聚氨酯弹性体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯弹性体及其制备方法和用途。本发明专利技术不需使用目前业内所通用的金属催化剂，而是通过多元醇之间、多元醇与胺类催化剂之间的用量配比确立聚氨酯弹性体制备过程中发泡反应与凝胶反应之间的催化平衡，在得到期望密度的聚氨酯弹性体的同时维持了聚氨酯弹性体其他方面的物理性能，并带来毒理学和经济方面的额外优点。本发明专利技术所提供的聚氨酯弹性体特别适用于鞋底的制备及其他应用。

Polyurethane elastomer and preparation method and use thereof

The invention provides a polyurethane elastomer, a preparation method and an application thereof. The invention does not require the use of the industry metal catalysts are common, but the balance between the amount of catalyst, the polyol alcohols and amine catalyst ratio established between the foaming polyurethane elastomer in the preparation process of reaction and gel reaction, the polyurethane elastomer expected density while maintaining the physical properties of the polyurethane elastomer in other aspects the extra advantage of toxicology and economic aspects. The polyurethane elastomer provided by the invention is especially suitable for the preparation of soles and other applications.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法和应用，特别涉及一种不 需使用金属催化剂的聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。
技术介绍
在传统的聚氨酯弹性体反应体系中，金属催化剂的加入有助于促进异 氰酸酯成分和与异氰酸酯成分反应的成分之间的发泡反应和凝胶反应。例如，CN1549835A提供了一种聚氨酯弹性体，制备该聚氨酯弹性体的成分中 至少包含一种有机钛和/或锆化合物、 一种有机羧酸锂盐、任选附加地一种 有机酸铋盐作为催化剂。又如，CN1884334A提供了一种聚氨酯弹性体，制 备该聚氨酯弹性体的成分中至少包含一种有机钛化合物、 一种有机锌化合 物、任选地一种或多种有机铋酸盐作为催化剂。金属催化剂在异氰酸酯成分和与异氰酸酯成分反应的成分之间的反应 中充当路易斯酸。 一定量的金属催化剂将有利于促进发泡反应中的泡沫开 孔，更多量的金属催化剂将阻止泡沫开孔，使泡沫将逐渐变得紧密。如果 金属催化剂的量继续增加，那么泡沫会严重收縮，从而加速凝胶反应。通常认为，如果反应的成分中不使用金属催化剂，则发泡反应与凝胶 反应无法达到催化平衡。当发泡反应中气泡扩张的动力超过聚合物母体的 抗张强度时，泡沫会产生裂缝。另外，在聚氨酯弹性体的制备过程中，高用量的金属催化剂能够加快 聚合反应并提高后熟化的速率，从而縮短脱模时间。此外，金属催化剂的 用量会影响到反应的乳白时间，而乳白时间的长短将直接影响制备过程中 反应原料的流动性以及合模过程中的工艺参数。然而，在聚氨酯弹性体的制备过程中所使用的金属催化剂会对环境造 成污染，损害生产操作人员的健康，而且，残留在聚氨酯弹性体产品中的 金属催化剂可能会对使用者的健康造成损害。为了减少污染、保护生产操作人员及使用者的健康，开发一种不含金 属催化剂的聚氨酯弹性体，并维持其良好的物理性能，越来越成为业界的 渴求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，在于提供一种聚氨酯弹性体。 本专利技术提供的聚氨酯弹性体，为包括下列反应成分的反应产物A) 异氰酸酯成分，该异氰酸酯成分包含3 24wt.%NCO的异氰酸 酯封端预聚物，以成分A的重量按100wt，。计；和B) 与异氰酸酯成分反应的成分，该成分包含a) 20 85wt.。/。的一种或多种聚醚多元醇，以成分B的重量 按100wt.。/。计；所述聚醚多元醇的平均分子量为 1000~6000，平均官能度为2~6;所述聚醚多元醇至少以 25wt.。/o环氧乙烷封端，以成分a的重量按100wt.。/o计；b) 5 70wt.y。的一种或多种聚合物多元醇，以成分B的重量 按100wt.。/。计；所述聚合物多元醇包含10~60wt.%丙烯 腈-苯乙烯共聚物，以成分b的重量按100wt.。/。计；c) 6-18wt.。/。的一种或多种扩链剂和/或0.1 3wt.。/。的交联 齐U，以成分B的重量按100wt.。/。计；所述扩链剂和交联 剂的平均分子量分别为62~499，平均官能度分别为2 6;d) 0.1 2.6wt.Q/。的一种或多种胺类催化剂，以成分B的重量按100wt.。/o计；禾口e) 0.3 1.2wt.Q/。的水，以成分B的重量按100wt.。/。计； 所述成分A的用量为40 100wt.y。，以成分B的重量按100wt.。/。计。本专利技术的另一目的，在于提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，包括步 骤使成分A和成分B反应A)异氰酸酯成分，该异氰酸酯成分包含3~24wt.%NCO的异氰酸 酯封端预聚物，以成分A的重量按100wt.。/。计；和7B) 与异氰酸酯成分反应的成分，该成分包含a) 20 85wt.y。的一种或多种聚醚多元醇，以成分B的重量按 100wt.。/。计；所述聚醚多元醇的平均分子量为1000~6000，平 均官能度为2 6;所述聚醚多元醇至少以25wt.。/。环氧乙垸封 端，以成分a的重量按100wt.。/。计；b) 5 70wt.。/o的一种或多种聚合物多元醇，以成分B的重量按 100wt.。/o计；所述聚合物多元醇包含10~60wt.%丙烯腈-苯乙 烯共聚物，以成分b的重量按100wt.。/。计；c) 6 18wt.y。的一种或多种扩链剂禾卩/或0.1 3wt.Q/o的交联剂，以 成分B的重量按100wt.M计；所述扩链剂和交联剂的平均分 子量分别为62 499，平均官能度分别为2 6;d) 0.1 2.6wt.y。的一种或多种胺类催化剂，以成分B的重量按100wt.。/o计；禾口e) 0.3 1.2wt.y。的水，以成分B的重量按100wt.。/。计； 所述成分A的用量为40 100wt.%，以成分B的重量按100wt.。/。计。本专利技术的再一目的，在于提供一种所述聚氨酯弹性体，在制备鞋底中 的应用。本专利技术的有益效果在于，所述专利技术不需使用目前业内所通用的金属催 化剂，而是通过多元醇之间、多元醇与胺类催化剂之间的用量配比确立聚 氨酯弹性体制备过程中发泡反应与凝胶反应之间的催化平衡，在得到期望 密度的聚氨酯弹性体的同时维持了聚氨酯弹性体其他方面的物理性能。由 于未在聚氨酯弹性体的制备过程中使用金属催化剂，所以本专利技术所提供的 聚氨酯弹性体及其制备方法不会对环境造成污染，不会损害生产操作人员 的健康，不会因为在聚氨酯弹性体产品中残留有金属催化剂而对使用者的 健康造成损害。具体实施例方式本专利技术通过调节原料成分，尤其是B成分中各子成分的原料选用和适当 配比，来制备聚氨酯弹性体，避免了使用对环境和人体有害的金属催化剂。 本专利技术中，所述成分A，主要包含异氰酸酯封端预聚物。 所述成分A包含3~24wt.%NCO，优选12~22wt%NCO，特别优选18~22 wt.%NCO，的异氰酸酯封端预聚物，以成分A的重量按100wt /。计；所述的 异氰酸酯封端预聚物包含一种或多种二和/或多异氰酸酯与一种或多种聚醚多 元醇的反应产物。所述的异氰酸酯封端预聚物可以通过化学计量过量的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯与一种或多种聚醚多元醇反应制得。如果需要，可在 该反应中加入胺类催化剂，以促进氨酯基团的形成。所述的二异氰酸酯，优选但不限于，4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)、改性MDI。所述的多异氰酸酯，优选但不限于，具有氨基甲酸酯基团、脲基团、 脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯，优选具有碳化二亚胺改性的异氰酸酯，例 如拜耳公司生产的产品Desmondur CD。在制备异氰酸酯封端预聚物的反应中，还可以加入扩链剂。所述的扩 链剂应含有至少两个活泼氢原子，优选但不限于，包括低分子量的二醇、 二胺、氨基醇、二硫苯等适用的扩链剂。所述的扩链剂，优选但不限于， 平均分子量小于或等于400的扩链剂，特别优选平均分子量小于或等于300 的扩链剂。所述的扩链剂，优选但不限于，乙二醇、丙二醇、2-甲基-l,3-丙 二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、 一縮二丙二醇、戊二醇、环己烷二甲醇、 1,6-己二醇、乙二胺、乙硫醇。特别优选一縮二丙二醇、乙二醇、1,4-丁二 醇。本专利技术中，所述成分A所主要包含的异氰酸酯封端预聚物可以是单一 的异氰酸酯封端预聚物，也可以是多种异氰酸酯封端预聚物的混合物。本专利技术中，所述成分B包含一种或多种聚醚多元醇a。 所述的聚醚多元醇a，其平均分子量为1000~6000，优选2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯弹性体，为包括下列反应成分的反应产物：　Ａ）异氰酸酯成分，该异氰酸酯成分包含３～２４ｗｔ．％ＮＣＯ的异氰酸酯封端预聚物，以成分Ａ的重量按１００ｗｔ．％计；和　Ｂ）与异氰酸酯成分反应的成分，该成分包含　ａ）２０～８ ５ｗｔ．％的一种或多种聚醚多元醇，以成分Ｂ的重量按１００ｗｔ．％计；所述聚醚多元醇的平均分子量为１０００～６０００，平均官能度为２～６；所述聚醚多元醇至少以２５ｗｔ．％环氧乙烷封端，以成分ａ的重量按１００ｗｔ．％计；　ｂ）５～７０ｗｔ ．％的一种或多种聚合物多元醇，以成分Ｂ的重量按１００ｗｔ．％计；所述聚合物多元醇包含１０～６０ｗｔ．％丙烯腈－苯乙烯共聚物，以成分ｂ的重量按１００ｗｔ．％计；　ｃ）６～１８ｗｔ．％的一种或多种扩链剂和／或０．１～３ｗｔ．％的交联剂，以 成分Ｂ的重量按１００ｗｔ．％计；所述扩链剂和交联剂的平均分子量分别为６２～４９９，平均官能度分别为２～６；　ｄ）０．１～２．６ｗｔ．％的一种或多种胺类催化剂，以成分Ｂ的重量按１００ｗｔ．％计；和　ｅ）０．３～１．２ｗｔ．％的水， 以成分Ｂ的重量按１００ｗｔ．％计；　所述成分Ａ的用量为４０～１００ｗｔ．％，以成分Ｂ的重量按１００ｗｔ．％计。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关永坚，茹轩瓦，张剑，
申请(专利权)人：拜耳材料科技贸易上海有限公司，拜耳材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]