[发明专利]一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体及其制法

说明书

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，且公开了一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体，包括以下配方原料：聚氨酯预聚体、封端剂、扩链剂、羟基化碳纳米管、硅烷偶联剂。该一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体，使用支链型的六亚甲基二异氰酸酯作为单体，二甲硫基二胺基甲苯扩链剂为制备出的聚氨酯具有一定的星型支链结构，提高了聚氨酯的拉伸强度和弹性模量，增强了聚氨酯弹性体的形状固定率和形状恢复率，表现出良好的形状记忆功能，改性羟基化碳纳米管在聚氨酯弹性体中的分散性和相容性很好，起到了良好的纳米粒子增强效应，提高了聚氨酯硬段区的初始热分解温度和最大热分解温度，增强了聚氨酯的热稳定性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体为一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体及其制法。

背景技术

聚氨酯是一种含有氨基甲酸酯基基团的高分子化合物，分为聚酯性和聚醚型，软质聚氨酯为热塑性线性结构，耐化学性和力学性良好的，具有隔热、隔音、抗震、防毒等优点，可以用作包装、隔音、过滤材料等，硬质聚氨酯塑具有绝热性能优越、耐化学药品，易加工等特点，聚氨酯材料在家居日用品材料、建筑液材料、交通运输等领域具有广泛的应用，产品主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体、聚氨酯纤维塑料等产品。

热塑性聚氨酯弹性体是指在大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团的一类弹性体聚合物，通过改变原料的种类及组成，可以大幅度改变产品的形态和性能，得到从柔软到坚硬的最终产品，聚氨酯弹性体独特的结构赋予其优异的弹性、耐磨性能、较高的撕裂强度，而且伸长率大、硬度范围宽，此外它的减振效果好，负载容量大，耐有机溶剂性能优异，但是目前的聚氨酯分子之间存在强烈的氢键化作用，导致聚氨酯弹性体的耐热性较差，在高温下的拉伸强度和弹性模量较低，影响了聚氨酯弹性体形状记忆功能，以及韧性和弹性等力学性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体及其制法，解决了聚氨酯弹性体的耐热性较差，在高温下形状记忆功能和韧性、弹性等力学性能受到很大影响的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐热性高强度的形状记忆聚氨酯弹性体，包括以下按重量份数计的配方原料：47-59份聚氨酯预聚体、6-8份封端剂、32-40份扩链剂、3-5份羟基化碳纳米管、0.1-0.5份硅烷偶联剂。

优选的，所述硅烷偶联剂为正癸基三甲氧基硅烷。

优选的，所述扩链剂为二甲硫基二胺基甲苯。

优选的，所述羟基化碳纳米管中羟基含量为5-7％。

优选的，所述封端剂为改性羟基硅油，制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入乙醇溶剂、羟基硅油和三异丙基氯硅烷，将溶液置于恒温水浴锅中，加热至70-80℃，匀速搅拌反应6-8h，加入碳酸钠调节溶液pH至7，向溶液中加入蒸馏水，通过高速离心机，进行离心分离3-5次，制备得到三异丙基硅烷接枝的改性羟基硅油。

优选的，所述羟基硅油和三异丙基氯硅烷的质量比为1:1.2-1.4。

优选的，所述聚氨酯预聚体制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入丙酮溶剂、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯和2,2-二羟甲基丙酸，匀速搅拌20-40min，再加入催化剂二丁基锡二月桂酸酯，将反应瓶置于油浴锅中，加热至100-110℃，匀速搅拌反应4-6h，将溶液减压浓缩除去溶剂，制备得到聚氨酯预聚体。

优选的，所述聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、六亚甲基二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丙酸和二丁基锡二月桂酸酯，四者质量比为2.6-2.8:1:0.16-0.18:0.001-0.0014。