[发明专利]高硬度聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本申请涉及聚氨酯的技术领域，尤其涉及一种高硬度聚氨酯复合材料及其制备方法；高硬度聚氨酯复合材料，通过预聚原料和扩链原料反应而得；所述预聚原料包括聚合物多元醇以及二异氰酸酯，所述扩链原料包括扩链剂以及催化剂；所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述二异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯。高硬度聚氨酯复合材料的制备方法，通过制备预聚体和扩链料，之后将两者混合并加热反应制得高硬度聚氨酯复合材料。本申请所制得的聚氨酯复合材料具有良好的硬度、力学强度以及耐磨性；其中，聚氨酯复合材料的硬度均大于88A。

技术领域

本申请涉及聚氨酯的技术领域，尤其是涉及一种高硬度聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯又称为聚氨基甲酸酯，是一种分子主链中含有氨基和甲酸酯基的聚合物；由于聚氨酯材料具有耐磨、耐油、软硬度可调以及可设计性强等优异特性而广泛应用于各个领域。

目前，相关技术中，聚氨酯材料通过预聚体合成以及扩链反应而值得，其硬度可以通过原料配比的调整而调节；具有较高硬度的聚氨酯材料的邵氏硬度可达到85A左右，可用于筛板、摇床、清洗管以及滑板轮等。

针对上述中的相关技术，发明人认为相关技术中的聚氨酯材料尽管具有不错的硬度，但是对于脚轮、托辊以及轧钢棍等对硬度要求更高领域的应用就不太适合了。

发明内容

针对相关技术存在的不足，为了赋予聚氨酯复合材料更高的硬度，本申请提供了一种高硬度聚氨酯复合材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种高硬度聚氨酯复合材料，采用如下技术方案：

高硬度聚氨酯复合材料，通过预聚原料和扩链原料反应而得；所述预聚原料包括聚合物多元醇以及二异氰酸酯，所述扩链原料包括扩链剂以及催化剂；

所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇或聚醚多元醇；所述二异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯。

通过采用上述技术方案，二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯以及对苯二异氰酸酯用作聚氨酯材料分子链的硬段部分，可以赋予所制备的聚氨酯材料较高的硬度。

可选的，所述预聚原料还包括交联剂；所述扩链原料还包括缩醛树脂、氮化硅、陶瓷粉、脱泡剂以及抗氧化剂。

通过采用上述技术方案，交联剂可以提高制备的聚氨酯材料的交联程度，从而提高聚氨酯材料的力学强度和硬度。缩醛树脂、氮化硅以及陶瓷粉均具有良好的硬度，有利于提高聚氨酯的力学性能。

可选的，预聚原料包括100质量份的聚合物多元醇、100-150质量份的二异氰酸酯以及1-3质量份的交联剂；所述扩链原料包括18-25质量份的扩链剂、 6-12质量份的缩醛树脂、3-8质量份的氮化硅、5-10质量份的陶瓷粉、0.1-0.5 质量份的催化剂、0.5-1质量份的脱泡剂以及1-5质量份的抗氧化剂。

通过采用上述技术方案，通过各原料成分的配伍，赋予聚氨酯复合材料较高的硬度，良好的耐磨性和力学强度。

可选的，所述聚酯多元醇包括聚碳酸亚丙酯二醇、聚己内酯二醇或聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇；所述聚醚多元醇包括聚丙二醇或聚四氢呋喃醚二醇。

通过采用上述技术方案，聚碳酸亚丙酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸-1,4- 丁二醇酯二醇、聚丙二醇及聚四氢呋喃醚二醇均能很好的参与聚氨酯的合成，保证了聚氨酯复合材料能顺利合成，并具有良好的性能。

可选的，所述扩链剂为3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷或1,4-丁二醇。

通过采用上述技术方案，3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷及1,4-丁二醇均能很好的使扩链反应顺利进行，为聚氨酯复合材料的合成提供了保障。