[发明专利]一种生物基微孔聚氨酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料及其制备方法的技术领域，具体涉及一种生物基微孔聚氨酯材料及制备方法。

背景技术

由于普通聚氨酯微孔弹性体的耐热性和耐候性不佳，抗静电性较差，故需对其进行改性，以达到要求。中国专利CN101486834A采用有机蒙脱土来增强聚氨酯微孔弹性体，效果比较明显，但是其采用了1，1-二氯-1-氟代乙烷(F-141b)作为物理发泡剂，该发泡剂对臭氧层有破坏作用，故不宜使用。中国专利CN1185501A采用10％～60％的普通矿物粘土增强铁路用聚氨酯弹性体轨枕垫板，弹性体的重量增加较多，而且采用的是一步法浇注熟化，然后造粒再挤出成型的工艺，此方法的缺点是软硬段和粘土易分布不均导致弹性体易产生缺陷，而且垫板为实心的，减震效果较差。中国专利CN100513451C采用惰性气体充入含预聚物、多元醇、链增长剂的组合物中制备出泡沫状的原料，然后注入模具中固化成型，制备出铁路用聚氨酯发泡体垫板，该发泡体虽然孔径较小但是采用惰性气体发泡成本较高。中国专利CN101381442A公开了一种TODI基聚氨酯微孔弹性体的制造方法，采用TODI可获得良好的动态性能，但采用的是聚己二酸酯为多元醇软段，用此作为减震材料的耐水性较差，达不到高铁用要求。中国专利CN101519485A公开了一种宽温域阻尼减振聚氨酯微孔弹性体材料及其制备方法，该材料可在-20℃～+50℃范围内有较好的阻尼性能，制备但是该材料的拉伸强度和断裂伸长率均不高，达不到高铁用的要求，

发明内容

为了解决现有的微孔聚氨酯弹性体存在的耐热性、耐候性、抗静电性不佳等问题，本发明提供一种性价比高的纳米纤维状硅灰石进行改性的生物基微孔聚氨酯材料及其制备方法，不仅可增强增韧并提高其耐热性及抗冲击耐疲劳性，还可节约生产成本。

具体的技术解决方案如下：

生物基微孔聚氨酯材料及其制备方法：包括A组分制备工序，B组分的制备工序，A组分、B组分混合工序：

所述的A组分制备工序为：将20-41重量份聚醚多元醇、3-11重量份扩链剂、0.01-0.52重量份水、0.15-0.59重量份硅油、0.12-0.33重量份催化剂，搅拌不小于5分钟，然后在负压的情况下进行脱气，直至真空度不再变化，密封封存；

所述聚醚多元醇为聚丙二醇-丙三醇醚、聚丁二酸-丙三醇-缩丙二醇醚，优选官能度为3-4且分子量为2800-6500的聚丙二醇-丙三醇醚。

所述的聚丙二醇-丙三醇醚为聚丙二醇二缩水丙三醇醚，其型号为：EPG-217，生产厂家为：烟台广顺化学制品有限公司，固含量：99.9％。

所述扩链剂为二醇扩链剂和二胺扩链剂，二醇扩链剂为乙二醇、1，4-丁二醇、一缩丙二醇、氢醌-双(β-羟乙基)醚中的一种或几种的混合物；二胺类扩链剂为3，3-二氯-4，4-二氨基二苯基甲烷、二甲硫基甲苯二胺、二甲硫基氯苯二胺中的一种或几种的混合物。

所述催化剂为三乙烯二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或几种的混合物。

所述的B组分的制备工序，

所述B组分的制备包括下列操作步骤：

1)、将纳米硅灰石(细度为18万目～1800万目)与插层剂按质量比为1∶2-1∶11于48-85℃搅拌8-33小时，将此悬浮液过滤并回收插层剂，然后放入真空干燥箱于49-72℃干燥14-41小时，研磨，过筛，得到改性纳米硅灰石；

2)、将2.3-9重量份上述改性纳米硅灰石和22-31份含水量小于0.1％的生物基聚醚多元醇C混匀后，于49-72℃在950-3100转/分钟的搅拌下分散1.5-4.3小时，得纳米硅灰石/生物基聚醚多元醇复合物；

3)、将上述复合物与28-41重量份异氰酸酯于65-87℃反应0.8-3.2小时，制备NCO含量为14-28％的半预聚物，冷却后密封保存备用；

所述的插层剂为二甲亚砜、联氨、醋酸钾、醋酸铵中的一种或几种的混合物；

所述的生物基聚醚多元醇C为从大豆、蓖麻、棉花仔、麻风树及藻类提取物中的一种或几种的混合物，优选分子量为950-3200的聚醚多元醇。其生产方法参考CN200910018985。

生物基聚醚多元醇C的含水量过大，将导致反应发生不完全。

所述的多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。

所述的A、B组分混合工序：