一种耐老化聚氨酯材料、制备方法及其在密封圈上的应用技术

本发明专利技术公开了一种耐老化聚氨酯材料的制备方法，所述方法中以聚酯型聚氨酯弹性体作为聚氨酯材料的基体材料，以2,4

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化聚氨酯材料、制备方法及其在密封圈上的应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯材料
，具体涉及一种耐老化聚氨酯材料、制备方法及其在密封圈上的应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯橡胶具有优良的耐磨性、弹性，在密封件材料中得到了广泛的应用。聚氨酯橡胶一般有聚酯型或聚醚型之别，相对于聚醚型聚氨酯，聚酯型聚氨酯软段中含有极性的酯基，可与氨基甲酸酯之间形成氢键作用，因而软硬段之间的作用力更强，使聚酯型聚氨酯的物理机械性能、耐溶剂性、热稳定性和化学稳定性都优于聚醚型聚氨酯。但是，聚酯型聚氨酯因为酯基的存在，容易受到水分侵蚀，在潮湿的环境下，特别是在高温高湿的条件下，酯键容易发生分解，导致聚合物降解，丧失使用价值，即湿热老化。另外，高分子聚合物材料在加工、运输或使用过程中，会与氧气发生反应，发生氧化降解，即氧化老化，氧化老化也会导致材料本身出现严重的变质。高分子聚合物材料还会在光的作用下发生光降解反应，即光老化，光老化同样会导致高分子聚合物材料变质。
[0003]中国专利CN107286637B公开了一种低烟无卤阻燃可陶瓷化热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法和应用，通过加入抗氧剂延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的氧化老化并延长其使用寿命；通过加入抗水解剂，可以延缓或抑制材料水解过程的进行，从而阻止材料的被水解并延长其使用寿命；另外，通过加入抗紫外线剂，能够吸收紫外线。但是，抗氧剂、抗水解剂与抗紫外线剂三种抗老化剂物理混合，各自发挥作用，小分子量的抗老化剂在聚氨酯弹性体复合材料使用过程中容易发生迁移和流失，且与热塑性聚氨酯的之间的相容性有待改善。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐老化聚氨酯材料、制备方法及其在密封圈上的应用，制得的耐老化聚氨酯材料具有耐磨性和弹性好，耐老化能力强。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种耐老化聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、制备改性紫外线吸收剂和改性抗氧化剂
[0007]其中，制备改性紫外线吸收剂包括以下步骤：
[0008]S1、将2,4
‑
二羟基二苯甲酮分散于乙腈中，加入4,4'
‑
二氯二苯基亚砜，通入溴化氢，反应，反应后，旋蒸，纯化，得到5
‑
溴
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮；
[0009]S2、将5
‑
溴
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮与氰化亚铜加入到N，N
‑
二甲基甲酰胺中，反应，反应后，纯化，得到5
‑
腈基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮；
[0010]S3、将5
‑
腈基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、镍催化剂加入到甲醇中，通入氢气，反应，反应后，过滤、旋蒸，得到5
‑
氨甲基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮；
[0011]S4、将5
‑
氨甲基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、三乙胺与四氢呋喃混合后，滴加二硫化碳
溶液，滴加结束后，反应，反应后，滴加对甲苯磺酰氯溶液，滴加结束后，继续反应，反应后，旋蒸，纯化，得到改性紫外线吸收剂；
[0012]其中，制备改性抗氧化剂包括以下步骤：
[0013]将1,6
‑
己二胺和三乙胺溶解于二氯甲烷后，滴加3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸溶液，滴加结束后，反应，反应后，纯化，得到改性抗氧化剂；
[0014]步骤二、制备复合耐老化剂
[0015]将改性紫外线吸收剂与改性抗氧化剂加入有机溶剂中，反应，得到反应中间体悬浮液；向反应中间体悬浮液中加入碱液，然后搅拌下滴加氧化剂水溶液，滴加结束后，保温反应，反应后，纯化，得到复合耐老化剂；
[0016]步骤三、将复合耐老化剂与聚酯型聚氨酯弹性体按质量比(0.5
‑
2):(98
‑
99.5)熔融共混，挤出，冷却、切粒，制得耐老化聚氨酯材料。
[0017]优选地，所述步骤一中，制备改性紫外线吸收剂时，S1中：2,4
‑
二羟基二苯甲酮、溴化氢、4,4'
‑
二氯二苯基亚砜、乙腈的质量比为105:(40
‑
43):(135
‑
140):(1500
‑
2000)；反应条件为35
‑
45℃温度下反应10
‑
15h。
[0018]优选地，所述纯化包括硅胶柱层析纯化，硅胶柱层析纯化用硅胶的粒径为200
‑
300目，硅胶柱层析纯化用洗脱液为乙酸乙酯与石油醚按体积比(1
‑
10):100配制而成。
[0019]优选地，所述步骤一中，制备改性紫外线吸收剂时，S2中：5
‑
溴
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、氰化亚铜、N，N
‑
二甲基甲酰胺的质量比为295:(95
‑
100):(2000
‑
3900)；反应的条件为100
‑
110℃温度下反应5
‑
10h。
[0020]优选地，所述纯化包括萃取、脱水、蒸除溶剂、硅胶柱层析纯化。
[0021]优选地，所述萃取为向反应后得到的混合物中加入去离子水，去离子水的加入量为N，N
‑
二甲基甲酰胺的质量5
‑
6倍，然后用乙酸乙酯萃取3
‑
5次，每次萃取用的乙酸乙酯的用量为N，N
‑
二甲基甲酰胺的质量4
‑
5倍。
[0022]优选地，所述脱水为向萃取得到的有机相中加入无水硫酸钠，脱除残留水分。
[0023]优选地，脱水后进行过滤处理，取滤液，即得到脱除水分后的有机相。
[0024]优选地，所述蒸除溶剂是在135
‑
140℃温度下，0.05
‑
0.08MPa压力下进行的。
[0025]优选地，所述硅胶柱层析纯化用硅胶的粒径为200
‑
300目，硅胶柱层析纯化用洗脱液为乙酸乙酯与石油醚按体积比(1
‑
30):1配制而成。
[0026]优选地，所述步骤一中，制备改性紫外线吸收剂时，S3中：5
‑
腈基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、镍催化剂、甲醇的质量比为240:(3
‑
5):(1300
‑
2400)；氢气的通入量为能够使反应体系的压力为3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐老化聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备改性紫外线吸收剂和改性抗氧化剂其中，制备改性紫外线吸收剂包括以下步骤：S1、将2,4
‑
二羟基二苯甲酮分散于乙腈中，加入4,4'
‑
二氯二苯基亚砜，通入溴化氢，反应，反应后，旋蒸，纯化，得到5
‑
溴
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮；S2、将5
‑
溴
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮与氰化亚铜加入到N，N
‑
二甲基甲酰胺中，反应，反应后，纯化，得到5
‑
腈基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮；S3、将5
‑
腈基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、镍催化剂加入到甲醇中，通入氢气，反应，反应后，过滤、旋蒸，得到5
‑
氨甲基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮；S4、将5
‑
氨甲基
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、三乙胺与四氢呋喃混合后，滴加二硫化碳溶液，滴加结束后，反应，反应后，滴加对甲苯磺酰氯溶液，滴加结束后，继续反应，反应后，旋蒸，纯化，得到改性紫外线吸收剂；其中，制备改性抗氧化剂包括以下步骤：将1,6
‑
己二胺和三乙胺溶解于二氯甲烷后，滴加3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸溶液，滴加结束后，反应，反应后，纯化，得到改性抗氧化剂；步骤二、制备复合耐老化剂将改性紫外线吸收剂与改性抗氧化剂加入有机溶剂中，反应，得到反应中间体悬浮液；向反应中间体悬浮液中加入碱液，然后搅拌下滴加氧化剂水溶液，滴加结束后，保温反应，反应后，纯化，干燥，得到复合耐老化剂；步骤三、将复合耐老化剂与聚酯型聚氨酯弹性体按质量比(0.5
‑
2):(98
‑
99.5)熔融共混，挤出，冷却、切粒，制得耐老化聚氨酯材料。2.根据权利要去1所述的耐老化聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，制备改性紫外线吸收剂时，S1中：2,4
‑
二羟基二苯甲酮、溴化氢、4,4'
‑
二氯二苯基亚砜、乙腈的质量比为105:(40
‑
43):(135
‑
140):(1500
‑
2000)；反应条件为35
‑
45℃温度下反应10
‑
15h。3.根据权利要去1所述的耐老化聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，制备改性紫外线吸收剂时，S2中：5
‑
溴
‑
2,4
‑
二羟基二苯甲酮、氰化亚铜、N，N
‑
二甲基甲酰胺的质量比为295:(95
‑
100...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敏清，潘玉汛，杨海红，赵甜甜，孟欢，
申请(专利权)人：苏州美福瑞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：