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一种聚硅氧烷二元醇、热塑性有机硅聚氨酯弹性体、交联型聚氨酯弹性体及其用途

摘要

本发明公开一种聚硅氧烷二元醇、热塑性有机硅聚氨酯弹性体、交联型聚氨酯弹性体及其用途。所述聚硅氧烷二元醇的结构式为

著录项

  • 公开/公告号CN114805813A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-07-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 万华化学集团股份有限公司;

    申请/专利号CN202110059972.8

  • 发明设计人 周明;杨杰;黄岐善;

    申请日2021-01-18

  • 分类号C08G77/28(2006.01);C08G18/61(2006.01);C08L75/04(2006.01);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 264006 山东省烟台市经济技术开发区天山路17号

  • 入库时间 2023-06-19 16:11:11

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-03-28

    授权

    发明专利权授予

  • 2022-08-16

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08G77/28 专利申请号:2021100599728 申请日:20210118

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及多元醇领域和弹性体材料领域,具体涉及一种聚硅氧烷二元醇、热塑性有机硅聚氨酯弹性体、交联型聚氨酯弹性体及其用途。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由热力学不相容的软段和硬段组成的具有高强度、高韧性、高弹性等优异性能的综合性材料,TPU可通过多种熔融加工方法,如注射模塑和挤出等,制备成管材、薄膜、复杂模塑体等多样化的产品,可广泛应用于各行各业中。

对于工业使用中的密封件,垫片,电线和电缆等TPU制品来说,由于这些制品经常处于化学物质、溶剂、高温等环境条件下,对其耐化学品性能、尺寸稳定性、变形性、耐热性、耐氧化性和耐蠕变性等具有严苛的指标要求,常规的TPU产品很难满足。我们知道热塑性树脂材料与热固性树脂材料主要差别在于:热塑性树脂材料大多数线型聚合物,加热后能发生流动变形,冷却后又可以保持一定形状;热固性树脂材料则呈网络交联结构,固化成型后,无法再次进行塑化加工,但是由于热固性树脂存在化学交联,因此也具有耐高温、刚性大、制品尺寸稳定性好等特点,这是常规热塑性树脂材料不具备的。因此制备一种可交联的热塑性聚氨酯材料,即先将热塑性聚氨酯塑性加工成各种制品,再利用其他技术方法使制品交联,得到具有交联结构的聚氨酯制品,可以满足前文提到的严苛指标要求,为此许多学者做了相关的研究,并提出了相应的解决方案。

专利CN102803331B制备了一种可交联热塑性聚氨酯,其技术方法是在TPU骨架中引入不饱和的碳-碳双键单元,该不饱和单元可以存在于TPU的软链段中或硬链段中或同时存在于软链段和硬链段中。所述TPU可以像热塑性体一样进行模塑,并且随后可以通过电子束辐射的方式对不饱和的碳-碳双键单元进行交联反应。虽然该专利可制备得到交联TPU,但是电子束辐射的交联方式存在成本高、设备工艺复杂、操作难度大等缺点。

专利CN110452354A提出了一种可逆交联型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法,含双马来酰亚胺组份与TPU的混合物,通过功能性组分的可逆狄尔斯-阿德尔(D-A)反应作用,增加分子链间的交联作用,实现TPU本身具备热可塑性又赋予其优异的自修复能力。专利CN101466755 B制备了一种可交联热塑性聚氨酯,该专利所制备的可交联热塑性聚氨酯是在两端带具有可自由基聚合的官能化端基,并由此得到的热固性聚氨酯。但是这些专利的制备方法所需步骤多,过程繁琐复杂,实施难度大。

专利CN109517131A选用有机硅二元醇作为原料之一,制备了一种热塑性有机硅聚氨酯,但是所用的有机硅原料及其他原料中都没有可继续反应的官能团,因此该热塑性有机硅聚氨酯无法继续反应制成交联型有机硅聚氨酯弹性体。

发明内容

本发明提供一种聚硅氧烷二元醇、热塑性有机硅聚氨酯弹性体、交联型聚氨酯弹性体及其用途。采用设备及工艺简单、成本低廉、效果显著的热氧处理法,对分子链中含有-SiH和-SH基团的热塑性有机硅聚氨酯弹性体(Si-TPU)基体材料进行热氧处理,在特定的热氧条件下,Si-TPU分子链中的-SiH和-SH会发生交联反应,导致Si-TPU基体材料的分子内和分子间形成交联结构,从而制备得到一种交联型聚氨酯弹性体材料。相比于Si-TPU基体材料,所制备的交联型聚氨酯弹性体材料具有更好的综合性能,可应用于密封件、垫片、电线电缆等材料领域。

为达到以上发明目的,本发明的技术方案如下:

一种聚硅氧烷二元醇,其结构如式(I)所示:

其中,m为6~24的整数,优选10-18的整数,n

一种本发明所述的聚硅氧烷二元醇的制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将60-90重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、10-40重量份的封端剂去离子水、20-60重量份的异丙醇溶剂及0.02-0.5重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至50-80℃,反应1-3小时,羟值合格后加入磷酸中和至体系为中性,除去溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.5-1.2摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为1-3wt%,于60-90℃反应2-4小时,再加入0.1-0.3摩尔份封端剂四氢呋喃,反应1-3小时,羟值至合格后,用蒸馏水洗涤至中性,脱除水分,得到所述聚硅氧烷二元醇。

一种热塑性有机硅聚氨酯弹性体,包含以下原料制备,按总重量100份计:

1)二异氰酸酯:15~45份,优选25~38份;

2)本发明所述的聚硅氧烷二元醇:2~40份,优选5~20份;

3)反应性大分子二元醇:30~70份,优选40~60份;

4)小分子扩链剂:3~15份,优选5~12份。

本发明中,所述二异氰酸酯为脂肪族、脂环族和芳香族二异氰酸酯中的至少一种,优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种;更优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或多种。

本发明中,所述反应性大分子二元醇选用分子结构为HO-R

本发明中,所述小分子扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、二乙基戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、三甲基戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-戊二醇中的一种或多种;优选为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇中一种或多种。

一种本发明所述热塑性有机硅聚氨酯弹性体的制备方法,包括如下步骤:按照比例,将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到预聚混合液,在50~120℃温度下,将二异氰酸酯加入所得预聚混合液中,反应浇注并熟化。

一种交联型聚氨酯弹性体的制备方法,包括以下步骤:将本发明所述的热塑性有机硅聚氨酯弹性体进行热氧处理。

本发明所述热氧处理为将热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于含氧气氛中加热处理,其中含氧气氛为O

本发明中,所述保护性气体为氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮气(N

本发明中,所述交联型聚氨酯弹性体可应用于密封件、垫片、电线电缆等材料领域。

本发明的积极进步效果在于:

1.与其他交联型TPU的制备原理不同,本发明制备了一种分子链中含有-SiH和-SH基团的Si-TPU,并以此Si-TPU为基体材料,在特殊的热氧条件下,利用-SiH和-SH之间的交联反应,制备得到了一种交联型聚氨酯弹性体材料。

2.相比于现有中制备交联材料所用的能量束辐射方法,本发明采用的热氧处理法具有设备及工艺简单、成本低廉、效果显著等特点;

3.相比于Si-TPU基体材料,制备的交联型聚氨酯弹性体材料具有更好的综合性能,尤其在力学性能、耐化学品性能、耐氧化性和耐蠕变性等性能方面有明显优势,可应用于环境条件更严苛的领域。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明做进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,35份;

2)聚硅氧烷二元醇:10份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将80重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、20重量份的封端剂去离子水、40重量份的异丙醇溶剂及0.2重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至70℃,反应2小时,取样测定羟值为133mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.8摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为2%,于70℃反应3小时,再加入0.2摩尔份封端剂四氢呋喃,反应2小时,取样测定羟值为30mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚四氢呋喃二醇,数均分子量为2000g/mol;50份;

4)小分子扩链剂:乙二醇,5份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在80℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤(1)所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于150℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

对比例1

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,35份;

2)聚硅氧烷二元醇:10份,其制备方法,包括以下步骤:将4摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为2%,于70℃反应3小时,再加入1摩尔份封端剂四氢呋喃,反应2小时,取样测定羟值为30mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚四氢呋喃二醇,数均分子量为2000g/mol;50份;

4)小分子扩链剂:乙二醇,5份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在80℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤(1)所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于150℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

对比例2

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,35份;

2)聚硅氧烷二元醇:10份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将80重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、20重量份的封端剂去离子水、40重量份的异丙醇溶剂及0.2重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至70℃,反应2小时,取样测定羟值为31mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将5摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为2%,于70℃反应3小时,再加入1摩尔份封端剂四氢呋喃,反应2小时,取样测定羟值为30mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚四氢呋喃二醇,数均分子量为2000g/mol;50份;

4)小分子扩链剂:乙二醇,5份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在80℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤(1)所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于150℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

对比例3

制备热塑性聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,35份;

2)反应性大分子二元醇:聚四氢呋喃二醇,数均分子量为2000g/mol;60份;

3)小分子扩链剂:乙二醇,5份;

制备热塑性聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在80℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤(1)所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性聚氨酯弹性体放置于150℃的O

所制备的热塑性聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例2

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:六亚甲基二异氰酸酯,45份;

2)聚硅氧烷二元醇:5份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将90重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、10重量份的封端剂去离子水、20重量份的异丙醇溶剂及0.4重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至60℃,反应3小时,取样测定羟值为187mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.6摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为1%,于80℃反应2小时,再加入0.3摩尔份封端剂四氢呋喃,反应2小时,取样测定羟值为61mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚对苯二甲酸-1,6-己二醇酯二醇,数均分子量为600g/mol;47份;

4)小分子扩链剂:1,4-丁二醇,3份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在120℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤(1)所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于180℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例3

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:1,4-环己烷二异氰酸酯,25份;

2)聚硅氧烷二元醇:2份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将70重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、30重量份的封端剂去离子水、30重量份的异丙醇溶剂及0.5重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至80℃,反应1小时,取样测定羟值为311mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.5摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为2%,于80℃反应3小时,再加入0.1摩尔份封端剂四氢呋喃,反应1小时,取样测定羟值为53mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚己二酸乙二醇酯二醇,数均分子量为8000g/mol;70份;

4)小分子扩链剂:丁基乙基丙二醇,3份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在100℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤Ⅰ所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于200℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例4

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:苯二亚甲基二异氰酸酯,38份;

2)聚硅氧烷二元醇:20份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将60重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、40重量份的封端剂去离子水、50重量份的异丙醇溶剂及0.3重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至50℃,反应2小时,取样测定羟值为104mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.9摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为2%,于90℃反应2小时,再加入0.3摩尔份封端剂四氢呋喃,反应2小时,取样测定羟值为22mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚四氢呋喃二醇,数均分子量为3000g/mol;35份;

4)小分子扩链剂:1,5-戊二醇,7份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在90℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤Ⅰ所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于110℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例5

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,20份;

2)聚硅氧烷二元醇:40份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将80重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、20重量份的封端剂去离子水、60重量份的异丙醇溶剂及0.02重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至70℃,反应2小时,取样测定羟值为233mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将1.2摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为3%,于70℃反应4小时,再加入0.1摩尔份封端剂四氢呋喃,反应3小时,取样测定羟值为23mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚己二酸丁二醇酯二醇,数均分子量为4000g/mol;25份;

4)小分子扩链剂:3-甲基-1,5-戊二醇,15份;

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

(1)将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,(2)在70℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤Ⅰ所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于120℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例6

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,30份;

2)聚硅氧烷二元醇:28份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将90重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、10重量份的封端剂去离子水、40重量份的异丙醇溶剂及0.08重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至50℃,反应3小时,取样测定羟值为78mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.8摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为1%,于90℃反应3小时,再加入0.3摩尔份封端剂四氢呋喃,反应3小时,取样测定羟值为35mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚氧化丙烯二醇,数均分子量为1000g/mol;30份;

4)小分子扩链剂:1,6-己二醇,12份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

Ⅰ、将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,Ⅱ、在50℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤Ⅰ所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于190℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例7

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:六亚甲基二异氰酸酯,32份;

2)聚硅氧烷二元醇:12份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将60重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、40重量份的封端剂去离子水、20重量份的异丙醇溶剂及0.2重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至80℃,反应1小时,取样测定羟值为85mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将1.1摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为2%,于80℃反应4小时,再加入0.2摩尔份封端剂四氢呋喃,反应1小时,取样测定羟值为40mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚四氢呋喃二醇,数均分子量为2000g/mol;48份;

4)小分子扩链剂:乙二醇,8份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

Ⅰ、将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,Ⅱ、在100℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤Ⅰ所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于130℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

实施例8

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的原料,按总重量100份计,包括:

1)二异氰酸酯:二苯基甲烷二异氰酸酯,35份;

2)聚硅氧烷二元醇:15份,其制备方法,包括以下步骤:

步骤I:将70重量份的2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(CAS NO.2370-88-9)、30重量份的封端剂去离子水、30重量份的异丙醇溶剂及0.15重量份的催化剂NaOH加入到反应釜中,升温至60℃,反应2小时,取样测定羟值为117mgKOH/g后加入磷酸中和至体系为中性,并于100℃/-0.1MPa条件下抽出溶剂,得到硅羟基封端的含氢硅油;

步骤II:将0.7摩尔份3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(CAS NO.31001-77-1)与1摩尔份步骤I中制备的硅羟基封端的含氢硅油加入反应釜中,并加入盐酸,体系中盐酸浓度为3%,于70℃反应2小时,再加入0.3摩尔份封端剂四氢呋喃,反应3小时,取样测定羟值为29mgKOH/g后,用蒸馏水洗涤至中性,并于80℃/-0.1MPa条件下脱除体系的水分,得到所需聚硅氧烷二元醇;

3)反应性大分子二元醇:聚己二酸丁二醇酯二醇,数均分子量为2000g/mol;45份;

4)小分子扩链剂:1,4-丁二醇,5份。

制备热塑性有机硅聚氨酯弹性体的方法包括如下步骤:

Ⅰ、将聚硅氧烷二元醇、反应性大分子二元醇、小分子扩链剂混合均匀,得到均匀的预聚混合液,Ⅱ、在80℃温度下,将二异氰酸酯加入到步骤Ⅰ所得预聚混合液中,使其均匀混合、反应浇注并熟化。

制备交联型聚氨酯弹性体材料的方法包括如下步骤:

将所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体放置于160℃的O

所制备的热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能如表1所示。

表1热塑性有机硅聚氨酯弹性体及其制备的交联型聚氨酯弹性材料的性能

最后应当说明的是,以上实施例仅用以本发明的优选实施方式进行描述,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换作出的各种变型和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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