[发明专利]一种耐热性聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

本发明公开一种耐热性聚氨酯弹性体的制备方法，步骤如下：聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇脱水，形成A组分；二异氰酸酯与A组分反应得聚氨酯预聚体；将聚氧化丙烯三醇和硅藻土粉末球磨，得两者的复合物；碳化硅粉体电镀处理表面附着一层镍和铬；将聚氨酯预聚体、改性后的碳化硅和聚氧化丙烯三醇/硅藻土复合物混合，固化得到耐热性聚氨酯弹性体。本发明先以聚氧化丙烯三醇与硅藻土球磨混合得到复合物，聚氧化丙烯三醇能够撑开硅藻土片层之间的间距，使得聚氨酯分子链很好的插入片层中，提高聚氨酯弹性体的力学性能和耐热性；采用电镀的方法在碳化硅表面附着一层镍和铬，碳化硅很好的分散在聚氨酯中，加入镍和铬能够增强聚氨酯弹性体的耐热性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐热性聚氨酯弹性体的制备方法。

背景技术

聚氨酯(聚氨基甲酸酯)是指在高分子的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元(—NH—COO—)的聚合物，氨基甲酸酯一般是由二元或多元异氰酸酯与二元或多元醇反应得到的。热塑性聚氨酯弹性体(TPU)主链是由柔性软段和刚性硬段交替组成的嵌段聚合物，软段由多元醇组成，硬段由异氰酸酯和扩链剂组成，其中软段呈现橡胶态，提供弹性、韧性，硬段呈现玻璃态或半晶态，提供硬度、模量和高温性能。TPU软硬段之间以及硬段自身可以形成大量氢键，链段有序排列产生结晶等导致链段内部容易产生微相分离，使聚氨酯材料具有良好的耐磨性、耐热性性和力学性能。由于其优异的力学性能和良好的加工性能，使得TPU在国民经济中具有广泛的用途。

聚氨酯弹性体是介于橡胶到塑料的一类高分子材料，具有良好的机械性、耐磨性、耐疲劳性和耐油性，用途广泛，但是其内生热大，不耐高温、易燃、表面性能差，因而限制了其在某些领域的应用。目前通常采用对聚氨酯弹性体改性的方法提高其耐热性能，主要有有机硅改性、无机填料改性、交联改性等。无机填料由于价格低廉，通常在聚氨酯弹性体制备过程中加入提高耐热性，但是目前通常的加入方法有两种，一种是直接将聚氨酯弹性体、无机填料和其他助剂混合反应(如专利申请号201810490242.1)；另一种是将聚氨酯预聚体与无机填料等其他助剂混合反应(如专利申请号201410230109.4)；这两种方法都存在一个劣势：无机填料无法很好的分散在聚氨酯材料中，使得聚氨酯弹性体的力学性能减弱。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐热性聚氨酯弹性体的制备方法。

一种耐热性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇混合在90-100℃下真空脱水，形成A组分，其中聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇的质量比1～1.5:1；将二异氰酸酯与A组分在温度为80-90℃下保温反应1-2h后得到聚氨酯预聚体；

2)将聚氧化丙烯三醇和硅藻土粉末混合，用球磨机干法球磨，得到聚氧化丙烯三醇/硅藻土复合物；

3)碳化硅粉体经过粗化、活化处理后烘干，然后进行电镀处理，其中电镀液为氯化镍和氯化铬的混合溶液，络合剂为苹果酸，电镀完成之后，过滤粉体，清洗烘干得到改性后的碳化硅；

4)将聚氨酯预聚体、改性后的碳化硅和聚氧化丙烯三醇/硅藻土复合物混合，加入固化剂，混合均匀后浇注在模具中，真空脱泡，烘干得到耐热性聚氨酯弹性体。

优选的，步骤1)中所述聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯二醇的质量比为1:1。

优选的，步骤1)所述聚氧化丙烯三醇分子量为5000g/moL。

优选的，步骤1)所述聚氧化丙烯二醇分子量为2500g/moL。

优选的，步骤1)所述A组分与异氰酸酯的摩尔比是0.5:1-0.8:1。

优选的，步骤2)所述聚氧化丙烯三醇和硅藻土的质量比为2：0.3～1:0.1。

优选的，步骤1)和步骤2)中所述聚氧化丙烯三醇的加入量之比为5:3。