[发明专利]一种聚氨酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯为主链含-NHCOO-重复结构单元的一类聚合物，主要由异氰酸酯与羟基化合物聚合而成。由于聚氨酯含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性，可制得具有较宽温度范围的材料，如弹性体、热塑性树脂和热固性树脂等。聚氨酯作为一种具有较高性价比的有机高分子材料，目前被广泛应用于实际生活中的各个领域，其产量及消费量也逐年攀升。有数据显示，2014年，中国聚氨酯消费量达到960万吨，2008-2014年中国聚氨酯消费量年增长超过10％。

然而，在很多产品如涂料、胶黏剂和密封胶等产品在制备过程中都大量使用端异氰酸酯聚氨酯预聚体，其中包含大量的游离异氰酸酯。在施工和材料固化过程中，部分游离异氰酸酯挥发出来，尤其是甲苯二异氰酸酯等物质，对人体造成健康危害。由于聚氨酯大量的使用，带来的严重环境污染，对人身体健康产生较大危害，这引起了人们的广泛关注，同时伴随着我国经济的发展，人们对环保型高性能材料的需求越来越高。因此，研发一种环保型聚氨酯材料是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种环保型聚氨酯预聚体及其制备方法，用于克服现有端异氰酸酯聚氨酯预聚体中游离异氰酸酯含量高的问题。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供了一种聚氨酯材料，主要由以下重量份的原料制成：

优选的，所述有机硅烷改性聚氨酯预聚体为端硅氧烷基聚氨酯预聚体，其制备方法包括以下步骤：

a)将聚碳酸亚丙酯多元醇脱水后和异氰酸酯、阻聚剂以及催化剂混合，在60～100℃下反应1～5h，得到反应中间体；

b)待所述反应中间体降温至10～60℃，加入有机硅烷反应0.5-2h，得到所述环保型聚氨酯预聚体。

更有选的，所述聚碳酸亚丙酯多元醇的分子量为1500-4000，羟基官能度为2-3，分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.3-0.4；

所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种；

所述有机硅烷选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的一种或多种；

所述阻聚剂选自磷酸或苯甲酰氯；

所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡和异辛酸亚锌中的一种或多种。

优选的，所述填料选自滑石粉、碳酸钙、氧化镁和高岭土中的一种或多种。

优选的，所述颜料选自钛白粉、酞青绿、铁绿、铁红和铁黄中的一种或多种。

优选的，所述增塑剂选自氯化石蜡、氯代棕榈油甲酯和环氧大豆油中的一种或多种。

优选的，所述抗老化剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

优选的，所述紫外线吸收剂选自2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

优选的，所述稀释剂为碳酸二甲酯。

优选的，所述催化剂选自辛酸亚锡和/或二月桂酸二丁基锡。

本发明还提供了上述聚氨酯材料的制备方法，包括：将有机硅烷改性聚氨酯预聚体、增塑剂、填料、颜料、抗老化剂，紫外线吸收剂、稀释剂和催化剂进行混合搅拌，得到所述聚氨酯材料。。

本发明提供了一种聚氨酯材料，主要由有机硅烷改性聚氨酯预聚体作为原料制备而成，游离异氢氰酸含量低，绿色环保，而且力学强度高，产品热稳定性好，施工成型后不起泡，粘结力强，可作为一种性能优良的球场塑胶材料。该聚氨酯预聚体的制备过程中所使用的聚碳酸亚丙酯多元醇是以二氧化碳为原料，成本低廉，规模生产后对环境保护、节能减排均具有重要意义，可广泛应用于传统胶黏剂、密封胶、涂料、弹性体的生产等诸多领域。

具体实施方式