[发明专利]一种耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料及其制备方法，所述耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料包括A组分和B组分，A组分由甘油聚醚多元醇、增韧聚醚多元醇、扩链剂、催化剂、疏水性纳米粉体组成，按照重量分数计，在A组分中，甘油聚醚多元醇为10‑30重量份、增韧聚醚多元醇为30‑50重量份、扩链剂为10‑20重量份、催化剂为0.01‑0.05重量份，疏水性纳米粉体为1‑30重量份，所述B组分为多异氰酸酯固化剂，A组分与B组分的总的OH/NCO摩尔比为1:1。本发明制备的疏水性纳米粉体改性的聚氨酯弹性体材料在防海水腐蚀和海洋生物附着、冲击强度和耐磨性方面也有了显著的提高。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料，具体来说是一种耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料及其制备方法。

背景技术

近年来，利用有机或无机填料制备聚氨酯复合材料的研究越来越受到关注。如在聚氨酯中引入纳米SiO₂、ZnO等无机填料提高聚氨酯的拉伸强度，引入银纳米线、碳纳米管、有机黏土等提高聚氨酯的介电性能，然而在强度和介电性提高的同时聚氨酯的断裂伸长率呈现下降的趋势。

在海洋防污材料的诸多研究中，研究者发现有机硅和有机氟高分子树脂较低的表面自由能能够降低污的损黏附力度而受到关注。但在后来的研究中发现其存在一些缺点如力学性能和稳定性差；对基体的附着力较差；研究发现，具有低表面能的聚二甲基硅氧烷弹性体和具有高表面能的聚氨酯两种互不相容的原料合成了硅氧烷聚氨酯共聚物，不仅可以提高力学性能，还可以解决材料粘附力弱的问题。

疏水性的二氧化硅纳米粉体材料，如疏水性气凝胶、疏水性白炭黑和MQ硅树脂，它们自身有着十分独特的一种结构，因此具有自己独特和优异的一些性能，如气凝胶是一种超轻的以气体为分散介质的具有三维网络结构的多孔性凝聚态物质，目前的气凝胶主要是指一种以纳米量级超细微粒所聚集成的固体材料，气凝胶的独特结构及低热导率、低密度的特性决定其最重要的应用之一是作为超级隔热材料，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。而MQ硅树脂结构是双层球形纳米结构，内部是二氧化硅三维网状结构，外部是疏水性的甲基基团，MQ硅树脂是液体硅橡胶最理想的补强材料。但是这些疏水性极强的二氧化硅材料在聚氨酯弹性体中的相关应用研究仍然十分匮乏。

专利CN201310361627.5公开了一种纤维素纳米纤维/增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征是将纤维素纳米纤维加入到透明的聚氨酯溶液中，通过紫外固化得到纤维素纳米纤维/增强聚氨酯复合材料，所得的复合材料强度高、透明性好、热膨胀系数降低，但断裂伸长率低。

专利CN201210058082.6公开了一种聚氨酯纳米复合材料的制备方法，其特征是首先将纳米粒子进行表面修饰，通过一步修饰引入可与油性聚氨酯具有良好表面相容性的-C(＝O)CH₃官能基，得到疏水修饰的纳米粒子，然后修饰的粒子再与蓖麻油基聚氨酯及有机溶剂复合得到了高弹性模量、高拉伸强度的聚氨酯纳米复合材料，但产物有低沸点的溶剂存在，因此不利于产品的长期储存。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种耐海水腐蚀的聚氨酯弹性体材料，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分包括甘油聚醚多元醇、增韧聚醚多元醇、扩链剂、催化剂、疏水性纳米粉体，按重量份数计，甘油聚醚多元醇为10-30重量份、增韧聚醚多元醇为30-50重量份、扩链剂为10-20重量份、催化剂为0.01-0.05重量份，疏水性纳米粉体为1-30重量份；所述B组分为多异氰酸酯固化剂，A组分与B组分的总的OH/NCO摩尔比为1:1。

进一步的，所述的疏水性纳米粉体包括疏水二氧化硅气凝胶、MQ硅树脂、疏水性白炭黑中的一种或几种。

进一步的，所述的甘油聚醚多元醇的官能度是3、羟值是240mgKOH/g。