一种聚氨酯弹性体的制备方法技术

本发明专利技术公开了弹性体领域的一种聚氨酯弹性体的制备方法，包括设备安装

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯弹性体的制备方法


[0001]本专利技术属于弹性体领域，具体是一种聚氨酯弹性体的制备方法
。

技术介绍

[0002]聚氨酯弹性体因其性能可调控性范围宽和良好的生物相容性，在医疗
、
可穿戴电子产品等领域有广阔的应用前景
。
聚氨酯弹性体分为聚酯型和聚醚型两大类，聚醚型聚氨酯弹性体在低温下的柔软性和耐水性等方面性能优于聚酯型
。
聚醚多元醇分为四氢呋喃开环聚合制备的聚四氢呋喃醚和环氧烷烃开环聚合制备的普通聚醚多元醇，其中聚四氢呋喃醚结构规整，易于结晶，具有优异的力学性能，一般应用于
CPU、TPU
和氨纶等产品，而普通聚醚多元醇制备的聚氨酯弹性体虽然具有优异的断裂伸长率，但是拉伸强度普遍偏低
(
＜
30MPa)
，不能满足于市场的进一步需求
。
[0003]但是
PLA
作为一种聚酯材料，室温下为固体
(
熔点约
170℃
‑
180℃)
，且聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体在应用领域有较大的区别
。
因此，研究开发高性能聚醚型立体复合聚氨酯弹性体具有重要的实际意义
。
目前为止，通过在聚醚中引入立体复合结构制备立体复合聚氨酯弹性体，提高力学性能尚未见报道
。
[0004]为了解决上述问题，中国专利公告号为
CN115677977B
的专利公开了立体复合聚氨酯弹性体及其制备方法
。
所述立体复合聚氨酯弹性体，包括聚醚多元醇
A
和异氰酸酯反应得到的预聚体组分和固化剂组分；所述聚醚多元醇
A
官能度为2，羟值为
110
‑
115mgKOH/g
，是以异山梨醇和低分子量聚醚多元醇
B
为复合起始剂，在双金属催化剂作用下与环氧烷烃开环聚合得到
。
[0005]该立体复合聚氨酯弹性体，在聚醚合成过程中引入手性的异山梨醇，通过异山梨醇的两个稠合呋喃环提供刚性结构，异山梨醇手性结构之间产生立体复合结构，提高产品的力学性能
。
其中聚醚多元醇
A
中的异山梨醇和低分子量聚醚多元醇
B
作为复合起始剂，在催化剂的作用下与环氧烷烃发生开环聚合
。
然而，这些起始剂的稳定性可能受到空气
、
湿气和温度等因素的影响，可能会导致聚合过程的不稳定性和产物质量的波动，从而影响最终产品的性能和稳定性
。
因此，本方案提出了一种聚氨酯弹性体的制备方法，生产出具有优异性能和广泛应用价值的聚氨酯弹性体
。

技术实现思路

[0006]为了解决上述起始剂的稳定性可能受到空气
、
湿气和温度等因素的影响，可能会导致聚合过程的不稳定性和产物质量的波动的问题，本专利技术提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，以解决生产出具有优异性能和广泛应用价值的聚氨酯弹性体
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤
:
[0008]步骤一，设备安装：将三颈烧瓶连接好氮气
、
冷凝装置
、
油浴加热装置和温度计
。
[0009]步骤二，原料制备：将聚己二酸丁二醇酯加入到三颈烧瓶中，利用油浴加热装置加
热至第一预设温度值，聚己二酸丁二醇酯熔融后密封搅拌，保持干燥氮气的通入，停止加热使其降温至第二预设温度值时，滴加异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡使其进行反应，得到聚氨酯预聚物
。
[0010]步骤三，成品制备：异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡反应结束后，对聚氨酯预聚物进行加热，使聚氨酯预聚物保持第二预设温度值，并且持续通入干燥氮气，向聚氨酯预聚物中加入扩链剂
DTDA
进行扩链反应，扩链反应后停止加热
。
[0011]再向经过扩链反应后的聚氨酯预聚物中加入扩链剂
BA
，并将其混合均匀后形成反应液，将反应液输入培养皿中在真空干燥箱内进行真空排气泡，最后在第二预设温度值下进行固化形成聚氨酯弹性体
。
[0012]采用上述方案的原理及有益效果：制备聚氨酯预聚物时，通过设备安装和预设温度值的设置，可以实现对反应条件的精确控制，确保反应进行顺利并获得预期的产物
。
通过严格选择和准确加入原料，可以获得高纯度的聚己二酸丁二醇酯和异佛尔酮二异氰酸酯
/
二月桂酸二丁基锡，为聚氨酯预聚物的制备提供了良好的基础
。
在制备过程中保持干燥氮气的通入和施加适当的温度，在一定程度上可以防止氧化
、
水解等不良反应的发生，有助于提高产品质量
。
滴加异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡使其与聚己二酸丁二醇酯反应，得到聚氨酯预聚物
。
这一步骤可以控制聚氨酯链的长度和交联密度，从而调节聚氨酯弹性体的性能
。
由此，通过精确的反应条件控制和合适的原料选择，可以获得高纯度
、
可控性好的聚氨酯预聚物，为后续制备聚氨酯弹性体奠定了基础
。
[0013]通过向聚氨酯预聚物中加入扩链剂
DTDA
，可以使聚氨酯分子的长度增加，从而提高聚氨酯的分子量
。
这有助于改善聚氨酯的物理性能，如强度
、
耐磨性和耐久性等
。
将扩链剂
BA
添加到已经发生扩链反应的聚氨酯预聚物中，通过与聚氨酯预聚物中的自由异氰酸基发生反应，形成二元键，进一步增加聚氨酯的交联密度
。
这有助于提升聚氨酯弹性体的硬度
、
弹性和形状稳定性
。
将反应液输入培养皿中，在真空干燥箱内进行真空排气泡操作，有助于去除残留空气和气泡，进一步优化聚氨酯弹性体的结构，减少内部缺陷和孔隙
。
在第二预设温度值下进行固化反应，使聚氨酯形成三维网络结构，从而形成聚氨酯弹性体
。
由此制备的聚氨酯弹性体有优异性能和广泛应用价值
。
[0014]进一步，步骤二中，聚己二酸丁二醇酯熔融后密封搅拌并保持干燥氮气的通入后，对聚己二酸丁二醇酯进行熔融除水，熔融除水的时间为1‑
3h。
[0015]有益效果：熔融除水可以高效地将水分从聚己二酸丁二醇酯中去除
。
水分是聚合过程中的一个常见杂质，去除水分可以提高聚合反应的纯度和效果
。
通过密封搅拌并保持干燥氮气的通入，可以在惰性气氛下控制熔融除水的过程，避免氧气和其他杂质的污染，有利于保持反应体系的稳定性和纯净度
。
在1‑3小时的时间范围内进行熔融除水，可以满足大部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤
:
步骤一，设备安装：将三颈烧瓶连接好氮气
、
冷凝装置
、
油浴加热装置和温度计；步骤二，原料制备：将聚己二酸丁二醇酯加入到三颈烧瓶中，利用油浴加热装置加热至第一预设温度值，聚己二酸丁二醇酯熔融后密封搅拌，保持干燥氮气的通入，停止加热使其降温至第二预设温度值时，滴加异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡使其进行反应，得到聚氨酯预聚物；步骤三，成品制备：异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡反应结束后，对聚氨酯预聚物进行加热，使聚氨酯预聚物保持第二预设温度值，并且持续通入干燥氮气，向聚氨酯预聚物中加入扩链剂
DTDA
进行扩链反应，扩链反应后停止加热；再向经过扩链反应后的聚氨酯预聚物中加入扩链剂
BA
，并将其混合均匀后形成反应液，将反应液输入培养皿中在真空干燥箱内进行真空排气泡，最后在第二预设温度值下进行固化形成聚氨酯弹性体
。2.
根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤二中，聚己二酸丁二醇酯熔融后密封搅拌并保持干燥氮气的通入后，对聚己二酸丁二醇酯进行熔融除水，熔融除水的时间为1‑
3h。3.
根据权利要求2所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤二中，第一预设温度值为
110℃
，第二预设温度值为
80℃
；滴加异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡使其进行反应的反应时间为2‑
4h。4.
根据权利要求3所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤三中，扩链剂
DTDA
为乙二胺十酸与丙酮的混合溶液；扩链剂
BA
为丁二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳玲，宋小金，庞来学，黄瑞新，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：