高硬度聚氨酯结构胶的制备

搞硬度聚氨酯结构胶的制备

科技情报开发与经济

文章编号,"(()*+(%%%#(()&"#*("%(*(#

!"#!$%"&’()*+,-$’*(.%/%0*1,%($2%3*(*,45667年第87卷第"#期

收稿日期,#(()*(&*(+

高硬度聚氨酯结构胶的制备

邹

鹏

%山西省化工研究所!山西太原!(%((#"&

摘

要,在室温下!选用聚醚多元醇!多异氰酸酯等材料!合成了一系列高硬度聚氨酯

弹性体*讨论了不同异氰酸酯结构(不同聚醚多元醇体系(不同合成方法对聚氨酯弹性体的影响*实验表明!在施工现场采用一步法工艺可获得高硬度(高强度(耐磨(耐水的聚氨酯材料*

关键词,聚氨酯弹性体#聚醚多元醇#异氰酸酯#一步法工艺中图分类号,,-%#)

文献标识码,.

配方设计允许情况下!两组分的体积比尽量相差小!这样从实际混合效果上!有利于充分混合均匀"在制备胶料时!异氰酸酯指数%#&的不%(3*!*&的比值&!对胶料同对胶料的指标性能有较大影响!调节$值

的硬度(抗张强度(维卡软化点都有作用!如表8所示)

表8

不同$值对胶料的影响

众所周知!聚氨酯材料是介于从橡胶到塑料的一类高分子聚合物!其硬度范围宽!原材料选择多种多样!加工方法也多种多样!其在高硬度和高强度下!仍具有良好的弹性和伸长"据有关资料表明!高硬度聚氨酯弹性体的制备及应用还是比较有限!对于预聚体法来说!提高弹性体硬度主要靠提高其预聚体异氰酸酯百分含量来实现!相应扩链剂量增加"这时!预聚体与扩链剂混合凝胶时间大大缩短!手工无法浇注!只能在有限短时间内采用机浇!给实际操作带来困难!从而影响其广泛应用"本文根据结构胶的使用环境特点!采用一步法合成!技术较为简便易行!且经济合算"

$值硬度抗张强度!,1L反应时间!PS<热变形温度!J

6@RA67;@GC6B7

6@AARRB@6;AB?

6@?A?RG@8;777

6@G?8AB@;;67G

8@6?;A?@C8?RC

8

898

实验部分

原材料

聚氧化丙烯二醇!牌号(:;86!!<=8666!金陵石化公司化工二厂生

注/反应时间为两组混合后至凝胶的时间

从表8结果可见!随着$值的变化!材料性能指标发生变化*$值提高!反应时间缩短!硬度提高!热变形温度也提高!但是材料逐渐变脆*这是因为$值变大!相应异氰酸酯用量增加!材料结构中的硬段含量增加的结果*当$值过低时!材料硬度降低!耐热性差!材料失去实际使用价值*实验表明!$值控制在6@GK8@6为好*

产#聚合物多元醇-!天津石化三厂生产#聚合物多元醇>!山东东大化工集团公司生产#甲苯二异氰酸酯!$.#$?6!日本三井株式会社生产#多亚甲基多苯基多异氰酸酯!1-1’!"=;@A!进口#液化,.’!!<!"<=8BC!日本%.,,1&!工业品!青岛农药厂生三井东亚公司生产#甲基膦酸二甲酯

产#三%;:氯乙基&磷酸酯!$3D1!国产#有机金属催化剂!工业品!国产#轻质碳酸钙!B66目!河北产"

;@;工艺的选择

合成聚氨酯弹性体的方法通常有预聚体法!半预聚体法和一步法*预

"$#设备仪器

三口瓶#温度计#旋片式;EF’C型真空泵#G6H电动搅拌机#邵.

聚体法是将聚合物多元醇与二异氰酸酯先行合成一定异氰酸酯含量的预聚体!然后预聚体与扩链剂反应成分子结构规整的聚氨酯弹性体!聚氨酯浇注胶大多采用此法*半预聚体法是将部分聚合物多元醇分至扩链剂中!使参与反应的两组分体积比差缩小!便于准确计量混合!但胶料物性会有所降低!不适于制作硬度高的产品*一步法是将多元醇+异氰酸酯(扩链剂(助剂等脱气后!一次计量混合扩链反应同时进行操作的方法!其工艺过程短!配方选择多样!生产效率高!操作环境良好"虽然胶料性能比预聚体法差一些!但据聚氨酯结构胶使用特点!综合各种因素!选择一步法工艺较好"

硬度计#拉力试验机!型号0I’766!中华人民共和国微型仪器实验厂产"

8@C工艺过程

将待用的聚醚多元醇分别加入三口瓶!在866JK8;6J!:6@6G7

8@C@8-组分的配制

,1L以下脱水至水分小于6@67M!然后分别准确称量装入另一干燥容器!加入称量的催化剂!适当升温搅拌均匀!加入填料!混合均匀!降至室温待用"

#$%配方中多元醇组分对胶性能的影响

聚氨酯材料的性能很大程度决定于软硬段的相结构及微相分离程

"$%$#>组分的配制

将待用的异氰酸酯采用六氢砒碇法分析出准确异氰酸酯含量待用"

度!聚醚类聚氨酯由于主链上具有许多醚链!其柔顺性和耐水性优于聚酯类聚氨酯!聚醚聚氨酯中硬段的(&不仅可以与硬段本身含有的羟基形成氢键!也可以和软段的醚基形成氢键"本实验主要选用聚醚多元醇

"$%$%样品制作

%室温;7J&按一定比例称量好!迅速充分搅拌均将-和>两组分

匀!倒入脱模剂处理过的模具中!凝胶后!硫化冷压!试片脱模后放置一周测试性能!力学性能测试按照国标进行"

-!聚醚多元醇>!都为高官能度(较低当量的多元醇!目的是加快体系反应速度!使胶料成胶后的硬度与强度提高!改善胶的韧性及耐热性"当-组分的平均当量降低与平均支化度增加时!胶料的硬度及交联密度会随之增高!调整当量值与支化度达到适当值!可使胶料韧性达到一定程度时硬度达到最高!如表;"

表;

支化度"邵.硬度脆性程度

支化度与硬度和韧性关系表

"$&%六氰砒碇法分析(3*基含量&测试方法

硬度邵氏.!N>!$7C8’8GGG#抗张强度!$!>!,’L!N>!$7;?’

8GG?#撕裂强度!$+!O<!P!Q>!$7;G’8GGG#冲击强度!缺口简支梁!Q>86BC’GC#氧指数!Q>!$;6BR’8GGC"

#实验结果与讨论

;@7R?不脆

;@AAC较韧

;@GA7韧性好

C@8A?较脆

C@C?;脆

;@8-和>组分的混合比

搞硬度聚氨酯结构胶的制备

邹鹏高硬度聚氨酯结构胶的制备本刊;LHKOMX=Y=ZHKOM3C[OQUG3QIE综述

从表!看出$多元醇组分在混合平均当量大致相同的情况下支化度为"#$时$胶料的硬度达到所需时$韧性也适中%

阻燃剂种类有焰燃烧时间IC无焰燃烧时间IC

表"阻燃剂阻燃性能表

*8--D>B

*8;-,>>

(’’-离火即灭

氯化石蜡I<=!&"

离火即灭

!%&异氰酸酯结构对胶料性能的影响

’()与*()相比$*()分子结构对称性差$只有一个苯环$且官能度为!$而’()结构中有两个苯环与次甲基形成共扼体系$故其刚性比甲苯二异氰酸酯"*()#好$能使本胶料具有更好的硬度和强度%纯’()在常温下结晶$使用不便$可以通过’()改性的方法得到不同官能度液化’()$不仅克服了上述缺点$而且能提高体系反应活性%由于本研究要制得邵(+,左右的聚氨酯弹性体$由此必须在胶料体系中引入大量的硬段$可选用官能度较大的异氰酸酯$适当增大体系交联度%经过测试不同异氰酸酯胶料的剪切强度$多亚甲基多苯基多异氰酸酯"-.-)#制作的胶料强度较大%综合考虑各方面因素$配方中异氰酸酯选取-.-)%-.-)是一种不同官能度的多异氰酸酯棕色液体混合物$其中$’()占混合物总量的,/0左右$其余是"官能度平均分子量各",/1&!2的低聚合度异氰酸酯$平均官能度为!3+$以此来形成给予胶料较高机械性能的硬链段%

",

沸点较高的三氯化锑$附着胶料表面将氧隔绝%阻燃剂加量也不能过多%如 …… 此处隐藏：4089字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……