一种聚氨酯弹性体改性方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯弹性体改性方法，属于高分子材料改性方法技术领域,核壳乳胶粒子改性PUE是由下述重量比例组份的原料制成：聚四氢呋喃醚二醇51g，甲苯二异氰酸酯18.2g，3,5-二甲硫基甲苯二胺6.65g，表层含羟基PBA-P(MMA-VA)核壳乳胶粒子 6.12g；其改性方法所采用的步骤为：1.羟值的测定：采用乙酸酐-吡啶法测定PTMG与表层含羟基PBA-P(MMA-VA)核壳乳胶粒子混合物的羟值；2．PUE的制备：将50gPTMG在100~110℃下真空脱水5~10min，称取6g表层含羟基PBA-P(MMA-VA)核壳乳胶粒子加入到50mL丙酮中，然后将其加入到PTMG中，再在80~90℃下真空脱去丙酮；将上述混合物冷却至40~50℃，加入18.2gTDI-100,在90℃下反应20min，制得聚氨酯预聚体，按摩尔比[NH2]:[NCO]=0.95:1，加入6.65g扩链剂DMTDA，在120℃的平板硫化机中硫化20min，脱模即可得到PUE。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于高分子材料改性方法
。
技术介绍
聚氨酯弹性体(PUE)的发展越来越受到人们重视，由于技术水平的不断提高，为了满足不同用途、不同性能的要求，PUE改性技术也得到迅速发展。PUE改性技术包括物理改性和化学改性，物理改性是通过有机或无机填料与PUE共混实现的，共混只是简单的物理混合，共混过程中没有化学键生成；化学改性是通过异氰酸酯基(-NC0)或羟基(-OH)与改性材料上带有的活性基团发生化学反应而将改性材料引入PUE基体中，使PUE的性质得到改善。通常化学改性效果明显好于物理改性，化学改性也是目前研究最多的PUE改性技术。本专利技术人研制的一种表层含羟基核壳乳胶粒子合成方法已经申报专利，其申请号为:201410204722.9，是聚氨酯弹性体改性材料之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，它是以表层含羟基聚丙烯酸丁酯-聚(甲基丙烯酸甲酯-乙烯醇)(PBA-P(MMA-VA))核壳乳胶粒子与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)混合物作为软段、甲苯二异氰酸酯(TD1-100)为硬段、3，5_ 二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为扩链剂，采用预聚体法制备浇注型核壳乳胶粒子改性PUE。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:，核壳乳胶粒子改性PUE是由下述重量比例组份的原料制成: 聚四氢呋喃醚二醇(PTMG) 51g 甲苯二异氰酸酯(TD1-100) 18.2g 3，5- 二甲硫基甲苯二胺(DMTDA) 6.65g 表层含羟基PBA-P (MMA-VA)核壳乳胶粒子6.12g 表层含羟基PBA-P(MMA-VA)核壳乳胶粒子改性PUE使用的原料:甲苯二异氰酸酯(TD1-100)为化学纯；氢氧化钠(NaOH)、丙酮、吡啶、苯、乙酸酐、酚酞均为分析纯；聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，分子量为1000 ;3，5- 二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)，分子量为214 ;表层含羟基PBA-P (MMA-VA)核壳乳胶粒子，自制。其改性方法所采用的步骤为: 1.羟值的测定 采用乙酸酐-吡啶法测定PTMG与表层含羟基PBA-P (MMA-VA)核壳乳胶粒子混合物的羟值，其测定的步骤为: (1)酰化剂的配制:将乙酸酐与吡啶以质量比为12:88混合，放置备用； (2)准确称取lgPTMG、0.12g表层含羟基PBA-P (MMA-VA)核壳乳胶粒子，将两者混合后置于磨口锥形瓶中，用移液管加入10.00 mL酰化剂，在100 1:油浴中加热回流2 h，冷却后加入25 mL苯，并用IOmL蒸馏水冲洗冷凝管，冲洗液入瓶，加入5滴酚酞指示剂，用0.5 mo I/L的NaOH溶液滴定至终点，另做空白试验，即可算得混合物的羟值。2.PUE 的制备 将50g PTMG在100~1101:下真空脱水5~101^11，称取68表层含羟基？84-?(遍仏-￥八)核壳乳胶粒子加入到50 mL丙酮中，在数控超声波清洗器中振荡30min，使核壳乳胶粒子均匀地分散在丙酮中，然后将其加入到PTMG中，搅拌20min使两者混合均匀，再在8(T90°C下真空脱去丙酮；将上述混合物冷却至4(T50°C，加入18.2g TD1-100,在90 °C下反应20min,制得聚氨酯预聚体，预聚体中NCO基团质量分数为5.5%。将50g聚氨酯预聚体加热到5(T60°C，并真空脱泡后，按摩尔比[NH2]: [NC0]=0.95:1，迅速加入6.65g扩链剂DMTDA，搅拌混合均匀后，再次脱泡IOmin后，立即浇注到模具中，在120°C的平板硫化机中硫化20min，脱模即可得到PUE。本专利技术的有益效果是:采用此种改性方法制备PUE，实现了对PUE化学改性的目的，能进一步提闻PUE力学性能的同时还可以提闻其耐热性能。【具体实施方式】，核壳乳胶粒子改性PUE是由下列重量比例组份的原料制成: 其原料的比例组分如下: 聚四氢呋喃醚二醇(PTMG) 51g 甲苯二异氰酸酯(TD1-100) 18.2g 3，5- 二甲硫基甲苯二胺(DMTDA) 6.65g 表层含羟基核壳乳胶粒子PBA-P (MMA-VA) 6.12g PBA-P (MMA-VAc)核壳乳胶粒子改性PUE使用的原料:甲苯二异氰酸酯(TD1-100)为化学纯；氢氧化钠(NaOH)、丙酮、吡啶、苯、乙酸酐、酚酞均为分析纯；聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，分子量为1000 ;3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)，分子量为214 ;表层含羟基PBA-P(MMA-VA)核壳乳胶粒子，自制。所述核壳乳胶粒子它是由下列比例组份的原料制成: 核层: 核单体(BA) 30g 交联剂(DVB) 1.5mL乳化剂(SDS) 0.1g 乳化剂(0P-10) 0.1g引发剂(KPS) 0.16g去离子水(H2O) 75mL 接枝剂(ALMA) ImL 壳层: 壳单体(MMA) 20g功能单体(VAc)4g乳化剂(SDS)0.1g 乳化剂(0P-10) 0.1g引发剂(KPS) 0.1g去离子水(H2O) IOmL PBA-P(MMA- VAc)核壳乳胶粒子合成所使用的原料:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、过硫酸钾(KPS)和醋酸乙烯酯(VAc)均为分析纯；二乙烯基苯(DVB)、甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)、十二烷基硫酸钠(SDS)和壬基酚聚氧乙烯醚(0P-10)均为化学纯。BA和MMA经减压蒸馏除去阻聚剂后使用，其它试剂直接使用；去离子水作为分散介质使用。其合成方法的步骤是: 1.PBA核乳液的合成首先将30g BA单体与两种乳化剂(0.1g OP-1O和0.1g SDS)、15mL去离子水、0.08g KPS和1.5mL DVB加入到250mL三颈瓶中，在室温下搅拌，搅拌速度500r/min，预乳化Ih制得BA预乳化液； 然后在配备有搅拌桨、温度计、回流冷凝器和氮气入口的250mL四颈瓶中加入60mL去离子水，升温至85°C,并通入氮气，加入0.08g KPS,不断搅拌,搅拌速度230r/min ,搅拌均匀后，使用蠕动泵滴入BA预乳化液，滴速为2 rpm,当BA预乳化液滴至一半时，向BA预乳化液中加入ImL接枝剂ALMA，搅拌均匀后再继续滴加，BA预乳化液控制在2h滴完，搅拌速度230r/min ;控制温度在85°C继续反应2.5h，制得PBA核乳液。2.PBA-P (MMA-VAc)核壳乳胶粒子的合成 首先将20g MMA单体与两种乳化剂(0.1g 0P-10和0.1g SDS )、0.1g KPS、去离子水IOmL加入到250mL三颈瓶中，在室温下搅拌，搅拌速度为500r/min，待搅拌均匀后，加入4.0g功能单体VAc，继续搅拌，搅拌速度保持不变，预乳化Ih制得壳预乳化液； 然后将上述装有PBA核乳液的四颈瓶中通入氮气，升温至85°C，用蠕动泵滴入壳预乳化液，滴速为2 rpm,控制在1.5h滴完，并不断搅拌，搅拌速度为230r/min。在氮气保护下控温85°C继续反应2.5h，降温到6(T70°C出料，得到PBA-P(MMA-VAc)核壳乳液。最后将PBA-P(MMA-VAc)核壳乳液置于烧杯中，用胶头滴管向其中滴入浓度为5%的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯弹性体改性方法，其特征是：核壳乳胶粒子改性PUE是由下列重量比例组份的原料制成：其原料的比例组分如下：聚四氢呋喃醚二醇（PTMG） 51g甲苯二异氰酸酯(TDI‑100) 18.2g3,5‑二甲硫基甲苯二胺(DMTDA) 6.65g表层含羟基核壳乳胶粒子PBA‑P(MMA‑VA) 6.12gPBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳胶粒子改性PUE使用的原料：甲苯二异氰酸酯(TDI‑100)为化学纯；氢氧化钠（NaOH）、丙酮、吡啶、苯、乙酸酐、酚酞均为分析纯；聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，分子量为1000；3,5‑二甲硫基甲苯二胺(DMTDA),分子量为214；表层含羟基PBA‑P(MMA‑VA)核壳乳胶粒子，为自制；所述核壳乳胶粒子它是由下列比例组份的原料制成：核层：核单体（BA）30g 交联剂（DVB）1.5mL 乳化剂（SDS）0.1g 乳化剂（OP‑10）0.1g 引发剂（KPS）0.16g 去离子水（H2O）75mL 接枝剂（ALMA） 1mL壳层：壳单体（MMA）20g 功能单体（VAc）4g 乳化剂（SDS）0.1g 乳化剂（OP‑10）0.1g 引发剂（KPS）0.1g 去离子水（H2O）10mLPBA‑P(MMA‑ VAc)核壳乳胶粒子合成所使用的原料：甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、过硫酸钾(KPS)和醋酸乙烯酯（VAc）均为分析纯；二乙烯基苯(DVB)、甲基丙烯酸烯丙酯（ALMA）、十二烷基硫酸钠(SDS)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP‑10)均为化学纯；BA和MMA经减压蒸馏除去阻聚剂后使用, 其它试剂直接使用；去离子水作为分散介质使用；其合成方法的步骤是：一、PBA核乳液的合成：首先将30g BA单体与两种乳化剂（0.1g OP‑10和0.1g SDS）、15mL去离子水、0.08g KPS和1.5mL DVB 加入到250mL三颈瓶中，在室温下搅拌, 搅拌速度500r/min, 预乳化1h制得BA预乳化液；然后在配备有搅拌桨、温度计、回流冷凝器和氮气入口的250mL四颈瓶中加入60mL去离子水，升温至85℃，并通入氮气，加入0.08g KPS，不断搅拌，搅拌速度230r/min ，搅拌均匀后，使用蠕动泵滴入BA预乳化液，滴速为2 rpm, 当BA预乳化液滴至一半时，向BA预乳化液中加入1mL接枝剂ALMA，搅拌均匀后再继续滴加，BA预乳化液控制在2h滴完，搅拌速度230r/min；控制温度在85℃继续反应2.5h，制得PBA核乳液；二、PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳胶粒子的合成 首先将20g MMA单体与两种乳化剂（0.1g OP‑10和0.1g SDS ）、0.1g KPS、去离子水10mL加入到250mL三颈瓶中，在室温下搅拌，搅拌速度为500r/min，待搅拌均匀后，加入4.0g功能单体VAc，继续搅拌，搅拌速度保持不变，预乳化1h制得壳预乳化液；然后将上述装有PBA核乳液的四颈瓶中通入氮气，升温至85℃，用蠕动泵滴入壳预乳化液，滴速为2 rpm，控制在1.5h滴完，并不断搅拌，搅拌速度为230r/min；在氮气保护下控温85℃继续反应2.5h，降温到60~70℃出料，得到PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳液；最后将PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳液置于烧杯中，用胶头滴管向其中滴入浓度为5%的三氯化铝水溶液，并不断用玻璃棒搅拌；当PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳液变为粘稠状时，停止滴加, 在室温下静止10min后转移至铺有一层滤纸减压抽滤装置的漏斗内，用300mL去离子水分多次水洗，并用玻璃棒不断搅拌，至中性后过滤，在60℃下干燥12h，得到PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳胶粒子；三、PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳胶粒子的醇解首先将干燥后的PBA‑P(MMA‑VAc)核壳乳胶粒子与甲醇以质量比为1：3混合，置于烧杯中，在数控超声波清洗器中使其溶胀1~2h，数控超声波清洗器频率设定为3000Hz；再与浓度为3%的NaOH甲醇溶液以体积比1：1混合，常温下搅拌2~3h，搅拌速度为800r/min，使其充分醇解；然后在室温下静置1h后转移至铺有一层滤纸减压抽滤装置的漏斗内，用1000mL去离子水分多次水洗 ，并用玻璃棒不断搅拌，至中性后过滤，在60℃下干燥12h，最终得到表层含羟基聚丙烯酸丁酯‑聚（甲基丙烯酸甲酯‑乙烯醇）（PBA‑P(MMA‑VA)）核壳乳胶粒子。...

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯弹性体改性方法，其特征是:核壳乳胶粒子改性PUE是由下列重量比例组份的原料制成: 其原料的比例组分如下: 聚四氢呋喃醚二醇(PTMG) 51g 甲苯二异氰酸酯(TD1-1OO) 18.2g .3，5- 二甲硫基甲苯二胺(DMTDA) 6.65g 表层含羟基核壳乳胶粒子PBA-P (MMA-VA) 6.12g PBA-P (MMA-VAc)核壳乳胶粒子改性PUE使用的原料:甲苯二异氰酸酯(TD1-100)为化学纯；氢氧化钠(NaOH)、丙酮、吡啶、苯、乙酸酐、酚酞均为分析纯；聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，分子量为1000 ;3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)，分子量为214 ;表层含羟基PBA-P (MMA-VA)核壳乳胶粒子，为自制； 所述核壳乳胶粒子它是由下列比例组份的原料制成: 核层:核单体(BA)30g 交联剂(DVB) 1.5mL乳化剂(SDS)0.1g乳化剂(OP-1O)0.1g引发剂(KPS)0.16g去离子水(H2O) 75mL接枝剂(ALMA) ImL 壳层:壳单体(MMA) 20g功能单体(VAc)4g乳化剂(SDS)0.1g乳化剂(0P-10) 0.1g引发剂(KPS) 0.1g去离子水(H2O) IOmLPBA-P(MMA-VAc)核壳乳胶粒子合成所使用的原料:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、过硫酸钾(KPS)和醋酸乙烯酯(VAc)均为分析纯；二乙烯基苯(DVB)、甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)、十二烷基硫酸钠(SDS)和壬基酚聚氧乙烯醚(0P-10)均为化学纯；B A和MMA经减压蒸馏除去阻聚剂后使用，其它试剂直接使用；去离子水作为分散介质使用； 其合成方法的步骤是: 一、PBA核乳液的合成:首先将30gBA单体与两种乳化剂(0.1g 0P-10和0.1g SDS),.15mL去离子水、0.08g KPS和1.5mL DVB加入到250mL三颈瓶中，在室温下搅拌，搅拌速度.500r/min,预乳化Ih制得BA预乳化液； 然后在配备有搅拌桨、温度计、回流冷凝器和氮气入口的250mL四颈瓶中加入60mL去离子水，升温至85°C,并通入氮气，加入0.08g KPS,不断搅拌,搅拌速度230r/min ,搅拌均匀后，使用蠕动泵滴入BA预乳化液，滴速为2 rpm,当BA预乳化液滴至一半时，向BA预乳化液中加入ImL接枝剂ALMA，搅拌均匀后再继续滴加，BA预乳化液控制在2h滴完，搅拌速度230r/min ;控制温度在85°C继续反应2.5h，制得PBA核乳液； 二、PBA-P(MMA-VAc)核壳乳胶粒子的合成 首先将20g MMA单体与两种乳化剂(0.1g 0P-10和0.1g SDS )、0.1g KPS、去离子水IOmL加入到250mL三颈瓶中，在室温下搅拌，搅拌速度为500r/min，待搅拌均匀后，加入4.0g功能单体VAc，继续搅拌，搅拌速度保持不变，预乳化Ih制得壳预乳化液； 然后将上述装有PBA核乳液的四颈瓶中通入氮气，升温至85°C，用蠕动泵滴入壳预乳化液，滴速为2 rpm,控制在1.5h...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘喜军，孙钊，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23