一种聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯弹性体及其制备方法，它是主要由聚硫醚基多元醇、多异氰酸酯、催化剂反应形成的固化物。其制备方法包括：将1摩尔份的聚硫醚基多硫醇、含0.01～1摩尔份的异氰酸酯基的异氰酸酯化合物，以及0.005～0.05摩尔份的催化剂混合均匀，于20～150℃反应5min～48h，得到聚氨酯弹性体。本发明专利技术的聚氨酯弹性体具有良好的耐油性、低温弹性，并且合成方法简单，加工方便，无异味，可以被氧化降解，有望在高固体分涂料、耐油密封材料领域获得广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚氨酯弹性体，特别是涉及一种含硫醚基的聚氨酯弹性体及其制备方法。
技术介绍
目前，聚氨酯产品多由羟基树脂与异氰酸酯反应而得。羟基树脂通常有较大的粘度，在应用于涂料领域时，通常需要加入溶剂以降低粘度，而溶剂的挥发又带来环保问题，所以，开发低粘度的羟基树脂是涂料树脂领域发展的重要趋势。同时由于聚氨酯产品具有较好的耐油性，可用于密封领域，使用耐油性的羟基树脂，是提高聚氨酯密封材料性能的研究方向。。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种具有良好的快速一次成型加工性、耐油性、低温弹性的聚氨酯弹性体及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术实施例公开了一种聚氨酯弹性体，它是主要由聚硫醚基多元醇、多异氰酸酯、催化剂反应形成的固化物。相应的，本专利技术实施例还公开了一种聚氨酯弹性体的制备方法，将1摩尔份的聚硫醚基多硫醇、含0.01～1摩尔份的异氰酸酯基的异氰酸酯化合物以及0.005～0.05摩尔份的催化剂混合均匀，于20～150℃反应5min～48h，得到聚氨酯弹性体。优选的，在上述的聚氨酯弹性体的制备方法中，所述聚硫醚基多硫醇的制备方法包括：将1摩尔份的二巯基化合物、含0.8～1摩尔份含炔基的化合物、0.005～0.05摩尔份的光引发剂混合，紫外光辐射下反应30min～24h，再经干燥，得聚硫醚基多硫醇。其中，所述的聚硫醚基多硫醇为一种主链含有硫醚键的聚合物，其玻璃化温度在-70℃～-10℃。优选的，在上述的聚氨酯弹性体的制备方法中，所述含炔基的化合物包含20mol％-80mol％的含炔基的醇类化合物。优选的，所述含炔基的化合物包括乙炔、丙炔、正丁炔、1-己炔、1-癸炔、1-庚炔、1-壬炔、1-辛炔、2-苯硫基丙炔、3-丁炔-2-酮、3-环己基-1-丙炔、2-苯硫基丙炔或3-二乙基氨基-1-丙炔，但不限于此。优选的，所述含炔基的醇类化合物至少选自丙炔醇、3-丁炔-1-醇、1-庚炔-3-醇、4-戊炔-1-醇、3-丁炔-2-醇、1-己炔-3-醇、5-己炔-1-醇、1-辛炔-3-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、1-苯基-2-丙炔-1-醇、、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇，但不限于此。优选的，所述光引发剂至少选自安息香二甲醚、苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、酯化肟酮化合物、芳基过氧酯化合物、卤代甲基芳酮、苯甲酰甲酸酯，二苯甲酮、硫杂蒽酮及其衍生物、蒽醌、香豆酮及樟脑醌、1-羟基环己基苯基甲酮、苯甲酰甲酸甲酯，但不限于此。优选的，所述异氰酸酯化合物至少选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯或甲基环己基二异氰酸酯、4,4',4”三苯基甲烷三异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯、多异氰酸酯化合物，但不限于此。优选的，所述的催化剂为锡类或胺类催化剂。优选的，所述的锡类或胺类催化剂至少选自三乙胺、二甲基乙胺、四甲基乙二胺、五甲基二乙烯基三胺、六次甲基四胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二烷基锡二马来酸酯、或二硫醇烷基锡，但不限于此。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：提供的聚硫醚基多元醇合成工艺简单，加工方便，无异味，且粘度低，有望在无溶剂涂料、热固性塑料、耐油密封材料，并且所获聚氨酯弹性体具有良好的一次成型加工性能，在耐油性和低温弹性等方面也都有良好表现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术实施例1中多羟基聚硫醚的核磁氢谱；图2所示为本专利技术实施例1中所获得聚氨酯弹性体的照片；图3所示为本专利技术实施例1中所获得聚氨酯弹性体的红外谱图。具体实施方式本专利技术的一个方面提供了一种硫醚基聚氨酯弹性体(亦称聚氨酯-硫醚杂化弹性体，简称聚氨酯弹性体)，其为聚硫醚基多元醇与多异氰酸酯的固化产物，兼具粘度低，耐油性能及低温弹性优良等特点，有望在高固体分涂料、耐油密封材料、获得广泛的应用前景。本专利技术的另一个方面提供了合成所述聚氨酯弹性体的方法，其主要是通过使聚硫醚基多元醇、多异氰酸酯、催化剂反应而实现，其工艺简单易于控制。该合成工艺的具体工序等如前文所示，而在下文亦有详细说明，此处不再赘述。本专利技术通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。实施例1：在反应器中依次加入1摩尔份的1,2-乙二硫醇、0.8摩尔份的1-己炔、0.2摩尔份的丙炔醇，0.05摩尔份的安息香二甲醚，与紫外灯下照射30min，经干燥，得多羟基聚硫醚，其核磁氢谱参图1所示，其结构式为：将所得的含1摩尔份羟基的多羟基聚硫醚、含1摩尔份异氰酸酯基的己二异氰酸酯、0.05摩尔二月桂酸二丁基锡催化剂混合均匀，于20℃反应48h，得聚合物弹性体(即，聚氨酯弹性体)，其核磁谱图如图1所示，外观可参考图2，红外谱图如图3所示。实施例2：在反应器中依次加入1摩尔份的2,3-丁二硫醇、0.5摩尔份的己炔、0.5摩尔份的丙炔醇，0.01摩尔份的安息香二甲醚，与紫外灯下照射1h，经干燥，得多羟基聚硫醚，其结构式为：将所得的含1摩尔份羟基的多羟基聚硫醚、含1摩尔份异氰酸酯基的甲苯二异氰酸酯、0.01摩尔二(十二烷基硫)二丁基锡催化剂混合均匀，于30℃反应40h，得聚合物弹性体。实施例3:在反应器中依次加入1摩尔份的1,10-癸二硫醇、0.5摩尔份的1-庚炔、0.5摩尔份的1-庚炔-3-醇，0.015摩尔份的二苯甲酮，与紫外灯下照射2h，经干燥，得多羟基聚硫醚，其结构式为：将所得的含1摩尔份羟基的多羟基聚硫醚、含1摩尔份异氰酸酯基的1,4-环己烷二异氰酸酯、0.015摩尔三乙醇胺催化剂混合均匀，于40℃反应32h，得聚合物弹性体。实施例4：在反应器中依次加入1摩尔份的1,3-丙二硫醇、0.6摩尔份的1-壬炔、0.4摩尔份的1-己炔-3-醇，0.01摩尔份的二烷氧基苯乙酮，与紫外灯下照射2.5h，经干燥，得多羟基聚硫醚，其结构式为：将所得的含1摩尔份羟基的多羟基聚硫醚、含1摩尔份异氰酸酯基的环己烷二亚甲基二异氰酸酯、0.01摩尔二烷基锡二马来酸酯催化剂混合均匀，于50℃反应24h，得聚合物弹性体。实施例5：在反应器中依次加入1摩尔份的1,5-戊二硫醇、0.7摩尔份的1-癸炔、0.3摩尔份的2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于包括：将1摩尔份的聚硫醚基多硫醇、含0.01～1摩尔份异氰酸酯基的异氰酸酯化合物以及0.005～0.05摩尔份的催化剂混合均匀，于20～150℃反应5min～48h，获得聚氨酯弹性体。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于包括：将1摩尔份的聚硫醚基多硫醇、含0.01～1摩尔份异氰酸酯基的异氰酸酯化合物以及0.005～0.05摩尔份的催化剂混合均匀，于20～150℃反应5min～48h，获得聚氨酯弹性体。2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述聚硫醚基多硫醇的制备方法包括：将1摩尔份二巯基化合物、含0.8～1摩尔份炔基的化合物、0.005～0.05摩尔份光引发剂混合，并于紫外光辐射下反应30min～24h，再经干燥，获得聚硫醚基多硫醇。3.根据权利要求2所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述二巯基化合物至少选自1,2-乙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,10-癸二硫醇、1,6-己二硫醇、1,9-壬二硫醇、1,8-辛二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,5-戊二硫醇、二巯基丙醇、3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇、双(2-巯基乙基)醚、双(3-巯基丙酸)丁二醇、1,4-二巯基苏糖醇、4,4'-硫代双苯硫酚。4.根据权利要求2所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述含炔基的化合物包含20mol％-80mol％的含炔基的醇类化合物。5.根据权利要求2或4所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述含炔基的化合物包括乙炔、丙炔、正丁炔、1-己炔、1-癸炔、1-庚炔、1-壬炔、1-辛炔、2-苯硫基丙炔、3-丁炔-2-酮、3-环己基-1-丙炔、2-苯硫基丙炔或3-二乙基氨基-1-丙炔。6.根据权利要求4所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于所述含炔基的醇类化合物至少选自丙炔醇、3-丁炔-1-醇、1-庚炔-3-醇、4-戊炔-1-醇、3-丁炔-...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛清泉，韩金，乌学东，姜道义，曹慧军，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33