本发明专利技术公开了一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用，以解决现有技术中存在的电梯坑底缓冲器安全性低，不能满足欧盟最新标准EN81‑20/50的技术问题。该方法主要包括：(1)：聚氨酯预聚体的制备；(2)：聚氨酯交联剂的制备，其中梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物为市售产品或合成产品；(3)使用低压发泡机将聚氨酯预聚体和聚氨酯交联剂混匀，浇注至模具中成型，然后脱模，进一步后熟化后得到含支链的耗能微孔弹性体材料。由本发明专利技术提供的方法制备的含支链的耗能微孔弹性体材料具有载荷高、缓冲性能好、安全系数高、耐水解等特点，当其应用于电梯坑底缓冲器时，可同时满足国标GB/7588和欧标EN81‑20/50的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用
本专利技术属于聚合物合成及高分子材料制备领域，具体涉及一种通过利用梳状端羟基聚丁二醇接枝共聚物二元醇、聚四氢呋喃二元醇制备得到的一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用。
技术介绍
聚氨酯电梯坑底缓冲器适用于速度低于1m/s的低速电梯，是电梯发生自由落体时轿厢及其内部财产的最后一道保护屏障，因此，其遭受重物冲击时消耗冲击能量的能力及使用寿命是非常重要的。欧标EN81-20/50要求电梯坑底缓冲器必须符合下列要求：1，当装有额定载重量的轿厢自由落体并以115％额定速度撞击轿厢缓冲器时，缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1g；2，最大减速度不能大于6gn；3,2.5g以上的减速度时间不大于0.04s；4，轿厢反弹的速度不应大于1m/s；5，缓冲器动作后应无永久变形。其中要求2要求缓冲材料必须具有优异的吸收消耗冲击能量的能力。从微观来讲，聚合物在压缩和回复过程中，分子链彼此之间会发生相对滑移，产生内摩擦，从而消耗部分能量，从材料粘弹性角度来讲，这种材料具有较好的粘性。专利CN03116062.X、CN201410755654.5、CN201510689843.1和CN201510915236.2所制备的微孔弹性体由于所有原料均为直链结构，在分子链发生相对滑移时能量损耗少，待外力消失，所吸收的能量又会释放出来，因而其弹性较好而粘性较差；CN201611258451.0公开了一种采用物理方法在聚氨酯微孔弹性体原料配方中添加增稠凝胶的方法制备减震材料，在外力冲击时增稠凝胶能迅速变硬进行防护，并将剩余冲击能量反作用于施力物体，因此该材料不适用于电梯坑底缓冲器；CN201710214307.5公开了一种电梯减震用聚氨酯微孔弹性体的设计及安装结构，采用普通市售聚氨酯微孔弹性体和经过设计的连接件共同提供减震性能，该产品可吸收能量并在外力消失时将所吸收能量释放，而不具备消耗冲击能量的功能；CN201110369568.7公开了一种采用萘二异氰酸酯(NDI)和直链二元醇制备可用于电梯的微孔弹性体，采用NDI制备的微孔弹性体具有优异的动态疲劳性能，弹性好而粘性差，因此其适用于电梯马达底部这种高频次振动的工况，而不适用于电梯坑底缓冲器。此外，电梯坑底缓冲器工作环境为阴暗潮湿的电梯井底部，现有缓冲器一般为聚酯或聚醚型聚氨酯微孔弹性体，聚酯型产品在耐潮气上存在缺陷，长时间工作易老化降解；聚醚型产品受到冲击后回弹不足，缓冲性能差。虽然二者目前都有产品在制备完成初期能够通过国家的安全认证，但是在使用过程中仍存在安全隐患。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的电梯坑底缓冲器所用材料缓冲能力、耐潮气能力不佳的缺陷，本专利技术提供了一种含支链的耗能微孔弹性体材料及其制备和应用，该材料耐水解、缓冲性能好、动态力学性能优异。本专利技术的技术方案具体如下：一种含支链的耗能微孔弹性体的制备方法，包括如下步骤：(1)聚氨酯预聚体的制备：将聚四氢呋喃二元醇于120℃下抽真空2h，降温至80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，并于该温度下反应2-3h，得到NCO含量为12％-18％的聚氨酯预聚体；(2)按照以下比例配制聚氨酯交联剂：其中，所述梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇为市售产品或通过以下方法制备：在反应器中加入端羟基聚丁二烯二元醇，将苯乙烯、丙烯腈单体、链转移剂和引发剂混合均匀后，在1.5-2h内匀速滴加至所述反应器，然后转换为边滴加边出料模式至老化釜熟化1h，抽真空1.5h，降温出料制得梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇，结构如式(I)所示：(3)使用低压发泡机将聚氨酯预聚体和聚氨酯交联剂温度升至40-80℃，混匀，并浇注至模具中成型，然后脱模，进一步后熟化，最后得到含支链的耗能微孔弹性体材料。上述步骤(1)和步骤(2)中，所述的聚四氢呋喃二元醇的分子量为2000g/mol。上述步骤(2)中，所述的端羟基聚丁二烯二元醇的分子量为1000g/mol。上述步骤(2)中，所述的链转移剂为异丙醇，所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。上述步骤(2)中，所述的梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇的分子量为1400-3000g/mol，其结构式中x取2-9的整数，y取4-18的整数。上述步骤(2)中，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、C225、A300中的一种或多种；所述的扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一种或多种；所述的匀泡剂为DC193。上述步骤(3)中，所述的聚氨酯预聚体和聚氨酯交联剂按照异氰酸酯指数等于1的比例混匀。上述步骤(3)中，所述脱模后的样品于100～120℃下后熟化13～16小时。本专利技术还提供一种由上述制备方法得到的含支链的耗能微孔弹性体材料，所述的含支链的耗能微孔弹性体材料的密度优选为400-900kg/m3。本专利技术还提供一种上述含支链的耗能微孔弹性体材料在制备电梯坑底缓冲器中的应用。本专利技术中，制备了梳状端羟基聚丁二醇接枝共聚物二元醇，以进行含支链的耗能微孔弹性体材料的制备。其中，以聚丁二烯为基础材料的软段具有两大优异性能，其一为疏水性能，这使得产品在实际应用过程中具有较好的耐水解性能，尤其是在高湿应用环境下具有较长的使用寿命；此外，由于该合成物分子链上有大量的大位阻侧基和短分子链，由其制备得到的含支链的耗能微孔弹性体材料，在遭受重物冲击及回复的过程中，大位阻侧基和短分子链会极大地增加分子链相对滑移时产生的内摩擦力，进而吸收并消耗了大量的冲击能量，保护了轿厢内的财产安全。此外，由于聚氨酯交联剂的配方中针对性地采用了聚四氢呋喃二元醇，使得含支链的耗能微孔弹性体材料在耐水解性、缓冲性及动态力学性能方面较传统制品更为优异。本专利技术的有益效果在于，通过本专利技术提供的方法制备得到的含支链的耗能微孔弹性体材料，耐水解、缓冲性能好、动态力学性能优异，将其用于电梯坑底缓冲器的制备时，可以改善电梯坑底缓冲器的缓冲能力和耐潮气能力。需要特别指出的是，凡是采用本专利技术的方法来制备含支链的耗能微孔弹性体材料，只要其梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇的结构符合步骤(2)中的结构通式(I)，不论购买市售产品还是自身合成，均在本专利技术的保护范围之内。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做详细说明。实施例1在装有冷凝管、温度计和搅拌器的三口烧瓶中加入分子量1000g/mol的端羟基聚丁二烯二元醇1000g，将苯乙烯200g、丙烯腈单体200g、异丙醇20g和偶氮二异丁腈(AIBN)15g混合均匀加入恒压漏斗，在1.5h内匀速滴加该混合料液，至一定液位后开始边滴加边出料至老化釜熟化1h，抽真空1.5h，降温出料制得如式(I)所示的梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇，其中x取2，y取4，该二元醇分子量为1400g/mol，羟值约为80mgKOH/g。取1000g分子量为2000g/mol的聚四氢呋喃二元醇，在120℃下抽真空2h，降温至80℃，并且和750g二苯基甲烷二异氰酸酯于80℃下反应2h，得到-NCO含量为12％的聚氨酯预聚体。用于配置聚氨酯交联剂的组分含上述梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇1200g，分子量为2000g/mol的聚四氢呋喃600g，1,4-丁二醇200g，水7.8g，10gDC193本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含支链的耗能微孔弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)聚氨酯预聚体的制备：将聚四氢呋喃二元醇于120℃下抽真空2h，降温至80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，并于该温度下反应2‑3h，得到NCO含量为12％‑18％的聚氨酯预聚体；(2)按照以下比例配制聚氨酯交联剂：
【技术特征摘要】
1.一种含支链的耗能微孔弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)聚氨酯预聚体的制备：将聚四氢呋喃二元醇于120℃下抽真空2h，降温至80℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，并于该温度下反应2-3h，得到NCO含量为12％-18％的聚氨酯预聚体；(2)按照以下比例配制聚氨酯交联剂：其中，所述梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇为市售产品或通过以下方法制备：在反应器中加入端羟基聚丁二烯二元醇，将苯乙烯、丙烯腈单体、链转移剂和引发剂混合均匀后，在1.5-2h内匀速滴加至所述反应器，然后转换为边滴加边出料模式至老化釜熟化1h，抽真空1.5h，降温出料制得梳状端羟基聚丁二烯接枝共聚物二元醇，结构如下式所示：(3)使用低压发泡机将聚氨酯预聚体和聚氨酯交联剂温度升至40-80℃，混匀，并浇注至模具中成型，然后脱模，进一步后熟化，最后得到含支链的耗能微孔弹性体材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中所述的聚四氢呋喃二元醇的分子量为2000g/mol。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的端羟基聚丁二烯二元醇的分子量为1000g/mol。4.根据权利要求1所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠明杰，王玮，张杰，
申请(专利权)人：上海优玥新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。