[发明专利]改性环氧树脂增强聚氨酯组合料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性环氧树脂增强聚氨酯组合料及其制备方法和应用，所述改性环氧树脂增强聚氨酯组合料，包含：含有改性环氧树脂的多元醇组分(A组分)和异氰酸根封端的预聚体组分(B组分)，所述的含有改性环氧树脂的多元醇组分(A组分)中羟基(‑OH)和异氰酸酯预聚体组分(B组分)中异氰酸基(‑NCO)的摩尔比为(0.95～1.05):1，可用于制备高性能聚氨酯弹性体。本发明填充颗粒的添加量范围宽，无需使用胶粘剂即可有效粘连高填充量的颗粒，制得的杂化材料弹性佳，密度和硬度可调范围宽，应用广。环氧树脂的加入，提升了杂化材料的耐热性能，使其可应用于高温环境。

技术领域

本发明涉及改性环氧树脂增强聚氨酯组合料及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯是一类含有氨基甲酸酯重复结构单元的高分子材料，具有强度高、物性调节范围宽、工艺操作性好等优点，广泛应用于日常生活、工农业生产和医学等领域。在聚氨酯材料中填充其它材料或者与其它材料结合制备复合材料，可进一步提升聚氨酯的特定性能或降低生产成本，扩大聚氨酯复合材料的应用领域。如ZL201210562641.7公开聚氨酯原液A组分、B组分和废旧橡胶颗粒混合均匀生产聚氨酯鞋底，利用废旧橡胶颗粒提高鞋底的抗拉强度、耐磨性、耐撕裂强度等。WO 2008/087078公开了包含由聚氨酯组成的基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的杂化材料。将异氰酸酯、具有对异氰酸酯有反应性的氢原子的化合物、扩链剂和/或交联剂、催化剂和其它添加剂制备异氰酸酯预聚物，然后将异氰酸酯预聚物与热塑性聚氨酯的发泡例子混合，并通过水的作用使复合材料固化。WO2014/023794公开包含由聚氨酯泡沫组成的基体和包含在基体中的热塑性聚氨酯发泡颗粒的组成泡沫，其中基体和颗粒各自由多元醇组分和多异氰酸酯组分组成，其中至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多元醇组分的基本结构单元相同，且至少50重量％的用于形成基体和颗粒的多异氰酸酯组分的基体结构单元相同，其中基体完全开孔且基体中的发泡颗粒至少部分开孔。ZL 201110354028.1公开聚硅氧烷改性聚氨酯-环氧树脂聚合物材料，将干燥的亲水性二官能度或三官能度聚醚、双酚A型环氧树脂和二异氰酸酯加入反应釜生成聚氨酯-环氧树脂聚合物体系，再加入端羟基聚硅氧烷反应生成聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物体系，反应结束前加入固化剂和催化剂，搅拌均匀后倒入模具固化成型，但环氧树脂中羟基-OH含量很低，与异氰酸酯反应困难。201210329012.X公开了一种将含端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂混合，而后加入胺类固化剂对体系固化，制备环氧树脂-聚氨酯互穿网络材料的方法，但由于环氧树脂和聚氨酯的溶解性不同，在环氧树脂-聚氨酯共混体系中两组分会发生不同程度的分离且环氧树脂中羟基-OH含量很低，很难发生交联或者交联密度很低，实际难以充分发挥优势互补作用。201510748261.6专利申请文件公开一种有机酸改性环氧树脂聚氨酯材料，将双酚A型环氧树脂与有机酸在N,N-二甲基乙醇胺催化剂下反应生成有机酸改性环氧树脂，将有机酸改性环氧树脂与端羟基聚丁二烯按照羟基含量1:9混合均匀，再与聚氨酯预聚体按-NCO/-OH比为1.4混合均匀，注模固化成型，其中的有机酸为一元羧酸。有机酸的羧基与环氧树脂的环氧基发生开环加成反应，生成的仲羟基与异氰酸酯预聚体中的异氰酸酯基进一步反应，得到分散均匀、交联密度大、硬度高、耐热性和粘接性好的环氧树脂-端羟基聚丁二烯型聚氨酯材料。但该方法中聚氨酯预聚体制备时需要使用较大量的稀释剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性环氧树脂增强聚氨酯组合料及其制备方法和应用，以解决现有技术存在的不足。

所述改性环氧树脂增强聚氨酯组合料，包含：含有改性环氧树脂的多元醇组分(A组分)和异氰酸根封端的预聚体组分(B组分)，所述的含有改性环氧树脂的多元醇组分(A组分)中羟基(-OH)和异氰酸酯预聚体组分(B组分)中异氰酸基(-NCO)的摩尔比为(0.95～1.05):1；

所述含有改性环氧树脂的多元醇组分(A组分)，各原料的重量份数为：