一种环氧改性脂肪族聚硫氨酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环氧改性脂肪族聚硫氨酯的制备方法。具体操作步骤是：将聚硫、大分子多元醇与脂肪族异氰酸酯反应合成端活泼氢的预聚体；脂环族环氧树脂与多异氰酸酯反应生成端异氰酸酯基的加成物；将两者反应得到环氧改性脂肪族聚硫氨酯；多元胺与偶联剂组成固化剂；环氧改性脂肪族聚硫氨酯和固化剂在加热、真空条件下混合，熟化后得到产品。其硬度为邵A：85-95、拉伸剪切强度MPa：8-20，拉拔强度MPa：7-15，透气性dm3/min：0.3-0.7，紫外光照射46h(60±2℃）：无变化，拉伸强度损失%（100%R.H.,25℃,1年）：2.8-7.1。用于钢桥面的铺装，满足粘结、耐高低温、耐老化及耐化学品、耐渗水等性能的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。具体操作步骤是：将聚硫、大分子多元醇与脂肪族异氰酸酯反应合成端活泼氢的预聚体；脂环族环氧树脂与多异氰酸酯反应生成端异氰酸酯基的加成物；将两者反应得到环氧改性脂肪族聚硫氨酯；多元胺与偶联剂组成固化剂；环氧改性脂肪族聚硫氨酯和固化剂在加热、真空条件下混合，熟化后得到产品。其硬度为邵A：85-95、拉伸剪切强度MPa：8-20，拉拔强度MPa：7-15，透气性dm3/min：0.3-0.7，紫外光照射46h(60±2℃）：无变化，拉伸强度损失%（100%R.H.,25℃,1年）：2.8-7.1。用于钢桥面的铺装，满足粘结、耐高低温、耐老化及耐化学品、耐渗水等性能的要求。【专利说明】
本专利技术属于聚氨酯复合材料
，具体涉及一种环氧改性脂肪族聚硫氨酯的 制备方法。
技术介绍
芳香族聚氨酯有着综合性能优异的特点，价格相对低廉，但作为弹性体、涂料、黏 合剂材料，它也存在着不足，如密实性较差(换言之透气性较好，这在合成革、天然革、织物 等方面应用时为优点)，耐化学品性能不够突出等，还有一个很大的缺陷就是耐老化性能 差，所以，路面或桥面等露天用铺装材料，特别是表面铺装材料，必须选取耐老化性能优异 的脂肪族聚氨酯，同时，也必须选择不含芳环的环氧树脂。从聚氨酯反应的基本原理上，只 要活泼氢化合物是和异氰酸酯反应生成的都成为广义上的聚氨酯，聚硫橡胶中含有巯基化 合物，巯基能与异氰酸酯反应的生成物有其独特的性能和化学结构，本专利就是合成这种 具有特殊结构的聚硫氨酯以弥补单一聚氨酯材料的缺陷。 聚硫分子主链上含有硫原子，硫化后产品收缩性很小，制成的密封胶对各种被粘 物有良好的粘接性，耐臭氧、耐候性好、耐油性好，湿、气透过性低，尤其是具有长期耐水性， 是防水密封胶的理想材料。自Thiokol公司开发出带有端巯基低相对分子质量的液体聚硫 橡胶后，聚硫引起了科研工作者的兴趣。近年来，为了满足某些特殊的要求，人们研究了主 链的各种可变换结构和利用其他官能团与巯基反应进行改性。专利技术专利CN 1599763A "制 备透明聚硫氨酯基材和尤其光学基材的方法"，该专利技术涉及了一种制备光学制品的聚硫氨 酯透明浇铸基材的快速固化方法。该方法将具有脂肪族异氰酸酯或异硫酸酯端基和聚硫氨 酯预聚物的第一组份与含有硫醇端基的聚硫氨酯预聚物的第二组份和混合后填充浇铸模 具装置的模腔，得到透明的聚硫氨酯固体基材。CN 1602322A"高折射指数和高抗冲聚硫氨 酯/脲材料、其制造方法及在光学领域中的用途"，该专利技术以（α，ω)-二异(硫)氰酸酯酯环 族或芳族预聚物和伯二胺为反应原料获得折射指数nD25大于1. 53,高抗冲聚硫氨酯/脲 材料。CN 101155848A "聚硫氨酯类聚合性组合物及使用该组合物的光学用树脂的制备方 法"和CN 101228202A "聚硫氨酯类聚合性组合物及由该组合物形成的光学用树脂"分别 提供了一种染色性及树脂强度优异的树脂组合物，该组合物可以制备出具有充分强度的树 月旨。CN 1950417A "聚硫氨酯"涉及了一种含聚硫代碳酸酯聚硫醇作为聚硫醇成分的聚硫氨 酯，该聚硫氨酯具有高折射率而显示低分散的优秀光学特性，拉伸和伸缩性能，可作为光学 用塑料原料。CN 101277989A "聚硫氨酯组分及其制备和使用方法"提供了聚硫氨酯聚合物 组分，涉及了该聚硫氨酯聚合物组分的制备方法和使用方法。该组分包括硫羟酸酯组分和 异氰酸酯组分。CN 101842403A "聚脲/聚硫脲涂料"公开了以含有异氰酸酯的第一组分和 含有胺的第二组分反应得到聚脲/聚硫脲涂料。CN 101702038A "一种抗冲击性高的树脂 镜片"以含有异氰酸酯封端的聚硫氨酯类预聚物的溶液、含有多异氰酸酯化合物的溶液、多 巯基化合物、紫外线吸收剂和催化剂为原料制得了高折射率，高抗击性能的镜片用树脂。CN 101712742A和CN 101712742A分别公开了一种含巯基封端和一种含异氰酸基封端的聚硫 氨酯类预聚物的溶液及其制备方法。该溶液可用于塑料透镜的生产。CN 101384636A "聚 硫氨酯类光学材料用聚合性组合物"涉及了一种聚硫氨酯合成催化剂，该催化剂是有机A1、 有机Fe、有机Cu、有机Zn、有机Zr或有机Bi，该催化剂具有有机锡相同或更高的催化活 性。CN 101511895A "聚硫氨酯类光学材料用聚合催化剂、含有该催化剂的聚合性组合物、 由该组合物得到的聚硫氨酯树脂及其制造方法"，CN 101627069A "聚硫氨酯类光学材料用 聚合催化剂、含有该聚合催化剂的聚合性组合物、由该组合物得到的光学材料及其制造方 法"，CN 102066450A "聚硫氨酯类光学材料用聚合性组合物、由该聚合性组合物得到的聚 硫氨酯类光学材料及聚硫氨酯类光学材料用聚合催化剂"，CN 102906143A "聚硫氨酯用 聚合催化剂，可聚合液体组合物以及制备具有高折射率的有机聚硫氨酯玻璃的方法"，CN 102977309A "光学材料用聚合性组合物、由该组合物得到的光学材料及光学材料用聚合催 化剂"等专利技术专利分别公开了用于合成聚硫氨酯的不同催化剂。 通过对现有公开的相关专利分析研究，涉及论文和专利仅限于聚硫氨酯密封胶的 研制，和用于聚硫氨酯树脂镜片的化合物组分及合成方法，以及其合成用催化剂的研究制 备方法。而聚硫氨酯存在粘结性和耐化学品性能较差的缺陷，这可以通过环氧树脂加以改 进。环氧改性聚硫氨酯体系是多异氰酸酯、聚硫橡胶、环氧树脂通过逐步缩聚和开环共聚， 以聚氨酯为主体而合成出的三元共聚体系，目的是在聚氨酯分子主链上引入硫原子和环氧 树脂，利用三种材料各自所具有的优点，使得目标产品综合性能大大提高。可以应用于防腐 涂料，织物涂层，胶黏剂等领域，尤其在路面与桥面的表面铺装材料中应用前景十分广阔。
技术实现思路
目前，高分子材料向复合材料方向发展，单一的聚氨酯弹性体虽然综合性能较好， 但耐高低温、耐化学品、耐渗水等性能还存在着缺陷，芳香族聚氨酯还存在一个很大的缺 陷，就是耐老化性能很差，这使得其在织物涂层、道路的路面或桥梁的桥面的铺装等领域的 应用受到了限制。本专利技术提供，以期得到密实性、 耐化学品性和耐老化性能优异的脂肪族复合聚氨酯弹性体。 单一材料存在性能上的缺陷，如脂肪族聚氨酯材料粘结强度大、耐温范围广、弹性 可调等优点，但存在密实性差(一般耐水压在3000以内），耐化学品性能不突出等缺陷；环 氧树脂粘结强度大、耐化学品性能优异，但脆性大(抗冲击强度350N. cm);聚硫橡胶弹性大、 密实性好，但粘结强度差(一般20N/cm)。三种材料各有特点，但单一材料很难满足路面和桥 面铺装的综合要求。因此，三种材料的复合，特别是化学键合是高分子材料在路面和桥面上 应用，性能上替代目前常用的水泥、浙青和环氧改性浙青的最佳选择，表面铺装时，不含芳 烃的脂肪族环氧改性聚硫氨酯更显特出的应用价值。 三种材料应用于同一个体系关键难点在于它们的合成工艺不同以及大分子相互 反应所需要的有效分子碰撞，复合后材料的反协同性可能影响到产品的性能。而从工艺上 看聚氨酯和聚硫的逐步聚合反应，和环氧树脂的共聚工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧改性脂肪族聚硫氨酯的制备方法，其特征在于制备操作步骤如下：1）液态聚硫、大分子多元醇与脂肪族异氰酸酯反应合成端活泼氢的预聚体；2）脂环族或脂肪族环氧树脂与小分子二元胺开环生成端氨基生成物后，与脂肪族多异氰酸酯反应生成脂肪族多异氰酸酯与环氧树脂的加成物；3）预聚体与加成物反应得到环氧改性脂肪族聚硫氨酯；4）小分子多元胺与偶联剂组成多元胺固化剂；5）环氧改性脂肪族聚硫氨酯和多元胺固化剂在加热、真空条件下混合浇注，熟化得环氧改性脂肪族聚硫氨酯。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许戈文，熊潜生，戴震，何纪慧，
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