一种改性聚氨酯材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种改性聚氨酯材料的制备方法，其原料的重量份配比如下：聚醚55-75份、聚四氢呋喃25-35份、异氰酸酯化合物10-14份、防水剂0.2-0.6份、氟硅助剂5-10份、交联剂1-2份；本发明提供的改性聚氨酯材料，在材料生产中添加氟硅助剂，所得改性聚氨酯材料耐磨性、柔软性较高。
【专利说明】一种改性聚氨酯材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种改性聚氨酯材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚氨酯高分子材料由于其特有结构和性能，可设计性强，相对密度耐磨、耐水、软硬度可调，弹性及减振性等，通过选择原材料和合理最佳的配方，可广泛应用与各个领域，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。现在人们生活品质提高，家居的舒适度越来越好，对自身的安全也越来越重视。因此聚氨酯制品的应用也受到家居生活方面的关注。目前，市场上的聚氨酯材料制备的地毯、地垫硬度较高、聚氨酯制品的减震效果差，不能用于老人或儿童场所。高分子聚氨酯制品是防滑、柔软、保温、减振、摔倒不伤身体等，尤其对老人、小孩冲凉洗澡是非常安全舒适。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种改性聚氨酯材料，解决了现有技术中聚氨酯材料制品柔软性不够、弹性不强的问题。
[0004]本发明所采用的技术方案如下:
[0005]本发明涉及的一种改性聚氨酯材料，是在目前聚氨酯材料生产中，添加氟硅助剂，提高了所得聚氨酯材料的柔软性、耐磨性和柔软性。
[0006]另外，本发明还涉及制备所述改性聚氨酯材料的方法，其技术方案如下:
[0007]—种改性聚氨酯材料的制备方法，原料重量配比如下:聚醚55-75份、聚四氢呋喃25-35份、异氰酸酯化合物10-14份、防水剂0.2-0.6份、氟硅助剂5_10份，交联剂1_2份；
`[0008]具体步骤如下:
[0009]I)聚醚在100_120°C混合脱水聚合2-4小时；
[0010]2)步骤I)中所得聚合物冷却至45_60°C，加入异氰酸酯化合物、防水剂和氟硅助剂反应3-5小时，脱气20-40分钟；
[0011]3)步骤2)中所得产物加入交联剂，即得
[0012]优选地，所述的聚醚为聚聚醚为聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇、聚环氧丁烷多元醇、聚氧化丙烯二醇的一种或任意混合物。所述的异氰酸酯化合物选自多亚甲基苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二异氰酸酯甲基环己烷和对苯二异氰酸酯的一种或几种。
[0013]优选地，所述的防水剂为硬脂酸金属盐或有机硅类防水剂；优选地，所述的硬脂酸金属盐选自硬脂酸钠、硬脂酸钙和硬脂酸锌的一种或几种；优选地，所述的有机硅类防水剂选自甲基硅酸钠、甲基硅酸钾和乙基硅酸钠的一种或几种。
[0014]优选地，所述的交联剂选自乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、二乙醇胺或三乙胺的一种。
[0015]本发明涉及的方法，优选地，所述步骤2)中添加催化剂；[0016]优选地，所述的催化剂为叔胺类化合物或/和有机金属类催化剂；进一步优选地，所述的叔胺类化合物选自三乙胺、三乙烯二胺和二甲基苄胺的一种或几种；所述的有机金属类催化剂选自二月硅酸二丁基锡、二丁基二锡、铋辛酸、
[0017]优选地，所述的催化剂的重量为原料总重量的0.2%~1.2%。
[0018]本发明的有益效果如下:
[0019]I)本发明提供了一种改性聚氨酯材料，其中，在材料生产中添加氟硅助剂，所得改性聚氨酯材料耐磨性、柔软性较高，可用于制备地毯、地垫和鞋垫。
[0020]2)本发明还提供了制备所述改性聚氨酯材料的方法，利用预聚法制备聚氨酯预聚体，并添加氟硅助剂、防水剂等，确定方法的生产工艺，用于制备所述的改性聚氨酯材料。
[0021]3)本发明的改性聚氨酯材料无毒、防滑、柔软、保温、减振等，尤其是适合老人与儿童的使用，广泛适用于洗浴中心、幼儿园和中小学等场所。
【具体实施方式】
[0022]基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]实施例1制备氟硅助剂
[0024]氟硅助剂采用氟硅橡胶领域所涉及的助剂，氟硅助剂采用开环缩聚的方法制备，具体步骤如下:
[0025]I)制备氟硅助剂原料:氟硅单体100kg、乙烯基硅单体80kg、硅醇钠盐0.1_1%、羟基氟硅油IOOkg ；`
[0026]2)氟硅单体、乙烯基硅单体和羟基氟硅油混合80°C脱水2小时，然后加入硅醇钠盐混合脱水反应I小时，然后135°C反应3小时；降温至65-75°C，加入等体积乙酸乙酯溶解，水洗，蒸出溶剂，即得。
[0027]所得的氟硅助剂用于以下实施例中改性聚氨酯材料制备。
[0028]实施例2
[0029]一种改性聚氨酯材料的制备方法，原料重量配比如下:
[0030]聚环氧乙烷多元醇55kg、聚四氢呋喃25kg、多亚甲基苯基多异氰酸酯10kg、硬脂酸钠0.2kg、氟娃助剂5kg、乙二醇Ikg ;具体步骤如下:
[0031]I)聚环氧乙烷多元醇、聚四氢呋喃在100°C混合脱水聚合反应2小时；
[0032]2)步骤I)中所得聚合物冷却至60°C，加入多亚甲基苯基多异氰酸酯、硬脂酸钠和氟硅助剂反应3小时，脱气20min ；
[0033]3)步骤2)中所得产物加入乙二醇，即得。
[0034]实施例3
[0035]一种改性聚氨酯材料制备方法，原料重量配比如下:
[0036]聚环氧丁烷多元醇75kg、聚四氢呋喃30kg、二异氰酸酯甲基环己烷14kg、硬脂酸钙0.6kg、氟娃助剂10kg、1，4- 丁二醇2kg ;具体步骤如下:
[0037]I)聚环氧丁烷多元醇、聚四氢呋喃在120°C混合脱水聚合反应2小时；
[0038]2)步骤I)中所得聚合物冷却至45°C，加入二异氰酸酯甲基环己烷、硬脂酸钙和氟硅助剂反应3小时，脱气20min ；[0039]3)步骤2)中所得产物加入1，4- 丁二醇，即得。
[0040]实施例4
[0041]一种改性聚氨酯材料的制备方法，原料重量配比如下:
[0042]聚氧化丙烯二醇60kg、聚四氢呋喃35kg、二异氰酸酯甲基环己烷12kg、硬脂酸锌0.4kg、氟娃助剂6kg、I, 6-己二醇1.5kg ;具体步骤如下:
[0043]1)聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃在110°C混合脱水聚合反应4小时；
[0044]2)步骤1)中所得聚合物冷却至60°C，加入二异氰酸酯甲基环己烷、硬脂酸钠和氟硅助剂反应5小时，脱气40min ；
[0045]3)步骤2)中所得产物加入1，6-己二醇，即得。
[0046]实施例5
[0047]一种改性聚氨酯材料的制备方法，其原料重量配比如下:
[0048]聚环氧丙烷多元醇65kg、聚四氢呋喃29kg、对苯二异氰酸酯12kg、硬脂酸锌
0.4kg、氟娃助剂6kg、二乙醇胺1.5kg ;具体步骤如下:
[0049]1)聚环氧丙烷多元醇、聚四氢呋喃在105°C混合脱水聚合反应3.5小时；
[0050]2)步骤1)中所得聚合物冷却至55°C，加入对苯二异氰酸酯、硬脂酸锌、氟硅助剂和三乙烯二胺反应4小时，脱气35min ；
[0051]3)步骤2)中所得产物加入二乙醇胺，即得。所述的三乙烯二胺的用量为原料总重量的0.2%ο
[0052]实施例6
[0053]一种改性聚氨酯材料的制备方法，原料重量配比如下:
[0054]聚氧化丙烯二醇70kg、聚四氢呋喃32kg、六亚甲基二异氰酸酯12kg、甲基硅酸钠
0.4kg、氟娃助剂6kg、三乙胺1.5kg ;具体步骤如下:
[0055]1)聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃在115°C混合脱水聚合反应2.5小时；
[0056]2)步骤1)中所得聚合物冷却至49°C，加入六亚甲基二异氰酸酯、硬脂酸钠、氟硅助剂和三乙烯二胺反应3.5小时，脱气35min ；
[0057]3)步骤2)中所得产物加入三乙胺，即得。所述的三乙烯二胺的用量为原料总重量的 0.6%ο
[0058]实施例7
[0059]一种改性聚氨酯材料的制备方法，原料重量配比如下:
[0060]聚环氧丁烧多元醇57kg、聚四氢呋喃32kg、甲基环己基二异氰酸酯12kg、甲基娃酸钠0.4kg、氟娃助剂6kg、1，4- 丁二醇2kg ;具体步骤如下:
[0061]1)聚环氧丁烷多元醇、聚四氢呋喃在100°C混合脱水聚合反应4小时；
[0062]2)步骤1)中所得聚合物冷却至50°C，加入甲基环己基二异氰酸酯、甲基硅酸钾、氟硅助剂和二甲基苄胺反应3小时，脱气20min ；
[0063]3)步骤2)中所得产物加入1，4- 丁二醇，即得。所述的二甲基苄胺的用量为原料总重量的0.6%。
[0064]实施例8
[0065]一种改性聚氨酯材料的制备方法，原料配比如下:
[0066]聚环氧丁烷多元醇57kg、聚四氢呋喃32kg、六亚甲基二异氰酸酯12kg、甲基硅酸钠0.4kg、氟娃助剂6kg、1，4- 丁二醇2kg ;具体步骤如下:
[0067]I)聚环氧丁烷多元醇、聚四氢呋喃在110°C混合脱水聚合反应3小时；
[0068]2)步骤I)中所得聚合物冷却至57°C，加入六亚甲基二异氰酸酯、乙基硅酸钠、氟硅助剂和二月硅酸二丁基锡反应2.5小时，脱气20min ；
[0069]3)步骤2)中所得产物加入1，4- 丁二醇，即得。所述的二月硅酸二丁基锡的用量为原料总重量的1.0%。
[0070]实施例9
[0071]一种改性聚氨酯材料的制备方法，原料配比如下:
[0072]聚环氧丁烷多元醇57kg、聚四氢呋喃32kg、多亚甲基苯基多异氰酸酯12kg、甲基娃酸钠0.4kg、氟娃助剂6kg、1，4- 丁二醇2kg ;具体步骤如下:
[0073]I)聚环氧丁烷多元醇、聚四氢呋喃在105°C混合脱水聚合反应2.5小时；
[0074]2)步骤I)中所得聚合物冷却至60°C，加入多亚甲基苯基多异氰酸酯、乙基硅酸钠、氟硅助剂和铋辛酸反应4小时，脱气30min ；
[0075]3)步骤2)中所得产物加入1，4- 丁二醇，即得。所述的铋辛酸的用量为原料总重量的0.8%ο
[0076]实施例10 —种改性聚氨酯材料的制备方法
[0077]与实施例9的区别在于，所述的催化剂为二丁基二锡，用量为原料总重量的0.4%。
[0078]实施例11 一种改性聚氨酯材料的制备方法
[0079]与实施例9的区别在于，所述的催化剂为三乙烯二胺，用量为原料的重量的0.5%。
[0080]利用本【技术领域】的常规检测手段，检测本发明实施例2-11所得改性聚氨酯材料的粘度、邵氏硬度、回弹性和阻燃性能；检测结果如表1所示:
[0081]表1实施例所得聚氨酯材料的粘度、邵氏硬度、回弹性和阻燃
[0082]
【权利要求】
1.一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是，原料的重量份配比如下:聚醚55-75份、聚四氢呋喃25-35份、异氰酸酯化合物10-14份、防水剂0.2-0.6份、氟硅助剂5_10份、交联剂1-2份； 具体步骤如下: 1).聚醚、聚四氢呋喃在100-120°C混合脱水聚合2-4小时； 2).步骤I)中所得聚合物冷却至45-60°C，加入异氰酸酯化合物、防水剂和氟硅助剂反应3-5小时，脱气20-40分钟； 3).步骤2)中所得产物加入交联剂，即得； 所述的聚醚为聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元醇、聚环氧丁烷多元醇、聚氧化丙烯二醇的一种或任意混合物； 所述的异氰酸酯化合物选自多亚甲基苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二异氰酸酯甲基环己烷和对苯二异氰酸酯的一种或几种； 所述的防水剂为硬脂酸金属盐或有机硅类防水剂。
2.如权利要求1所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的硬脂酸金属盐选自硬脂酸钠、硬脂酸钙和硬脂酸锌的一种或几种。
3.如权利要求1所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的有机硅类防水剂选自甲基硅酸钠、甲基硅酸钾和乙基硅酸钠的一种或几种。
4.如权利要求1所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的交联剂选自乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二乙醇胺或三乙胺的一种。
5.如权利要求1所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是，所述步骤2)中添加催化剂。
6.如权利要求5所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的催化剂为叔胺类化合物或/和有机金属类催化剂。
7.如权利要求6所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的叔胺类化合物选自三乙胺、三乙烯二胺和二甲基苄胺的一种或几种。
8.如权利要求6所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的有机金属类催化剂选自二月硅酸二丁基锡、二丁基二锡和铋辛酸的一种或几种。
9.如权利要求5-7任一项所述的改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是:所述的催化剂的重量为原料重量的0.2%~1.2%。
10.权利要求1-8任一项所述的方法制备的改性聚氨酯材料。
【文档编号】C08G18/48GK103755912SQ201410018222
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】丁后先 申请人:上海后先聚氨酯有限公司