固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。该聚氨酯弹性体组合物包括聚氨酯预聚体、固化剂和固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体，所述聚氨酯预聚体的重量占4.9％～89.99％，所述固化剂的重量占0.01％～40％，所述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的重量占10％～80％。通过将聚氨酯预聚体和固化剂、固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体混匀，真空脱泡后浇筑固化成型得到所述聚氨酯弹性体组合物。该聚氨酯弹性体组合物既具备聚氨酯弹性体的优良性能，又因加入一种在石蜡熔点以上至280℃呈现不流淌半流体的石蜡聚集体，成为一种可有效防止石蜡流淌、并显著减少石蜡迁移析出的新型相变材料。

Polyurethane elastomer composition of paraffin aggregates thickened with solid nano particles and process for producing the same

The present invention discloses a polyurethane elastomer composition of solid nano particles condensed paraffin aggregates and a preparation method thereof. The polyurethane elastomer composition includes paraffin aggregates of polyurethane prepolymer, curing agent and solid nano particles thickening, the polyurethane prepolymer weight 4.9% ~ 89.99%, the weight of the curing agent was 0.01% ~ 40%, the solid nano particles thickening Shi Laju collective weight 10% ~ 80%. Through the paraffin aggregates of polyurethane prepolymer and curing agent, solid nano particles thickening mixing, vacuum deaeration after pouring curing to obtain the polyurethane elastomer composition. The polyurethane elastomer composition has excellent properties of polyurethane elastomer, and by adding a to 280 degrees above the melting point is flowing in the paraffin wax aggregates become a semi fluid, can effectively prevent the wax flowing, and significantly reduce the migration of novel wax precipitated phase change material.

【技术实现步骤摘要】
固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法
本专利技术涉及含石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，更具体地，本专利技术涉及一种固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯弹性体是典型的多嵌段共聚物，由软硬段两部分构成，软段提供弹性，硬段起到增强填充和交联作用，该多相高分子具有好的机械强度、高硬度和高伸展率、优异的耐磨损性能、良好的耐油和耐多种溶剂性能，因此，聚氨酯弹性体在国民经济的许多领域得到了广泛的应用。石蜡作为性能良好的相变材料，因其储能密度大、化学性质稳定、相变温度范围高、无毒无腐蚀且无过冷现象，已成为国内外储能研究的热点。但石蜡的熔点较低，在熔点以上容易与体系产生分离及高温熔化流淌变形的问题,限制了其应用。为解决石蜡的高温流淌熔出问题，人们做了大量的工作。Cemil等(Preparation,ThermalPropertiesandThermalReliabilityofForm-StableParaffin/PolypropyleneCompositeforThermalEnergyStorage[J].JPolymEnviron,2009,17:254–258)将熔融石蜡滴入到聚丙烯(PP)的正庚烷溶液中再将混合液室温放置15d制得石蜡/PP的相变复合材料，其具有良好的化学稳定性。Ahmet等(Form-stableparaffin/highdensitypolyethylenecompositesassolid–liquidphasechangematerialforthermalenergystorage:preparationandthermalproperties[J].EnergyConversionandManagement,45:2033–2042,2004)通过混合熔融的石蜡和高密度聚乙烯再冷却到室温来制备形状稳定的复合相变材料。相变材料中，石蜡处于熔化状态而不泄露的最大百分比为77％。QinglongZhang等(Systematicinvestigationonshapestabilityofhigh-efficiencySEBS/paraffinform-stablephasechangematerials[J].SolarEnergyMaterials&SolarCells,2013,118:54–60)采用苯乙烯-B-(乙烯-共-丁烯)-嵌段-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)为支撑材料，与石蜡一起制得SEBS-石蜡凝胶。该凝胶高于石蜡熔点并无任何液体泄漏，室温下保持一定的形状，随着温度升高至120℃复合物虽为固态但出现弯曲变形现象，进一步升高至150℃变为流体。现有的石蜡不流淌技术通过改变蜡的状态或者提高石蜡的熔点制备的蜡聚集体，虽在一定程度上改善了石蜡的使用性能，但在一些多变环境或极端环境下，其使用仍受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于进一步解决石蜡高温流淌熔出问题，并利用石蜡和聚氨酯弹性体合成新的材料。将固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体应用于聚氨酯弹性体体系，通过石蜡聚集体与粘结剂间较强的相互作用代替石蜡与粘结剂间弱的相互作用，并且不破坏粘结体系聚合过程，与粘结体系有较好的相容性，不影响聚合物的力学性能及石蜡聚集体的性能。为解决上述的技术问题，本专利技术的一种实施方式采用以下技术方案：一种固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，它包括聚氨酯预聚体、固化剂和固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体。上述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物以所述聚氨酯弹性体组合物总重量为100％计，所述聚氨酯预聚体的重量占4.9％～89.99％，所述固化剂的重量占0.01％～40％，所述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的重量占10％～80％。上述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物中，所述聚氨酯预聚体是用按重量计的10％～70％的聚醚多元醇与30％～90％的异氰酸酯反应制得，或者所述聚氨酯预聚体是用按重量计的5％～30％的聚酯多元醇与70％～95％的异氰酸酯反应制得，或者所述聚氨酯预聚体是用按重量计的30％～91.5％的端羟基聚丁二烯与10％～68.5％的异氰酸酯反应制得。上述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物中，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二醇、聚氧化化丁烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇中的一种或多种；所述聚酯多元醇为聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丁二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或多种；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中一种或多种。其中，聚氧化丙烯二元醇的相对分子质量为1000～4000，优选2000～3000，聚氧化丁烯二元醇的相对分子质量为1000～4000，优选2000～3000；聚氧化丁烯二元醇的相对分子质量为1000～4000，优选2000～3000；聚氧化丙烯三元醇的相对分子质量为3000～8000，优选3000～5000。其中，聚己二酸乙二醇酯二醇的相对分子质量为1000～3000，优选2000～3000；聚己二酸乙二醇-丁二醇酯二醇的相对分子质量为1000～3000，优选2000～3000；聚己二酸丁二醇酯二醇的相对分子质量为1000～3000，优选2000～3000。因聚酯多元醇和聚醚多元醇的分子量会影响弹性体的硬度，分子量不在上述范围内，不能保证弹性体的硬度符合要求，尤其是当分子量太大时会导致弹性体的硬度变大，选用上述相对分子质量的原料，才能保证弹性体的硬度及弹性等指标。上述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物中，所述固化剂为增塑剂、扩链剂、催化剂中的一种或多种；所述增塑剂为癸二酸二辛酯(DOS)、邻苯二甲酸二甲酯、己二酸二辛酯中的一种或多种，所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基苯烷、3,5-二甲硫基甲苯二胺中的一种或多种；所述催化剂为三乙醇胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮(HAA)中的一种或多种。根据本专利技术的一种实施方式，所述固化剂包括按重量计的75％～95％的增塑剂、3.5％～15％的扩链剂和1.5％～10％的催化剂。上述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物中，所述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体是以石蜡、润滑油基础油、添加剂和固体纳米性颗粒为原料制成的氮化硅稠化的石蜡聚集体、二氧化硅稠化的石蜡聚集体、氮化铝稠化的石蜡聚集体中的一种或多种；以蜡类聚集体总重量为100％计，所述蜡占总重量的5％～95％，所述润滑油基础油占总重量的0～70％，所述添加剂占总重量的0～10％，所述固体纳米性颗粒占总重量的5％～30％。优选地，所述蜡与润滑油基础油的总重量为74％～94％，添加剂为0～8％，固体纳米性颗粒为6％～20％。上述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体中的石蜡是熔点为50～70℃的矿物蜡中的一种或多种，所述润滑油基础油为矿物油、合成油、植物油中的一种或多种，所述添加剂为结构稳定剂、粘度指数改进剂、石墨中的一种或多种；所述固体纳米性颗粒是纳米氮化硅、纳米二氧化硅、纳米氮化铝中的一种或多种。其中，结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于它包括聚氨酯预聚体、固化剂和固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体。

【技术特征摘要】
1.一种固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于它包括聚氨酯预聚体、固化剂和固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体。2.根据权利要求1所述的固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于以所述聚氨酯弹性体组合物总重量为100％计，所述聚氨酯预聚体的重量占4.9％～89.99％，所述固化剂的重量占0.01％～40％，所述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的重量占10％～80％。3.根据权利要求2所述的固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述聚氨酯预聚体是用按重量计的10％～70％的聚醚多元醇与30％～90％的异氰酸酯反应制得，或者所述聚氨酯预聚体是用按重量计的5％～30％的聚酯多元醇与70％～95％的异氰酸酯反应制得，或者所述聚氨酯预聚体是用按重量计的30％～91.5％的端羟基聚丁二烯与8.5％～70％的异氰酸酯反应制得。4.根据权利要求3所述的固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃二醇、聚氧化化丁烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇中的一种或多种；所述聚酯多元醇为聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丁二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种或多种；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中一种或多种。5.根据权利要求2所述的固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述固化剂为增塑剂、扩链剂、催化剂中的一种或多种；所述增塑剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯、己二酸二辛酯中的一种或多种，所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基苯烷、3,5-二甲硫基甲苯二胺中的一种或多种；所述催化剂为三乙醇胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述固化剂包括按重量计的75％～95％的增塑剂、3.5％～15％的扩链剂和1.5％～10％的催化剂。7.根据权利要求2所述的固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于所述固体纳米性颗粒稠化的石蜡聚集体是以石蜡、润滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天波，韩雪，罗观，郑保辉，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51