一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法技术

技术编号:19355309 阅读:86 留言:0更新日期:2018-11-07 18:53
本发明专利技术公开了一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,包括以下步骤:S1、将聚醚多元醇真空除水,冷却,然后加入甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和N,N‑二甲基环己胺,搅拌反应,得到物料A;S2、在物料A中加入1,4‑丁二醇、对苯二酚二羟基乙基醚,搅拌,然后加入环氧树脂和二羟甲基丙酸,搅拌,再加入纳米硅藻土、氧化锌和亚磷酸酯,搅拌,得到物料B;S3、将物料B真空脱除气泡,浇注,然后热处理,脱模,得到耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料。本发明专利技术提出的一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,制得的聚氨酯弹性体具有良好的抗冲击、耐撕裂、耐磨、高承载及阻燃等性能。

Preparation method of wear-resistant and flame retardant polyurethane elastomer material

The invention discloses a preparation method of wear-resistant and flame-retardant polyurethane elastomer material, which comprises the following steps: S1, dewatering polyether polyols in vacuum, cooling, then adding toluene diisocyanate, isophorone diisocyanate and N, N dimethylcyclohexylamine, stirring reaction to obtain material A; S2, adding 1,4 in material A. Butanediol, hydroquinone dihydroxyethyl ether, stirring, then adding epoxy resin and dimethylolpropionic acid, stirring, then adding nano-diatomite, zinc oxide and phosphite, stirring, get material B; S3, material B vacuum de-bubbles, pouring, then heat treatment, demoulding, get wear-resistant and flame-retardant polyurethane elasticity. Body material. The preparation method of a wear-resistant and flame-retardant polyurethane elastomer material is provided. The prepared polyurethane elastomer has good impact resistance, tear resistance, wear resistance, high load-bearing and flame-retardant properties.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法
本专利技术涉及聚氨酯材料
,尤其涉及一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法。
技术介绍
聚氨酯弹性体是指聚氨酯分子链上含有较多氨基甲酸酯基团的一类弹性体高分子聚合物材料,它具有良好的弹性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性,被广泛应用于工农业生产、国防建设和日常生活中。由于普通聚氨酯材料阻燃性能差,极限氧指数较低,在使用过程存在安全隐患,同时耐磨性也有待改善,这些缺陷都限制了聚氨酯弹性体的使用,因此,耐磨、阻燃聚氨酯弹性体材料的开发研究就显得迫在眉睫。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题,本专利技术提出了一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,制得的聚氨酯弹性体具有良好的抗冲击、耐撕裂、耐磨、高承载及阻燃等性能。本专利技术提出的一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,包括以下步骤:S1、将聚醚多元醇真空除水,冷却,然后加入甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和N,N-二甲基环己胺,搅拌反应,得到物料A;S2、在物料A中加入1,4-丁二醇、对苯二酚二羟基乙基醚,搅拌,然后加入环氧树脂和二羟甲基丙酸,搅拌,再加入纳米硅藻土、氧化锌和亚磷酸酯,搅拌,得到物料B;S3、将物料B真空脱除气泡,浇注,然后热处理,脱模,得到耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料。优选地,S1中,按重量份将10-20份聚醚多元醇于85-95℃温度条件下真空除水,冷却至45-50℃,然后加入10-20份甲苯二异氰酸酯、15-30份异佛尔酮二异氰酸酯和0.1-0.2份N,N-二甲基环己胺,通入氮气,在65-70℃温度条件下搅拌反应1.2-1.8h,得到物料A。优选地,S2中,按重量份在30-50份物料A中加入2-3份1,4-丁二醇、1-2份对苯二酚二羟基乙基醚,在60-65℃温度条件下搅拌25-35min,然后加入1-2份环氧树脂和0.5-1.5份二羟甲基丙酸,搅拌30-45min,再加入0.4-0.8份纳米硅藻土、0.3-0.6份氧化锌和0.2-0.5份亚磷酸酯,搅拌30-45min,得到物料B。优选地,S3中,将物料B在62-68℃温度条件下真空脱除气泡,浇注,然后在105-112℃温度条件下保温4.5-5.5h,冷却至室温,脱模,得到耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料。优选地,聚醚多元醇按以下工艺进行制备:将甲醛、催化剂和甲苯混合,调节体系pH值,然后加入松香,搅拌反应,除去甲醛后通入氢气,得到羟甲基松香;将聚乙二醇、4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷和四正丁基溴化铵混合,在搅拌状态下缓慢加入氢氧化钠,得到物料C;将羟甲基松香、物料C和氢氧化钠混合,搅拌,然后再加入去离子水和浓硫酸,搅拌,经后处理得到聚醚多元醇。优选地,聚醚多元醇按以下工艺进行制备:将甲醛、催化剂和甲苯混合,调节体系pH值为4-5.5,然后加入松香,油浴搅拌反应,除去甲醛后通入氢气,得到羟甲基松香;将聚乙二醇、4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷和四正丁基溴化铵混合,调节体系温度为60-65℃,在搅拌状态下缓慢加入4-8份氢氧化钠,得到物料C;将羟甲基松香、物料C和氢氧化钠混合,在70-85℃温度条件下搅拌1-2h,然后再加入去离子水和浓硫酸,搅拌35-50min,经后处理得到聚醚多元醇。优选地,聚醚多元醇按以下工艺进行制备:将甲醛、催化剂和甲苯混合,调节体系pH值为4-5.5,然后加入松香,油浴搅拌反应,除去甲醛后通入氢气,得到羟甲基松香;按摩尔份将5-12份聚乙二醇、2-6份4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷和0.1-0.2份四正丁基溴化铵混合,调节体系温度为60-65℃,在搅拌状态下缓慢加入4-8份氢氧化钠,得到物料C;按摩尔份将5-10份羟甲基松香、2.5-5份物料C和0.1-0.2份氢氧化钠混合,在70-85℃温度条件下搅拌1-2h,然后再加入6-12份去离子水和2-4份浓硫酸,搅拌35-50min,经后处理得到聚醚多元醇。优选地,聚醚多元醇按以下工艺进行制备:将甲醛、催化剂和甲苯混合,调节体系pH值为4.5-5,然后加入松香,油浴搅拌反应,除去甲醛后通入氢气,得到羟甲基松香;按摩尔份将6-10份聚乙二醇、3-5份4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷和0.12-0.18份四正丁基溴化铵混合,调节体系温度为62-64℃,在搅拌状态下缓慢加入5-7份氢氧化钠,得到物料C;按摩尔份将6-8份羟甲基松香、3-4份物料C和0.12-0.18份氢氧化钠混合,在75-80℃温度条件下搅拌1.2-1.6h,然后再加入7-10份去离子水和2.5-3.5份浓硫酸,搅拌40-50min,经后处理得到聚醚多元醇。本专利技术中加入的聚醚多元醇在其制备过程中,选用松香为原料,有效降低生产成本,同时能降低环境污染,加入甲醛使松香羟基化,再通氢气消除松香分子中的双键,从而提高聚氨酯弹性体材料耐化学品性和热稳定性,通过控制聚乙二醇和4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷的摩尔量及工艺参数,4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷中的溴取代聚乙二醇中的羟基,从而将4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷接枝到聚乙二醇分子上,生成了长支链结构,其产物的分子结构中既有醚键又带有溴元素,使聚氨酯弹性体材料具有良好的耐寒性、耐水性和阻燃性,再通过将物料C与羟甲基松香混合,利用羟甲基松香中活泼的羟基与物料C中的环氧基反应,使其开环,并将松香的三元菲环骨架结构引入聚氨酯中,有效提高聚氨酯弹性体材料的耐热性和尺寸稳定性,并通过添加浓硫酸与去离子水,进一步促进物料C中环氧基团的开环反应,得到聚醚多元醇兼具了松香、聚乙二醇和4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷各自优异性能,同时引入了醚基、酯基、羟基及溴元素,使聚氨酯弹性体材料同时兼具耐寒性、耐水性、耐热性、耐油性、阻燃性及耐老化等性能;将得到的聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯反应,得到的预聚体物料A具有独特的网状结构,在体系具有良好的分散性及相容性,再以1,4-丁二醇、对苯二酚二羟基乙基醚为接枝单体,以环氧树脂和二羟甲基丙酸为交联剂,与物料A中的氰酸酯基反应,进一步优化聚氨酯弹性体材料的空间结构,聚氨酯中软段与硬段分布合理,得到的聚氨酯弹性体材料具有良好的热稳定性、阻燃性、耐磨性、耐老化性、高承载、耐撕裂及弹韧性等力学性能;再配合添加纳米硅藻土、氧化锌和亚磷酸酯,在体系中具有良好的相容性与分散性,进一步提高了聚氨酯弹性体材料的阻燃性、光稳定性及力学性能;本专利技术中再通过合理设置各项工艺参数,优化热处理工艺,有效改善聚氨酯弹性体材料的综合性能,进一步优化聚氨酯弹性体材料的耐磨性、阻燃性及尺寸稳定性等性能,同时能有效延长聚氨酯弹性体材料的使用寿命。本专利技术提出的一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,制得的聚氨酯弹性体具有良好的抗冲击、耐撕裂、耐磨、高承载及阻燃等性能。对采用本专利技术中制备方法得到的耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料进行性能测试:其耐磨性超过天然橡胶7倍,极限氧指数超过28%,表现出优异的耐磨性及阻燃性能,适于生产使用。具体实施方式下面,通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,包括以下步骤:S1、将聚醚多元醇真空除水,冷却,然后加入甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和N,N-二甲基环己胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将聚醚多元醇真空除水,冷却,然后加入甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和N,N‑二甲基环己胺,搅拌反应,得到物料A;S2、在物料A中加入1,4‑丁二醇、对苯二酚二羟基乙基醚,搅拌,然后加入环氧树脂和二羟甲基丙酸,搅拌,再加入纳米硅藻土、氧化锌和亚磷酸酯,搅拌,得到物料B;S3、将物料B真空脱除气泡,浇注,然后热处理,脱模,得到耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将聚醚多元醇真空除水,冷却,然后加入甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和N,N-二甲基环己胺,搅拌反应,得到物料A;S2、在物料A中加入1,4-丁二醇、对苯二酚二羟基乙基醚,搅拌,然后加入环氧树脂和二羟甲基丙酸,搅拌,再加入纳米硅藻土、氧化锌和亚磷酸酯,搅拌,得到物料B;S3、将物料B真空脱除气泡,浇注,然后热处理,脱模,得到耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料。2.根据权利要求1所述耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,其特征在于,S1中,按重量份将10-20份聚醚多元醇于85-95℃温度条件下真空除水,冷却至45-50℃,然后加入10-20份甲苯二异氰酸酯、15-30份异佛尔酮二异氰酸酯和0.1-0.2份N,N-二甲基环己胺,通入氮气,在65-70℃温度条件下搅拌反应1.2-1.8h,得到物料A。3.根据权利要求1或2所述耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,其特征在于,S2中,按重量份在30-50份物料A中加入2-3份1,4-丁二醇、1-2份对苯二酚二羟基乙基醚,在60-65℃温度条件下搅拌25-35min,然后加入1-2份环氧树脂和0.5-1.5份二羟甲基丙酸,搅拌30-45min,再加入0.4-0.8份纳米硅藻土、0.3-0.6份氧化锌和0.2-0.5份亚磷酸酯,搅拌30-45min,得到物料B。4.根据权利要求1-3中任一项所述耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,其特征在于,S3中,将物料B在62-68℃温度条件下真空脱除气泡,浇注,然后在105-112℃温度条件下保温4.5-5.5h,冷却至室温,脱模,得到耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料。5.根据权利要求1-4中任一项所述耐磨阻燃聚氨酯弹性体材料的制备方法,其特征在于,聚醚多元醇按以下工艺进行制备:将甲醛、催化剂和甲苯混合,调节体系pH值,然后加入松香,搅拌反应,除去甲醛后通入氢气,得到羟甲基松香;将聚乙二醇、4,4,4-三溴-1,2-环氧丁烷和四正丁基溴化铵混合,在搅拌状态下缓慢加入氢氧化钠,得到物料C;将羟甲基松香、物料C和氢氧化钠混合,搅拌,然后再加入去离子水和浓硫酸,搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员:许戈文熊潜生霍俊丽张虎何纪慧杨立春
申请(专利权)人:安徽安大华泰新材料有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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