耐低温、抗冲击材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，公开了一种耐低温、抗冲击材料及其制备方法和应用。所述材料的原料包括：60‑120份的聚醚多元醇、1‑5份的发泡剂、0.1‑2份的泡沫稳定剂、0.05‑1份的催化剂、60‑130份的甲苯二异氰酸酯、0.5‑5份的扩链剂和0.5‑10份的剪切增稠凝胶；所述催化剂为醚胺催化剂和有机锡催化剂的复合配方，所述醚胺催化剂和有机锡催化剂的质量比为1:0.3‑3。所述制备方法包括：(1)将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂、扩链剂和剪切增稠凝胶混合，高速搅拌60‑180s，加入甲苯二异氰酸酯，在1500‑2000r/min的转速下搅拌5‑30s，得到物料；将物料倒入模具中发泡6‑10min，得到所述材料。本发明专利技术制备的材料可以用来制备护膝护肘，而且制备出的护膝护肘具有耐低温和高抗冲击性能的优点。

Low Temperature and Impact Resistant Materials and Their Preparation and Application

The invention relates to the field of macromolecule materials, and discloses a low temperature resistant and impact resistant material and its preparation method and application. The raw materials of the said material include: 60, 120 parts of polyether polyols, 1 5 5 foaming agents, 0.1 2 2 foam stabilizers, 0.05 1 1 catalysts, 60 130 130 toluene diisocyanate, 0.5 0.5 0.5 chain extender and a shear thickening gel. The catalyst is a compound formula of ether amine catalyst and organotin catalyst. The mass ratio of chemical agent is 1:0.3.3. The preparation method comprises the following steps: (1) mixing polyether polyols, foaming agents, catalysts, foam stabilizers, chain extenders and shear thickening gels, stirring at a high speed of 60 180s, adding toluene diisocyanate, stirring 5 2000r/min 30s at the speed of 1500 2000r/min, and obtaining the material; pouring the material into the mold and foaming 6 to 10min to obtain the material. The material prepared by the invention can be used to prepare knee protector and elbow protector, and the prepared knee protector has the advantages of low temperature resistance and high impact resistance.

【技术实现步骤摘要】
耐低温、抗冲击材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种耐低温、抗冲击材料及其制备方法和应用。
技术介绍
护膝护肘是保护人体膝盖和肘部的防护装备，具有运动保护、防寒保暖、关节养护的作用。每年因为运动、骑马、骑车而造成膝盖和肘部受伤的人不计其数，因此护膝护肘市场潜能极大。传统的运动护膝护肘大多为针织面料为主，这类材质制作的护膝穿着较为舒适。特别适合于老年人、运动员等有腿部疾患的人群需要。然而在强力运动下，例如溜冰滑雪，军警训练，骑车越野来说，这类护膝护肘的防护效果就明显达不到标准了，在强冲击力下，佩戴这类护膝护肘的人的关节极易受伤。而市场上出现的聚氨酯的护膝护肘产品使用的温度范围为-10℃-80℃，其温度范围使用太窄，特别不适合在低温环境下工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的针织面料的护膝护肘弹性不高、聚氨酯材料的护膝不能在低温环境下使用的问题，提供一种耐低温、抗冲击材料制备的护膝护肘，该护膝护肘具有耐低温和高抗冲击性能的优点。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种耐低温、抗冲击材料，所述材料的原料包括以下组分：所述催化剂为醚胺催化剂和有机锡催化剂的复合配方，所述醚胺催化剂和有机锡催化剂的质量比为1:0.3-3。优选地，所述材料的原料包括以下组分：优选地，聚醚多元醇的羟值为420-480mgKOH/g。优选地，所述胺醚催化剂为双-(二甲氨基乙基)醚、2-(N,N-二甲基氨基)-乙基-3-(N,N-二甲基)丙基醚或双(2-N,N-二甲基氨基-1-甲基乙基)醚；所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二烷基锡二马来酸酯或二硫醇烷基锡。优选地，所述剪切增稠凝胶通过包括以下步骤的方法制得：(1)向80-150质量份聚二甲基硅氧烷中加入6-15质量份硼酸和5-20质量份空心微球，在压力为13-15KPa，温度为150-180℃的条件下混合搅拌2-5h，冷却至50-100℃后加入0.05-3质量份油酸和3-12质量份二氧化硅，搅拌混合2-3h后配成基料；(2)将基料与二甲基硅油混合，制得所述剪切增稠凝胶，相对于每100mL的二甲基硅油，基料的用量为20-50g。优选地，所述发泡剂为一氟二氯乙烯、环戊烷或水；所述泡沫稳定剂为硅油类泡沫稳定剂；所述扩链剂为1,4-丁二醇，1,4-环己二醇或对苯二酚-双(β-羟乙基)醚。本专利技术第二方面提供一种耐低温、抗冲击材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂、扩链剂和剪切增稠凝胶混合，在1500-2000r/min的转速下搅拌60-180s，加入甲苯二异氰酸酯，搅拌5-30s，得到物料；(2)将物料倒入模具中发泡6-10min，得到所述材料；其中以上原料的用量为：所述催化剂为醚胺催化剂和有机锡催化剂的复合配方，所述醚胺催化剂和有机锡催化剂的质量比为1:0.3-3。本专利技术第三方面提供一种由上述方法制得的耐低温、抗冲击材料。本专利技术第四方面提供一种耐低温、抗冲击材料作为护膝护肘的制备原料的应用。通过上述技术方案，可以达到以下优点：(1)使用复配的醚胺催化剂和有机锡催化剂可以提高材料的回弹性能。(2)添加剪切增稠凝胶提高材料的抗冲击性能。(3)在低温-30到-40℃保温24小时后，无脆裂现象，说明本材料能够在严寒下使用，如极地滑雪，军人严寒训练等。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种耐低温、抗冲击材料，所述材料的原料包括以下组分：所述催化剂为醚胺催化剂和有机锡催化剂的复合配方，所述醚胺催化剂和有机锡催化剂的质量比为1:0.3-3。优选地，所述聚醚多元醇的质量份为80-100份(如80份、85份、90份、95份、100份或前述数值之间的任意值)；所述发泡剂的质量份为2-3份(如2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份或前述数值之间的任意值)；所述泡沫稳定剂的质量份为0.4-0.8份(如0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或前述数值之间的任意值)；所述催化剂的质量份为0.1-3份(如0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份或前述数值之间的任意值)；所述甲苯二异氰酸酯的质量份为80-100份(如80份、85份、90份、95份、100份或前述数值之间的任意值)；所述扩链剂的质量份为1-3份(如1份、1.5份、2份、2.5份、3份或前述数值之间的任意值)；所述剪切增稠凝胶的质量份为1-2份(如1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份或前述数值之间的任意值)。优选地，所述胺醚催化剂为双-(二甲氨基乙基)醚、2-(N,N-二甲基氨基)-乙基-3-(N,N-二甲基)丙基醚或双(2-N,N-二甲基氨基-1-甲基乙基)醚；所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二烷基锡二马来酸酯或二硫醇烷基锡。催化剂优选为双-(二甲氨基乙基)醚和二丁基锡二月桂酸酯的二复合配方。优选地，所述聚醚多元醇的羟值为420-480mgKOH/g。优选地，所述发泡剂为一氟二氯乙烷、环戊烷或水，优选为环戊烷。优选地，所述扩链剂可以为1,4-丁二醇、1,4-环己二醇或对苯二酚-双(β-羟乙基)醚，优选为1,4-丁二醇。优选地，所述剪切增稠凝胶通过包括以下步骤的方法制得：(1)向80-150质量份聚二甲基硅氧烷中加入6-15质量份硼酸和5-20质量份空心微球，在压力为13-15KPa，温度为150-180℃的条件下混合搅拌2-5h，冷却至50-100℃后加入0.05-3质量份油酸和3-12质量份二氧化硅，搅拌混合2-3h后配成基料；(2)将基料与二甲基硅油混合，制得所述剪切增稠凝胶，相对于每100mL的二甲基硅油，基料的用量为20-50g。优选地，所述聚二甲基硅烷的粘度为10cs-100cs；优选为10cs的聚二甲基硅烷和100cs的聚二甲基硅烷的混合物。优选地，所述混合物中100cs聚二甲基硅烷和10cs聚二甲基硅烷的质量比为1:0.2-1.2，优选为1:0.4-0.9，进一步优选为7:6。优选地，所述空心微球为选自3M空心微球，所述3M空心微球选自3M空心玻璃微球和/或3M空心陶瓷微球。优选地，所述二氧化硅的粒径为50-800nm，优选为100-500nm。优选地，所述空心微球选自3M空心玻璃微球和/或3M空心陶瓷微球。第二方面，本专利技术提供一种耐低温、抗冲击材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂、扩链剂和剪切增稠凝胶混合，在1500-2500r/min的条件下搅拌60-180s，加入甲苯二异氰酸酯，搅拌5-30s，得到物料；(2)将物料倒入模具中发泡6-10min，得到所述材料；其中以上原料的用量为：所述催化剂为醚胺催化剂和有机锡催化剂的复合配方，所述醚胺催化剂和有机锡催化剂的质量比为1:0.3-3。第三方面，本专利技术提供一种由上述方法制得的耐低温、抗冲击材料。第四方面，本专利技术提供一种耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温、抗冲击材料，其特征在于，所述材料的原料包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种耐低温、抗冲击材料，其特征在于，所述材料的原料包括以下组分：所述催化剂为醚胺催化剂和有机锡催化剂的复合配方，所述醚胺催化剂和有机锡催化剂的质量比为1:0.3-3。2.根据权利要求1所述的耐低温、抗冲击材料，其特征在于，所述材料的原料包括以下组分：3.根据权利要求1或2所述的耐低温、抗冲击材料，其特征在于，所述胺醚催化剂为双-(二甲氨基乙基)醚、2-(N,N-二甲基氨基)-乙基-3-(N,N-二甲基)丙基醚或双(2-N,N-二甲基氨基-1-甲基乙基)醚；所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、二烷基锡二马来酸酯或二硫醇烷基锡。4.根据权利要求1或2所述的耐低温、抗冲击材料，其特征在于，所述剪切增稠凝胶通过包括以下步骤的方法制得：(1)向80-150质量份聚二甲基硅氧烷中加入6-15质量份硼酸和5-20质量份空心微球，在压力为13-15KPa，温度为150-180℃的条件下混合搅拌2-5h，冷却至50-100℃后加入0.05-3质量份油酸和3-12质量份二氧化硅，搅拌混合2-3h后配成基料；(2)将基料与二甲基硅油混合，制得所述剪切增稠凝胶，相对于每100mL的二甲基硅油，基料的用量为20-50g。5.根据权利要求1或2所述的耐低温、抗冲击材料，其特征在于，所述发泡剂为一氟二氯乙烯、环戊烷或水；所述泡沫稳定剂为硅油类泡沫稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓，杨林，张正，汤泽丹，
申请(专利权)人：湖南御邦华安新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43