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式之一，所述耐磨劑為改性聚丙二烯，所述金屬催化劑為 Fomrez UL-28,所述胺催化劑為A33,所述液化MDI為碳化二亞胺改性MDI。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，所述第一中間體的制備方法為：將所述PPG4000、 PPG6000、1，4- 丁二醇、丙三醇、耐磨劑、金屬催化劑、胺催化劑分別加入反應(yīng)釜中，啟動攪 拌，于60-65°C攪拌至少2小時(shí)，檢測產(chǎn)品的酸值，羥值，水份均在合格范圍內(nèi)，降溫到40°C， 即得。
[0011] 優(yōu)選的，所述酸值，羥值，水份的合格范圍為：酸值< 〇. 3,羥值：150-180,含水率 〈0· 05%〇
[0012] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施方式，所述第二中間體的制備方法為：將MDI、磷酸、液化MDI 加入反應(yīng)釜中，啟動攪拌，溫度控制在50 °C以下，加入PPG4000，PPG6000，丙二醇，溫度恒定 后升溫到70°C反應(yīng)0. 5-1. 5小時(shí)，降溫至65°C以下，加入預(yù)聚物，升溫到75°C反應(yīng)2-4小 時(shí)，降溫至40°C，用氮?dú)夥庋b待用。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施方式，所述預(yù)聚物的制備方法為：取PPG4000 90-95重量份 加入到反應(yīng)釜中，控溫于50°C以下，啟動攪拌，緩慢加入二苯基甲烷二異氰酸酯5-10重量 份，待溫度恒定后升溫到68-72°C恒溫反應(yīng)2-4小時(shí)，降溫到55°C，即得。
[0014] 優(yōu)選的，所述預(yù)聚物使用前用氮?dú)獗Ｗo(hù)保存。
[0015] 試驗(yàn)證明，采用二次合成第二中間體的方法，先讓一部份聚醚通過異氰酸酯改性 成大分子量的聚醚，再來參與到第二中間體合成中，這樣得出的第二中間體不僅有較好的 撕裂強(qiáng)度，同時(shí)有較高的磨痕以及較好的加工效果。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，所述耐水解耐低溫聚氨酯由第一中間體和第二中間體按質(zhì)量比100 : 60-70制備而成。
[0017] 本發(fā)明還提供了所述耐水解耐低溫聚氨酯的制備方法，所述方法主要包括：
[0018] (1)將所述第一中間體和所述第二中間體分別在38-42?下恒溫保存?zhèn)溆茫?br>[0019] (2)將模具恒溫在40-45 °C，備用；
[0020] (3)根據(jù)所述耐水解耐低溫聚氨酯的密度，對第一中間體進(jìn)行調(diào)整；
[0021] (4)根據(jù)所述第一中間體和所述第二中間體的比例進(jìn)行打制，制備所述耐水解耐 低溫聚氨酯。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟（3)通過加水對所述第一中間體進(jìn)行調(diào)整。
[0023] 進(jìn)一步優(yōu)選的，加水量為每千克所述第一中間體加水I. 5_4g。
[0024] 如上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所述耐水解耐低溫聚氨酯耐水解是 28天，是普通耐水解聚氨酯時(shí)間的4倍，物性保持率達(dá)到80%以上；耐低溫效果極佳：水解 28天之后，在零下40度下折10萬次無裂紋增長。本發(fā)明所述耐水解耐低溫聚氨酯可用于 生產(chǎn)各種對耐水解性和耐低溫性要求較高的化工產(chǎn)品，如鞋底、輪胎等。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0026] 須知，下列實(shí)施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或 裝置；所有壓力值和范圍都是指絕對壓力。
[0027] 此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后 還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另 有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥 在所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個設(shè)備/裝 置之間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編 號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí) 施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可 實(shí)施的范疇。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 第一中間體：
[0030] PPG4000 66Kg、PPG6000 24Kg、1，4- 丁二醇 6. 9Kg、丙三醇 0· 3Kg、改性聚丙二 烯1.5Kg、Fomrez UL-28 0. 08Kg(邁圖公司產(chǎn)）、胺催化劑A33 0. .9Kg;制備方法為：將 PPG4000、PPG6000、1，4- 丁二醇、丙三醇、改性聚丙二烯、金屬催化劑、胺催化劑分別加入反 應(yīng)釜中，啟動攪拌，于60-63°C攪拌至少3小時(shí)，檢測產(chǎn)品的酸值，羥值，水分，至酸值< 0. 3， 羥值：150-180,含水率〈0. 05 %，降溫到40 °C，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，備用。
[0031] 預(yù)聚物：
[0032] 取PPG4000 94Kg加入到反應(yīng)釜中，控溫于50°C以下，啟動攪拌，緩慢加入二苯基 甲烷二異氰酸酯6Kg，待溫度恒定后升溫到70°C恒溫反應(yīng)2. 5小時(shí)，降溫到55°C，充氮?dú)獗?護(hù)，備用。
[0033] 第二中間體：
[0034] 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)55Kg、磷酸 0· 004Kg、PPG4000 18Kg、PPG6000 8Kg、 丙二醇4Kg、預(yù)聚物6Kg、碳化二亞胺改性MDI 2. 6Kg。制備方法為：將MDI、磷酸、碳化二亞 胺改性MDI加入反應(yīng)釜中，啟動攪拌，溫度控制在50°C以下，加入PPG4000, PPG6000,丙二 醇，溫度恒定后升溫到70°C反應(yīng)1小時(shí)，降溫至65°C以下，加入預(yù)聚物，升溫到75°C反應(yīng)3 小時(shí)，降溫至40°C，用氮?dú)夥庋b，待用。
[0035] 耐水解耐低溫聚氨酯的制備方法，主要包括：
[0036] (1)將第一中間體和第二中間體分別在39°C下恒溫保存?zhèn)溆茫?br>[0037] (2)將模具恒溫在43 °C，備用；
[0038] (3)根據(jù)所述耐水解耐低溫聚氨酯的密度（0.65克/立方厘米），加水第一中間體 進(jìn)行調(diào)整；每千克第一中間體加水3. 3g ;
[0039] (4)第一中間體和第二中間體按100 :64的比例進(jìn)行打制，制備所述耐水解耐低溫 聚氨酯。
[0040] 實(shí)施例2
[0041] 第一中間體：
[0042] PPG4000 50Kg、PPG6000 20Kg、l, 4- 丁二醇 10Kg、丙三醇 0· 5Kg、改性聚丙二烯 1.0Kg、Fomrez UL-28 0.1 Kg(邁圖公司產(chǎn)）、胺催化劑A33 0. 8Kg;制備方法為：將PPG4000、 PPG6000、1，4- 丁二醇、丙三醇、改性聚丙二烯、金屬催化劑、胺催化劑分別加入反應(yīng)釜中，啟 動攪拌，于60°C攪拌4小時(shí)，檢測產(chǎn)品的酸值，羥值，水分，至酸值< 0. 3,羥值：150-180,含 水率〈0. 05%，降溫到40 °C，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，備用。
[0043] 預(yù)聚物：
[0044] 取PPG4000 90Kg加入到反應(yīng)釜中，控溫于50°C以下，啟動攪拌，緩慢加入二苯基 甲烷二異氰酸酯10Kg，待溫度恒定后升溫到68°C恒溫反應(yīng)4小時(shí)，降溫到55°C，充氮?dú)獗?護(hù)，備用。
[0045] 第二中間體：
[0046] 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)50Kg、磷酸 0· OOlKg、PPG4000 15Kg、PPG6000 5Kg、 丙二醇lKg、預(yù)聚物5Kg、碳化二亞胺改性MDI 2. 5Kg。制備方法為：將MDI、磷酸、碳化二亞 胺改性MDI加入反應(yīng)釜中，啟動攪拌，溫度控制在50°C以下，加入PPG4000, PPG6000,丙二 醇，溫度恒定后升溫到70°C反應(yīng)0. 5小時(shí)，降溫至65°C以下，加入預(yù)聚物，升溫到75°C反應(yīng) 4小時(shí)，降溫至40°C，用氮?dú)夥庋b，待用。
[0047] 耐水解耐低溫聚氨酯的制備方法，主要包括：
[0048] (1)將第一中間體和第二中間體分別在38-42?下恒溫保存?zhèn)溆茫?br>[0049] (2)將模具恒溫在40-45 °C，備用；
[0050] (3)根據(jù)耐水解耐低溫聚氨酯的密度（0. 55克/立方厘米），加水第