一种耐热耐水聚氨酯复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料包括：聚碳酸酯二元醇、端羟基液体硅橡胶、端羟基液体丁腈橡胶、1,4?环己烷二异氰酸酯、纳米碳酸钙、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土、淀粉、氧化锌、三氧化钼、环氧树脂、二辛酸二丁基锡、1,4?二(2?羟基乙氧基)苯、4，4’?二氨基二苯砜、含硅扩链剂、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷、硬脂酸钙、高沸醇木质素、纳米碳纤维、聚苯乙烯。本发明提出的耐热耐水聚氨酯复合材料，其强度高，耐热性能优异，耐水性好，能满足多种领域的使用要求。
【专利说明】
一种耐热耐水聚氨酯复合材料
技术领域
[0001]本发明涉及聚氨酯技术领域，尤其涉及一种耐热耐水聚氨酯复合材料。
【背景技术】
[0002]聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性，其用途非常广，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，用于机场、酒店、建材、汽车厂、煤矿厂、水泥厂、高级公寓、别墅、园林美化、彩石艺术、公园等领域。但普通的聚氨酯材料其耐热性和耐水性不是很好，在使用的过程中，易发生水解，同时容易出现泛黄、变硬等现象，大大限制了聚氨酯材料在实际中的应用。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其强度高，耐热性能优异，耐水性好，能满足多种领域的使用要求。
[0004]本发明提出的一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇30-50份、端羟基液体硅橡胶20-35份、端羟基液体丁腈橡胶10-25份、I，4_环己烷二异氰酸酯30-50份、纳米碳酸钙5-12份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 3-12份、淀粉20-35份、氧化锌4-15份、三氧化钼2-10份、环氧树脂5-20份、二辛酸二丁基锡0.01-0.12份、1,4-二 (2-羟基乙氧基)苯1-3.5份、4，4’_二氨基二苯砜2-5份、含硅扩链剂2-10份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷3-8份、硬脂酸钙1-2.5份、高沸醇木质素2-5份、纳米碳纤维3-12份、聚苯乙烯10-25份；
[0005]其中，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2-3的比例加入反应容器中，在125-135°C下反应2.5-3.5h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0006]优选地，其原料中，聚碳酸酯二元醇、端羟基液体硅橡胶、端羟基液体丁腈橡胶、I，4-环己烷二异氰酸酯的重量比为35-47: 26-34: 13-22: 36-48。
[0007]优选地，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇40-45份、端羟基液体硅橡胶30-33份、端羟基液体丁腈橡胶16-20份、I，4_环己烷二异氰酸酯42-45份、纳米碳酸钙9-12份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 5.5-9份、淀粉26-30份、氧化锌7-10份、三氧化钼5.5_7份、环氧树脂7-13份、二辛酸二丁基锡0.06-0.1份、1,4-二(2-羟基乙氧基)苯2.1-2.6份、4，4’_二氨基二苯砜3-3.6份、含硅扩链剂6-7.2份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷5.5-6.3份、硬脂酸钙1.4-2份、高沸醇木质素3.2-4份、纳米碳纤维7-10份、聚苯乙烯17-21份。
[0008]优选地，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇42份、端羟基液体硅橡胶31份、端羟基液体丁腈橡胶18份、I，4_环己烷二异氰酸酯43份、纳米碳酸钙10份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 8份、淀粉28份、氧化锌8.5份、三氧化钼6份、环氧树脂11份、二辛酸二丁基锡0.08份、I，4-二( 2-羟基乙氧基)苯2.4份、4，4 ’ -二氨基二苯砜3.3份、含硅扩链剂6.5份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6份、硬脂酸钙1.8份、高沸醇木质素3.7份、纳米碳纤维8.5份、聚苯乙烯20份。
[0009]优选地，所述纳米碳酸钙的平均粒径为10-35nm，比表面积为85-135m2/g。
[0010]优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.35-0.46。
[0011 ]优选地，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2-2.6的比例加入反应容器中，在128-133°C下反应2.9-3.2h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0012]优选地，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1: 2的比例加入反应容器中，在130°C下反应3h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0013]本发明所述耐热耐水聚氨酯复合材料可以按照常规的聚氨酯复合材料制备工艺制备而成。
[0014]本发明中，以聚碳酸酯二元醇、端羟基液体硅橡胶、端羟基液体丁腈橡胶和I，4_环己烷二异氰酸酯为聚氨酯单体，通过控制各单体的比例，使得到的聚氨酯具有优良的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性、耐候性、耐寒性及耐磨性;在含硅扩链剂的制备过程中，选择了六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为原料，通过控制反应的条件，使六氟双酚A中的羟基与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷水解产生的羟基发生了反应，得到了含氨基、氟和硅的扩链剂，加入体系中，与I，4-二(2-羟基乙氧基)苯、4，4 ’ -二氨基二苯砜、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷配合后，将硅、氟以及苯环结构引入体系中，进一步提高了复合材料的耐热性和耐水性;氧化锌、三氧化钼加入体系中，与纳米碳酸钙、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土、淀粉配合作为填料，加入体系中具有协同作用，显著提高了复合材料的机械强度、耐水性和光稳定性;聚苯乙烯加入体系中，具有捕捉体系降解产生的自由基的作用，从而保护了聚氨酯，延滞了聚氨酯的降解，与硬脂酸钙、高沸醇木质素和纳米碳纤维配合，提高了复合材料的耐热性和耐老化性。
【具体实施方式】
[0015]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]实施例1
[0017]本发明提出的一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇50份、端羟基液体硅橡胶20份、端羟基液体丁腈橡胶25份、I，4_环己烷二异氰酸酯30份、纳米碳酸钙12份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 3份、淀粉35份、氧化锌4份、三氧化钼10份、环氧树脂5份、二辛酸二丁基锡0.12份、I，4_二(2-羟基乙氧基)苯I份、4，4’_二氨基二苯砜5份、含硅扩链剂2份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷8份、硬脂酸钙I份、高沸醇木质素5份、纳米碳纤维3份、聚苯乙烯25份；
[0018]其中，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2的比例加入反应容器中，在135°C下反应2.5h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0019]实施例2
[0020]本发明提出的一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇30份、端羟基液体硅橡胶35份、端羟基液体丁腈橡胶10份、I，4_环己烷二异氰酸酯50份、纳米碳酸钙5份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 12份、淀粉20份、氧化锌15份、三氧化钼2份、环氧树脂20份、二辛酸二丁基锡0.0I份、1,4-二 (2-轻基乙氧基)苯3.5份、4，4’ -二氨基二苯砜2份、含硅扩链剂10份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷3份、硬脂酸钙2.5份、高沸醇木质素2份、纳米碳纤维12份、聚苯乙烯10份；
[0021]其中，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:3的比例加入反应容器中，在125°C下反应3.5h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0022]实施例3
[0023]本发明提出的一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇45份、端羟基液体硅橡胶30份、端羟基液体丁腈橡胶20份、I，4_环己烷二异氰酸酯42份、纳米碳酸钙12份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 5.5份、淀粉30份、氧化锌7份、三氧化钼7份、环氧树脂7份、二辛酸二丁基锡0.1份、1,4-二(2-轻基乙氧基)苯2.1份、4，4’_二氨基二苯砜3.6份、含硅扩链剂6份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6.3份、硬脂酸钙1.4份、高沸醇木质素4份、纳米碳纤维7份、聚苯乙烯21份；
[0024]其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为35nm，比表面积为85m2/g;
[0025]所述环氧树脂的环氧值为0.35;
[0026]所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2的比例加入反应容器中，在133°C下反应2.9h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0027]实施例4
[0028]本发明提出的一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇40份、端羟基液体硅橡胶33份、端羟基液体丁腈橡胶16份、I，4_环己烷二异氰酸酯45份、纳米碳酸钙9份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 9份、淀粉26份、氧化锌10份、三氧化钼5.5份、环氧树脂13份、二辛酸二丁基锡0.06份、1,4-二(2-轻基乙氧基)苯2.6份、4，4’-二氨基二苯砜3份、含硅扩链剂7.2份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷5.5份、硬脂酸钙2份、高沸醇木质素3.2份、纳米碳纤维10份、聚苯乙烯17份；
[0029]其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为10nm，比表面积为135m2/g;
[0030]所述环氧树脂的环氧值为0.46;
[0031]所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2.6的比例加入反应容器中，在128°C下反应3.2h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0032]实施例5
[0033]本发明提出的一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇42份、端羟基液体硅橡胶31份、端羟基液体丁腈橡胶18份、I，4_环己烷二异氰酸酯43份、纳米碳酸钙10份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 8份、淀粉28份、氧化锌8.5份、三氧化钼6份、环氧树脂11份、二辛酸二丁基锡0.08份、I，4_二(2-羟基乙氧基)苯2.4份、4，4’_二氨基二苯砜3.3份、含硅扩链剂6.5份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6份、硬脂酸钙1.8份、高沸醇木质素3.7份、纳米碳纤维8.5份、聚苯乙烯20份；
[0034]其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20nm，比表面积为120m2/g;
[0035]所述环氧树脂的环氧值为0.42;
[0036]所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2的比例加入反应容器中，在130°C下反应3h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
[0037]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇30-50份、端羟基液体硅橡胶20-35份、端羟基液体丁腈橡胶10-25份、I，4_环己烷二异氰酸酯30-50份、纳米碳酸钙5-12份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 3-12份、淀粉20-35份、氧化锌4-15份、三氧化钼2-10份、环氧树脂5-20份、二辛酸二丁基锡0.01-0.12份、1,4-二(2-羟基乙氧基)苯1-3.5份、4，4’_二氨基二苯砜2-5份、含硅扩链剂2-10份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷3-8份、硬脂酸钙1-2.5份、高沸醇木质素2-5份、纳米碳纤维3-12份、聚苯乙烯10-25份； 其中，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1: 2-3的比例加入反应容器中，在125-135°C下反应2.5-3.5h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。2.根据权利要求1所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料中，聚碳酸酯二元醇、端羟基液体硅橡胶、端羟基液体丁腈橡胶、I，4_环己烷二异氰酸酯的重量比为35-47:26-34:13-22:36-48。3.根据权利要求1或2所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇40-45份、端羟基液体硅橡胶30-33份、端羟基液体丁腈橡胶16-20份、I，4-环己烷二异氰酸酯42-45份、纳米碳酸钙9-12份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 5.5-9份、淀粉26-30份、氧化锌7-10份、三氧化钼5.5-7份、环氧树脂7-13份、二辛酸二丁基锡0.06-0.1份、I，4-二 (2-羟基乙氧基)苯2.1-2.6份、4，4 ’ -二氨基二苯砜3_3.6份、含硅扩链剂6-7.2份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷5.5-6.3份、硬脂酸钙1.4_2份、高沸醇木质素3.2-4份、纳米碳纤维7-10份、聚苯乙烯17-21份。4.根据权利要求1-3中任一项所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇42份、端羟基液体硅橡胶31份、端羟基液体丁腈橡胶18份、I，4_环己烷二异氰酸酯43份、纳米碳酸钙10份、十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土 8份、淀粉28份、氧化锌8.5份、三氧化钼6份、环氧树脂11份、二辛酸二丁基锡0.08份、I，4_二(2-羟基乙氧基)苯2.4份、4，4 ’ -二氨基二苯砜3.3份、含硅扩链剂6.5份、多面体低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6份、硬脂酸钙1.8份、高沸醇木质素3.7份、纳米碳纤维8.5份、聚苯乙烯20份。5.根据权利要求1-4中任一项所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，所述纳米碳酸钙的平均粒径为10_35nm，比表面积为85-135m2/g。6.根据权利要求1-5中任一项所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧值为0.35-0.46。7.根据权利要求1-6中任一项所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酚A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2_2.6的比例加入反应容器中，在128-133°C下反应2.9-3.2h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。8.根据权利要求1-7中任一项所述耐热耐水聚氨酯复合材料，其特征在于，所述含硅扩链剂按照以下工艺进行制备:将六氟双酸A与3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩尔比为1:2的比例加入反应容器中，在130°C下反应3h，反应结束后经减压蒸馏、冷却得到所述含硅扩链剂。
【文档编号】C08G18/32GK105860501SQ201610249145
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】龚文祥
【申请人】滁州环球聚氨酯科技有限公司