氨基甲酸酯多元醇预聚物、多孔聚氨酯片材及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种氨基甲酸酯多元醇预聚物、多孔聚氨酯片材及其制备方法，该多孔聚氨酯片材包括具有容易储存和加工特点的氨基甲酸酯多元醇预聚物。该氨基甲酸酯多元醇预聚物在室温下处于半固体或固体状态并且包含一个氨基甲酸酯官能团在主链上和至少两个羟基官能团。将氨基甲酸酯多元醇预聚物加热熔化，然后加入包含有一种用于和羟基官能团反应的异氰酸酯官能团的异氰酸酯化合物和聚氨酯固化催化剂，高速搅拌形成了机械发泡材料。这样形成的机械发泡材料在有或没有压力的情况下冷却至室温就形成了多孔聚氨酯片材。这样形成的多孔聚氨酯片材具有优异的力学和机械性能。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多孔聚氨酯片材及其制备方法，特别是涉及一种只通过将氨基甲酸酯多元醇预聚物熔融和搅拌后制备的多孔聚氨酯片材和该片材的制备方法，该片材非常容易制备，不需要采用任何溶剂或干燥剂，并且产品具有很好的力学性能。
技术介绍
多孔聚氨酯可用于制造多种化学产品，例如人造革、合成革、纺织工艺等等，其通常是通过干法或湿法制备的。按照湿法制备，是将亲水有机溶剂如二甲基甲酰胺滴入水中固化，因此得到多孔性，同时，由于是将亲水有机溶剂在水中扩散，因此孔中含有水。按照干法制备，水或者低沸点溶剂起到发泡剂的作用，混合在含有异氰酸酯官能团和羟基官能团或胺基官能团的多元醇化合物中，或者形成一种反应时放出碳酸气的混合物。因此，碳酸气或从溶剂中蒸发的气体因为具有较低的沸点而用于发泡。一种已经公开的发泡方法是将聚氨酯树脂与可热降解发泡剂混合，涂覆得到混合物，加热使发泡剂降解放出包括氮气的气体。另外一种已经公开的发泡方法是将聚氨基甲酯乳液快速搅拌或对在水中可分散的材料鼓风。因此发泡产品覆盖在基体上然后干燥得到产品。但是，按照以上所描述的方法得到的多孔聚氨酯材料需要在涂覆后加热，因此，多孔聚氨酯的生产效率很低。另外，生产过程需要大型设备并且在加热和干燥过程中能耗极高。而且，当将使用的溶剂蒸发到大气中或发生泄漏将会导致环境污染。当涂覆层特别厚或者特别薄时，很难得到孔分布均匀的多孔聚氨酯材料。为了解决以上问题，已经公布的韩国专利NO.2002-0050138公开了一种乳脂型机械发泡体。聚氨酯预聚物在半固态或固态时含有异氰酸酯官能团，在60℃至250℃加热熔融。然后，将具有异氰酸酯官能团的聚氨酯预聚物作为复合反应物和/或聚氨酯固化催化剂混合并用混合头高速搅拌。在高速搅拌机械地发泡引入气体形成乳脂型机械泡沫体。然后将机械泡沫体在室温下冷却或压缩得到聚氨酯多孔材料，该材料具有较高的撕扯强度和剥离强度。但是，本专利技术人通过实验室试验后，发现按照以上描述的方法实施在实际应用和商业化时有一些问题。按照以上描述的方法制备半固态或固态的含有异氰酸酯官能团的氨基甲酸酯预聚物非常困难。实际上，在全球只有3到4家公司实现了商业生产，因此，氨基甲酸酯预聚物的制备非常困难。按照以上描述的方法制备的具有异氰酸酯官能团的氨基甲酸酯预聚物非常容易在潮湿条件下变形，因此这些氨基甲酸酯预聚物的贮存是不容易的。当需要贮存时，需要用一种特别的花费较大的包装方法。为了确保具有异氰酸酯官能团的氨基甲酸酯预聚物在较高温度下熔融的稳定性，需要使用一种使氨基甲酸酯预聚物与湿气隔绝的设备。工作时间也要减少，以缩短氨基甲酸酯预聚物与湿气接触的时间。由于以上的原因，保证具有异氰酸酯官能团的氨基甲酸酯预聚物产品质量是很困难的。由此可见，上述现有的产品及其制备方法仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。
技术实现思路
本专利技术考虑到以上所述的问题，专利技术了一种贮存及加工都较容易的氨基甲酸酯多元醇预聚物，而且由于在加工时不需要太多的关注，因此在制备多孔渗水聚氨基甲酯材料时产品的稳定性可得到保证。本专利技术使用一种贮存及加工都较容易的由氨基甲酸酯预聚物制备多孔聚氨酯片材，它有良好的力学性能，包括耐热性、耐溶剂性、剥离强度、撕裂强度。同时，其也较容易加工和贮存。本专利技术提出了使用一种贮存及加工都较容易的氨基甲酸酯预聚物制备力学性能和化学性能都优良的多孔聚氨酯片材的方法，这种方法不存在环保方面的问题。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种氨基甲酸酯多元醇预聚物，其包括一个在氨基甲酸酯多元醇预聚物主链上的氨基甲酸酯官能团和至少两个羟基官能团，在室温下，氨基甲酸酯多元醇预聚物处于半固体或固体状态。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的氨基甲酸酯多元醇预聚物，其中在120℃左右时，该氨基甲酸酯多元醇预聚物的熔融粘度的范围大约为500-100,000mPas，该氨基甲酸酯多元醇预聚物的制备是通过一种多元醇化合物和一种异氰酸酯化合物在大约70℃至120℃的温度下通过加成反应制备的。前述的氨基甲酸酯多元醇预聚物，其中多元醇化合物和异氰酸酯化合物混合的比率为每一份重量的异氰酸酯化合物要加入1.1-2.5份重量的多元醇化合物。前述的氨基甲酸酯多元醇预聚物，其中多元醇化合物至少是聚酯基的多元醇化合物，内酯基的多元醇化合物，聚碳酸酯基的多元醇化合物和聚醚基的多元醇化合物中的一种。前述的氨基甲酸酯多元醇预聚物，其中异氰酸酯化合物至少是甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，改性的二苯基甲烷二异氰酸酯，萘-二异氰酸酯，亚苯基二异氰酸酯，(1，6)-亚己基二异氰酸酯，赖氨酸异氰酸酯，环己烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，二甲苯二异氰酸酯，四甲基二甲苯二异氰酸酯，降冰片烯二异氰酸酯，四苯基甲烷二异氰酸酯，聚苯基聚亚甲基聚异氰酸酯，包含一种碳二亚胺官能团的聚异氰酸酯，包含一种脲基甲酸酯官能团的聚异氰酸酯和包含一种异氰尿酸酯官能团的聚异氰酸酯中的一种。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种多孔聚氨酯片材，其是将含有一个氨基甲酸酯官能团在聚合物主链上和至少两个羟基官能团的氨基甲酸酯多元醇预聚物、含有一个可以和羟基官能团反应的异氰酸酯官能团(-NCO)的异氰酸酯化合物、以及一种聚氨酯固化催化剂进行混合，通过高速搅拌、引入一种气体、并冷却至室温而发泡成的一种机械发泡材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的多孔聚氨酯片材，其中所述的冷却在加压下进行。前述的多孔聚氨酯片材，其中氨基甲酸酯多元醇预聚物和异氰酸酯化合物混合的比率大约为每一份重量的氨基甲酸酯多元醇预聚物要加入0.8-3份重量的异氰酸酯化合物。前述的多孔聚氨酯片材，其中氨基甲酸酯多元醇预聚物室温下处于半固体或固体状态，氨基甲酸酯多元醇预聚物熔融粘度的范围120℃时大约为500-100,000mPas，该氨基甲酸酯多元醇预聚物的制备是通过一种多元醇化合物和一种异氰酸酯化合物在大约70℃至120℃的温度下通过加成反应进行的。前述的多孔聚氨酯片材，其中多元醇化合物和异氰酸酯化合物混合的比率为每一份重量的异氰酸酯化合物要加入1.1-2.5份重量的多元醇化合物。前述的多孔聚氨酯片材，其中多元醇化合物至少是聚酯基的多元醇化合物，内酯基的多元醇化合物，聚碳酸酯基的多元醇化合物和聚醚基的多元醇化合物中的一种。前述的多孔聚氨酯片材，其中异氰酸酯化合物至少是甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，改性的二苯基甲烷二异氰酸酯，萘-二异氰酸酯，亚苯基二异氰酸酯，(1，6)-亚己基二异氰酸酯，赖氨酸异氰酸酯，环己烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，二甲苯二异氰酸酯，四甲基二甲苯二异氰酸酯，降冰片烯二异氰酸酯，四苯基甲烷二异氰酸酯，聚苯基聚亚甲基聚异氰酸酯，包含一种碳二亚胺官能团的聚异氰酸酯，包含一种脲基甲酸酯官能团的聚异氰酸酯和包含一种异氰尿酸酯官能团的聚异氰酸酯中的一种。前述的多孔聚氨酯片材，其中异氰酸酯化合物是一种单分子类型的异氰酸酯化合物或者是包含有单分子类型异氰酸酯的异氰酸酯预聚物。前述的多孔聚氨酯片材，其中在将异氰酸酯和氨基甲酸酯固化催化剂和氨基甲酸酯多元醇预聚物混合时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨基甲酸酯多元醇预聚物，其特征在于其包括一个在氨基甲酸酯多元醇预聚物主链上的氨基甲酸酯官能团和至少两个羟基官能团，在室温下，氨基甲酸酯多元醇预聚物处于半固体或固体状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔根培，金亨锡，金太子，
申请(专利权)人：株式会社海思科，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]