一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体及其制备方法，所述聚氨酯弹性体组分包括：聚合物多元醇53.59～62.75wt％，二异氰酸酯26.49～31.15wt％，扩链剂2.55～8.78wt％，抗氧剂0.1～3.0wt％，非极性添加剂5.0～20.0wt％，增容剂0.5～2.0wt％，催化剂0～0.1wt％。其制备方法首先由聚合物多元醇、二异氰酸酯和抗氧剂及其他助剂于60～80℃条件下反应制得预聚体，再在催化剂作用下与扩链剂反应制得聚氨酯弹性体。本发明专利技术所制得的耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体力学性能好，硬度可调范围大，耐极性油脂性能好，耐热老化性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体及其制备方法
本专利技术提供了一种聚氨酯弹性体的制备方法，属于高分子材料
，具体涉及一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯弹性体在惰性气体如氮气中的耐热性能尚好，常温下耐氧和臭氧性能也很好，但是高温和氧的同时作用会加快聚氨酯的老化进程，使材料性能明见降低而影响使用。一般的聚氨酯弹性体在空气中长时间连续使用的温度上限为80～90℃，短时间使用可达120℃，对热氧化表现出显著影响的温度约为130℃。另外，聚氨酯弹性体是一种强极性高分子材料，与非极性矿物油的亲和性小，在燃料油(如煤油、汽油)和机械油(如液压油、机油、普通润滑油)中几乎不受侵蚀，但是在极性脂中的性能损失较大。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述耐油、耐热氧老化等方面的缺陷，其目的在于提供一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体及其制备方法。本专利技术通过加入双砜S、双酚A及对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)等含对称刚性结构的成分，将其与其他扩链剂并用来提高聚氨酯弹性体的耐高温、耐极性油脂性能。另外，加入石蜡油、环烷油等非极性油能够对极性润滑脂起到一定的隔离作用，提高耐极性脂的性能。本专利技术制得的聚氨酯弹性体力学性能好，在140℃条件下耐极性油脂性能和耐热老化性能优良。实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体，该聚氨酯弹性体由聚合物多元醇、二异氰酸酯和扩链剂通过预聚体法经反应、浇注、脱模、硫化制得，其中首先由聚合物多元醇、二异氰酸酯和抗氧剂于60～80℃条件下反应制得预聚体，再在催化剂作用下与扩链剂反应制得聚氨酯弹性体，。一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体及其制备方法中，各组分在原料中所占的质量百分比如下所示：聚合物多元醇53.59～62.75wt％，二异氰酸酯26.49～31.15wt％，扩链剂2.55～8.78wt％，抗氧剂0.1～3.0wt％，非极性添加剂5.0～20.0wt％，增容剂0.5～2.0wt％，催化剂0～0.1wt％。所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、端羟基聚醚多元醇330N、普通聚醚多元醇3600、普通聚醚多元醇36/28、聚醚多元醇TEP2400、聚酯多元醇PDA1000、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种或两种，聚合物多元醇的分子量为1000～6000。所述二异氰酸酯为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI、液化改性MDI)、2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI-80、TDI-100)中的一种或两种以上混合物。所述扩链剂包括扩链剂A和扩链剂B两种，其中扩链剂A为2，2-双对酚丙烷(双酚A)、4，4-二羟基二苯砜(双砜S)、对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)；扩链剂B为3，5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、1，4-丁二醇(BDO)和三羟甲基丙烷(TMP)中的一种或两种以上混合物，优选双砜S、BDO和DMTDA一种或两种以上混合物。所述抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯(1076)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种或两种以上混合物，优选1010。所述非极性添加剂为非极性油类，为石蜡油、环烷油和芳烃油中的一种，优选石蜡油，所述增容剂为有机硅油。所述催化剂为三亚乙基二胺(A-33)、二丁基锡二月桂酸酯(T-12)和辛酸亚锡(T-9)中的一种，优选T-12。本专利技术还提供了上述一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体的制备方法，其工艺如下：将53.59～62.75wt％聚合物多元醇在100～120℃条件下真空脱水至少0.5h至无气泡产生；然后加入26.49～31.15wt％异氰酸酯、0.1～3.0wt％抗氧剂和5.0～20.0wt％非极性添加剂、0.5～2.0wt％增容剂，搅拌均匀，并于80～90℃条件下反应1～3h，再次真空脱水，制得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与2.55～8.78wt％扩链剂在0～0.1wt％催化剂下反应、浇注、脱模，并在100～140℃条件下硫化16～24h，制得耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体。本专利技术中因涉及到双砜S、双酚A等扩链剂的使用，鉴于其单独使用或在与BDO或DMTDA等扩链剂混合时溶解度低，会影响到双砜S、双酚A等扩链剂的用量，故在具体实施时在多元醇中加入了上述的双砜S或双酚A以增加其使用量。进一步地，本专利技术的制备方法为：将53.59～62.75wt％聚合物多元醇在100～120℃条件下真空脱水至少0.5h至无气泡产生；然后加入26.49～31.15wt％异氰酸酯、0.1～3.0wt％抗氧剂和5.0～20.0wt％非极性添加剂、0.5～2.0wt％扩链剂A、0.5～2.0wt％增容剂，搅拌均匀，并于80～90℃条件下反应1～3h，再次真空脱水，制得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与2.05～6.78wt％扩链剂在0～0.1wt％催化剂下反应、浇注、脱模，并在100～140℃条件下硫化16～24h，制得耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体。本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体，其力学性能好，耐油(非极性油和极性油脂)性能好，耐热空气老化性能优异，且制备工艺简单，易操作。附图说明图1是实施例1制备得到的耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体的红外谱图；图2是实施例1制备得到的耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体的热重分析图；图3是实施例3制备得到的耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体的红外谱图；图4是实施例3制备得到的耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体的热重分析图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术抽提装置和方法进行详细描述，但实施例不应限制本专利技术的范围。一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体，其具体实施例如下所示：实施例1分别将37.07wt％的聚醚多元醇PTMG1000、15.89wt％的聚醚多元醇330N，在100～120℃条件下真空脱水至少0.5h至无气泡产生；然后加入30.42wt％的MDI、1.2wt％的1010、9.47wt％石蜡油、1.06wt％双砜S和1.5wt％硅油DC193，搅拌均匀，并于80～90℃条件下反应1～3h，再次真空脱水，制得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与2.83wt％BDO和0.46wt％TMP混合，滴加0.02wt％的T-12催化反应，之后浇注、脱模、并在100～140℃条件下硫化16～24h，制得一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体。表1实施例2分别将35.62wt％的聚醚多元醇3600、19.55wt％的聚醚多元醇330N，在100～120℃条件下真空脱水至少0.5h至无气泡产生；然后加入29.26wt％MDI、1.74wt％的1076、8.51wt％石蜡油、1.33wt％双砜S和2.0wt％硅油DC193，搅拌均匀，并于80～90℃条件下反应1～3h，再次真空脱水，制得聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与2.33wt％BDO和0.49wt％DMTDA混合，滴加0.02wt％的T-9催化反应，之后浇注、脱模、硫化，制得一种耐高温油脂耐老化的聚氨酯弹性体。表2实施例3分别将59.71wt％的聚碳酸酯多元醇PCDL1000，在100～120℃条件下真空脱水至少0.5h至无气泡产生；然后加入31.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯弹性体，其特征在于，其组分以在原料中所占的质量百分比计包含：聚合物多元醇53.59～62.75wt％，二异氰酸酯26.49～31.15wt％，扩链剂2.55～8.78wt％，抗氧剂0.1～3.0wt％，非极性添加剂5.0～20.0wt％，增容剂0.5～2.0wt％，催化剂0～0.1wt％。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯弹性体，其特征在于，其组分以在原料中所占的质量百分比计包含：聚合物多元醇53.59～62.75wt％，二异氰酸酯26.49～31.15wt％，扩链剂2.55～8.78wt％，抗氧剂0.1～3.0wt％，非极性添加剂5.0～20.0wt％，增容剂0.5～2.0wt％，催化剂0～0.1wt％。2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、端羟基聚醚多元醇330N、普通聚醚多元醇3600、普通聚醚多元醇36/28、聚醚多元醇TEP2400、聚酯多元醇PDA1000、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种或两种，聚合物多元醇的分子量为1000～6000。3.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯为4,4’‐二苯基甲烷二异氰酸酯(纯MDI、液化改性MDI)、2,4‐甲苯二异氰酸酯(TDI‐80、TDI‐100)中的一种或两种以上混合物，优选MDI。4.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述扩链剂为2,2-双对酚丙烷(双酚A)、4,4‐二羟基二苯砜(双砜S)、对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)、3,5‐二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、1,4‐丁二醇(BDO)和三羟甲基丙烷(TMP)中的一种或两种以上混合物，优选双砜S、BDO和DMTDA一种或两种以上混合物。5.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂为3,5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基丙酸十八碳醇酯(1076)、四[β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦春，刘晓文，方雅茹，秦贤玉，孙秀利，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37