手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体及其制备方法与应用与流程

本发明属于聚氨酯弹性体，具体涉及一种手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体及其制备方法与应用。

背景技术：

1、手办，作为动漫、游戏等流行文化的衍生品，近年来在全球范围内受到了广泛的关注和喜爱，它们通常是以各种材质为主要原料，经过精细的设计和制作工艺而成。在手办制作中，材质的选择至关重要，常见的材质包括pvc（聚氯乙烯）、树脂、abs塑料等，这些材质各有特点，为手办带来了不同的质感和表现力。

2、pvc材质因其良好的可塑性和丰富的色彩表现力而广泛应用于手办制作中，然而，pvc材质在高温及长时间放置后容易出现发黄、变形、开裂、出油等问题，因此在保存和展示时需要特别注意；其次，pvc材质的手办在生产时需加热熔化后方可进模，且必须采用金属模具（钢模、铜模），大大增加了生产的成本。

3、abs塑料则以其高强度和抗摔性能著称，常用于制作手办的关节和武器等需要承受一定外力的部件。abs塑料容易加工，细节表现力强，电镀性能好，适合表现细节和金属质感，但是abs塑料韧性、耐热性较差，易软化、变形，其次，其耐候性差，在阳光、紫外线等环境下易老化和变色，影响其外观和性能。

4、综上所述，手办的材质选择对其整体质量和表现力具有重要影响。pu全名为聚氨基甲酸酯，是由多元醇和多异氰酸酯经缩聚反应形成且力学性能优异的高分子材料，固化后其物理性质比pvc和abs更为强韧，不会轻易变形，且具有手感舒适、颜色丰富、耐用性强、抗老化、耐磨损、使用寿命长等优点；其次，pu材质制作手办，可塑性强，加工制作方面，由于pu不需要加热熔化，使用硅胶模具即可，相对于pvc使用的金属模具而言，开模费用较低，制作简单；但是相对pvc、abs等传统塑料而言，pu材质的材料价格较贵，质地较硬、脆，用它制成的手办在携带时需轻拿轻放。

5、因此，有必要对聚氨酯弹性体材料进行进一步研究，使其具有优异的力学性能、耐老化性能，更好的应用于手办制作中。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，产品力学性能优异，具有良好的耐高温、耐老化性能、反应自发白、手感舒适，且产品外观呈现乳白色，方便调色，将其应用于手办制作，产品耐高温、韧性好，不易破碎、变色，同时色彩变化多样；本发明还提供其制备方法。

2、本发明所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，由a组分和b组分按质量比100:（95-105）组成，其中，a组分为固化剂，包括以下质量份数的原料：68.8-78.8份聚醚多元醇1、20-30份聚醚多元醇2、0.9-1.5份抗氧化剂、0.3-0.5份催化剂；

3、b组分为异氰酸根封端的聚氨酯预聚体，包括以下质量份数的原料：18-47份聚醚多元醇3、53-82份二异氰酸酯。

4、所述的聚醚多元醇1由官能度为4、羟值为360-560、数均分子量为400-600的聚醚多元醇和官能度为3、羟值为28-55、数均分子量为3000-6000的聚醚多元醇混合而成，两种聚醚多元醇均为环氧丙烷（po）扩链制得；官能度为4、羟值为360-560、数均分子量为400-600的聚醚多元醇为pn-360、pn-400、pn-560中的一种或多种，优选国都化工（昆山）有限公司生产pn-560；官能度为3、羟值为28-55、数均分子量为3000-6000的聚醚多元醇为mn-3050d、p-350、p-360中的一种或多种，优选山东蓝星东大有限公司生产的p-350，聚醚多元醇1中pn-560与p-350的质量比为1:（0.4-0.5）。

5、所述的聚醚多元醇2是以乙二醇为起始剂，与环氧乙烷（eo）扩链反应制得，官能度为2，羟值为160-280，数均分子量为400-700；聚醚多元醇2为peg400、peg500、peg600、peg700中的一种或多种，优选辽宁奥克化学股份有限公司生产的peg700。

6、所述的聚醚多元醇3为官能度为2，羟值为14-28，数均分子量为4000-8000的聚醚多元醇，聚醚多元醇3为c240、c260、c280中的一种或多种。

7、所述的二异氰酸酯为ipdi、hmdi、hdi中的一种或多种。

8、所述的抗氧化剂为uv-44、uv-21、uv-02、uv-01、1039、1076中的一种或多种。

9、所述的催化剂为cucat-e01、cucat-e02、cucat-e05中的一种或多种。

10、所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：

11、（1）a组分的制备：将聚醚多元醇1、聚醚多元醇2、催化剂和抗氧化剂投入反应容器中，搅拌均匀，氮气保护，升温至95-100℃，真空脱水至水分含量<0.05wt.%，降温密封保存，即得a组分；

12、（2）b组分的制备：在反应容器中加入二异氰酸酯，氮气保护，加入聚醚多元醇3，升温至80-95℃反应3-5h，反应结束后，真空脱泡，降温，即得异氰酸根含量为25.8-26.25wt.%的b组分；

13、（3）使用时，将a组分和b组分按质量比混合均匀，浇入模具中固化成型，开模后室温硫化，即得手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体。

14、所述的步骤（3）中，a组分和b组分按质量比混合均匀时，混合温度保持25-35℃；浇入模具中固化成型时，可操作时间为3-5min，开模时间为30-60min。

15、所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的应用，将其浇注于不同形状的模具中用于制备手办，在制备时，可在其中加入不同颜料，制备出色彩丰富的手办产品，也可在脱模后，在乳白色产品基底上进行染色。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

17、（1）本发明的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，在a组分中引入扩链基团不同的聚醚多元醇，利用eo和po扩链基团活性不同，使其在与异氰酸酯基团反应时，活性存在明显差异，固化不同步使得反应制成的聚氨酯弹性体不仅具有优异的外观，整体呈现乳白色，还具有优异的力学性能和温润的手感。

18、（2）本发明的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，在b组分中，使用大分子聚醚多元醇对二异氰酸酯进行改性，使得b组分中游离的异氰酸根增多，游离的异氰酸酯活性高，改性后的二异氰酸酯活性低，固化后制品外观更容易发白，且由于聚醚多元醇的数均分子量较大，使得固化后的产品具有良好的韧性；其次，配合使用脂肪族二异氰酸酯制备聚氨酯弹性体，进一步提高了产品的耐老化、耐黄变性能，使得产品耐候性优异。

19、（3）本发明的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的制备方法，工艺流程简单，各组分流动性好，方便进行手工浇注；其次，将制备的产品浇注应用于不同的模具中制作手办，操作简单，且产品具有乳白色基底，调色方便。

技术特征：

1.一种手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，其特征在于，由a组分和b组分按质量比100:（95-105）组成，其中，a组分为固化剂，包括以下质量份数的原料：68.8-78.8份聚醚多元醇1、20-30份聚醚多元醇2、0.9-1.5份抗氧化剂、0.3-0.5份催化剂；

2.根据权利要求1所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的聚醚多元醇2为peg400、peg500、peg600、peg700中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的抗氧化剂为uv-44、uv-21、uv-02、uv-01、1039、1076中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的催化剂为cucat-e01、cucat-e02、cucat-e05中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，其特征在于，所述的聚醚多元醇3为c240、c260、c280中的一种或多种。

6.一种权利要求1-5任一项所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中升温反应，反应温度为80-95℃，反应时间为3-5h。

8.根据权利要求6所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，a组分和b组分按质量比混合均匀时，混合温度保持25-35℃。

9.根据权利要求6所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，浇入模具中固化成型时，可操作时间为3-5min，开模时间为30-60min。

10.一种权利要求1-5任一项所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体的应用，其特征在于，将其浇注于不同形状的模具中用于制备手办。

技术总结
本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体及其制备方法与应用。本发明所述的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，由A组分和B组分按质量比100:（95‑105）组成，A组分为固化剂，包括以下原料：聚醚多元醇1、聚醚多元醇2、抗氧化剂、催化剂；B组分为异氰酸根封端的聚氨酯预聚体，包括以下原料：聚醚多元醇3、二异氰酸酯。本发明的手办用耐高温自发白聚氨酯弹性体，产品力学性能优异，具有良好的耐高温、耐老化性能、反应自发白、手感舒适，且产品外观呈现乳白色，方便调色，将其应用于手办制作，产品耐高温、韧性好，不易破碎、变色，同时色彩变化多样；本发明还提供其制备方法。

技术研发人员：丁鹏,李英乾,徐冯逸如,孙志强,任明月,管永,刘广臣
受保护的技术使用者：山东一诺威聚氨酯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23