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CN105131238B - 一种聚氨酯材料及其应用 - Google Patents

一种聚氨酯材料及其应用 Download PDF

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CN105131238B CN201510472383.7A CN201510472383A CN105131238B CN 105131238 B CN105131238 B CN 105131238B CN 201510472383 A CN201510472383 A CN 201510472383A CN 105131238 B CN105131238 B CN 105131238B
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Abstract

本发明涉及一种新型聚氨酯材料及其应用，该材料包括如下组份：A组份：多异氰酸酯；B组份：多元醇，所述多元醇分子量≤1000，官能度≥3。其中：多异氰酸酯为二聚酸二异氰酸酯DDI或端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体，所述端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体由聚醚多元醇和二聚酸二异氰酸酯DDI反应制得；其中二聚酸二异氰酸酯DDI占A组份与B组份总质量的50‑65％，且异氰酸酯基摩尔数：羟基摩尔数＝0.95～1.2：1；本发明聚氨酯材料具有优异的综合性能，该材料多种基材有良好的粘接性，对铝合金粘接拉剪强度>2MPa；聚氨酯材料玻璃化转变温度25±5℃，玻璃化转变温度tgδ≥1，tgδ≥0.2的温度范围≥80℃；此外该材料有较高的强度和韧性，拉伸强度>2MPa，扯断伸长率≥100％。

Description

一种聚氨酯材料及其应用
技术领域
本发明涉及聚氨酯型高分子材料，具体涉及一种新型DDI聚氨酯材料及其应用。
背景技术
二聚酸二异氰酸酯(DDI)是一种脂肪族异氰酸酯，由二聚酸制备，DDI具有36个碳原子。DDI对水不敏感，蒸汽压低，毒性小。DDI聚氨酯反应物适用期长，适合于浇注、粘接等用途。
CN101792402,公开了异氰酸酯烷基取代的环己烷(即DDI)及其制备方法和用途,DDI的制备使用的是酰基叠氮法。
CN101805271，公开了脂环族二异氰酸酯及其制备方法和用途，DDI的制备使用的是伯胺光气法。
CN101830832,公开了二聚脂肪酸二异氰酸酯合成方法，DDI的制备使用的是酰基叠氮法。
CN101844988，一种二聚脂肪酸二胺、制备方法及用于制备二聚脂肪酸二异氰酸酯，DDI的制备使用的是伯胺光气法。
CN101100448,2–辛基–3,4–二(7–异氰酸酯基庚基)–1–己基环己烷， DDI的制备使用的是酰基叠氮法。
CN101805270,公开了脂肪族二异氰酸酯及其制备方法和用途，DDI的制备使用的是酰基叠氮法。
US5985361，Robust propellant liner and interfacial propellant burnrate control，公开了丁羟DDI聚氨酯固体推进剂衬层配方，其组份见表1。
表1 DDI聚氨酯固体推进剂衬层
组份 重量％
丁羟+DDI 58.7
HX-752 4.9
(NH4)2HPO4 19.6
TiO2 14.6
SiO2 2
三苯基铋 0.2
US5579634，Use of controlled burn rate，reduced smoke，solid propellantfomulation，公开了一种燃烧稳定、低烟雾丁羟DDI聚氨酯推进剂配方，其组份见表2。
表2燃烧稳定、低烟雾丁羟DDI聚氨酯推进剂
组份 重量％
丁羟 6∽10
HX-878 0.05-0.15
己二酸二辛酯 1∽3
TiO2 0.3-5
高氯酸铵 60-90
十八烷基异氰酸酯 0.01-0.08
三苯基铋 0-0.02
DDI/IPDI 0.5-2.0
US5783769，Solid propellant non-crystalline polyether/energeticplasticizer binder，公开了聚醚DDI聚氨酯推进剂配方，见表3。
表3聚醚DDI聚氨酯推进剂
US4358327，Gas generant propellant，公开了聚酯DDI聚氨酯推进剂配方，见表4。
表4聚酯DDI聚氨酯推进剂
聚酯多醇 20.9
聚己内酯多醇 1.1
DDI 8
三苯基铋 0.05
硝酸铵 68
巴比妥酸钠(然速调节) 1
石墨 1
国内已有DDI制备成熟技术，但对DDI聚氨酯材料制备和应用缺乏研究,尚未用于聚氨酯浇注材料、胶粘剂、推进剂衬层制备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种新型聚氨酯材料，该聚氨酯材料具有优异的综合性能，玻璃化转变温度25±5℃，玻璃化转变温度tgδ≥1，tgδ≥0.2的温度范围≥80℃。对铝合金粘接拉剪强度>2MPa，拉伸强度>2MPa，扯断伸长率≥100％，此外该聚氨酯材料有较长的适用期，适用期长短可以调节，粘度低，适合于浇注、粘接，可低温或加热固化，特别适合做阻尼材料，固体推进剂用胶粘剂。
本发明的另外一个目的在于提供一种新型聚氨酯材料的应用。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
一种新型聚氨酯材料，包括如下组份：
A组份：多异氰酸酯；
B组份：多元醇，所述多元醇分子量≤1000，官能度≥3。
其中：多异氰酸酯为二聚酸二异氰酸酯DDI或端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体，所述端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体由聚醚多元醇和二聚酸二异氰酸酯DDI反应制得；其中二聚酸二异氰酸酯DDI占A组份与B组份总质量的50-65％，且异氰酸酯基摩尔数：羟基摩尔数＝0.95～1.2：1。
在上述新型聚氨酯材料中，B组份中还可以加入助剂，加入助剂的质量为A组分和B组分总质量的0.1～100％；所述的助剂为颜料、填料、抗氧化剂、抗紫外剂或抗菌剂中的一种或几种的混合物。
在上述新型聚氨酯材料中：
所述颜料采用氧化铁红Fe2O3、氧化铬绿Cr2O3、氧化锌或碳酸钙；
所述填料采用高岭土、氧化铝、硅微粉或滑石粉；
所述抗氧化剂采用抗氧剂四[β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧剂1’,3’,5’,-三甲基-2’,4’,6’-三(3,5-二叔丁基-4-羟基卞基)苯或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；
所述抗紫外剂采用2-(2’-羟基-3’,5'-叔丁基)苯基-5-氯代苯并三唑或2-(2’-羟基-3’,5'-二叔戊基)苯基苯并三唑；
所述抗菌剂采用8-羟基喹啉铜或五氯苯酚。
在上述新型聚氨酯材料中，多异氰酸酯为DDI或端DDI预聚体，所述端DDI预聚体由聚醚多元醇和DDI反应制得，所述DDI的分子式如下：
在上述新型聚氨酯材料中，A组份中聚醚多元醇为分子量≥400的聚环氧丙烷二醇或聚环氧丙烷三醇中的一种或组合。
在上述新型聚氨酯材料中，聚环氧丙烷二醇为：分子量400、官能度为2的聚环氧丙烷二醇，分子量1000、官能度为2的聚环氧丙烷二醇，分子量2000、官能度为2的聚环氧丙烷二醇或分子量3000、官能度为2的聚环氧丙烷二醇；所述聚环氧丙烷三醇为：分子量3000、官能度为3的聚环氧丙烷三醇或分子量5000、官能度为3的聚环氧丙烷三醇。
在上述新型聚氨酯材料中，B组份中的多元醇为聚环氧丙烷三醇或聚乙二胺环氧丙烷四醇。
在上述新型聚氨酯材料中，聚环氧丙烷三醇为：分子量300、官能度为3的聚环氧丙烷三醇或分子量1000、官能度为3的聚环氧丙烷三醇；所述聚乙二胺环氧丙烷四醇为：分子量300、官能度为3的聚乙二胺环氧丙烷四醇或分子量1000，官能度为3的聚乙二胺环氧丙烷四醇。
在上述新型聚氨酯材料中，由聚醚多元醇和二聚酸二异氰酸酯DDI反应制得端DDI预聚体的具体方法如下：
将聚醚多元醇加入到反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110-130℃并保温2-3h；然后冷却至75～850℃，向反应釜中加入DDI和催化剂的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为80-100℃，滴加完毕后在80-100℃温度下保温4～8小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
在上述新型聚氨酯材料中，催化剂为二丁基二月硅酸锡、异辛酸亚锡、乙酸汞、异辛酸钙、异辛酸锌或异辛酸铅。
在上述新型聚氨酯材料中，B组份为多元醇或多元醇中添加助剂时，具体制备方法如下：
将B组份或B组份及助剂加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110-130℃反应2-3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
在上述新型聚氨酯材料中，聚氨酯材料用作浇注工件或制备胶粘剂。
在上述新型聚氨酯材料中，当所述聚氨酯材料用作浇注工件时，具体方法如下：
将B组份预热至110-130℃，抽真空2-3h，冷却至40～50℃；将A组份预热到40～50℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为40～50℃，边搅拌边抽真空1-2min；之后将混合液浇注于工件中；最后在30～60℃进行固化，固化时间大于或等于8h。
在上述新型聚氨酯材料中，当所述聚氨酯材料用作胶粘剂时，具体方法如下：
将A组份、B组份放入容器内搅拌均匀后，直接涂敷在工件上；之后在30～60℃进行固化，固化时间大于或等于8h。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)、本发明新型聚氨酯材料，首次采用DDI或端DDI预聚体与多元醇形成的混合物，通过对配方组成及配比的优化设计，使材料具有优异的综合性能，该材料多种基材有良好的粘接性，对铝合金粘接拉剪强度>2MPa；聚氨酯材料玻璃化转变温度25±5℃，玻璃化转变温度tgδ≥1，tgδ≥0.2的温度范围≥80℃；此外该材料有较高的强度和韧性，拉伸强度>2MPa，扯断伸长率≥100％；
(2)、本发明DDI聚氨酯材料，有较长的适用期，适用期长短可以调节，粘度低，适合于浇注件的制备，也可作为胶粘剂使用，特别适合做固体推进剂用胶粘剂；
(3)、本发明聚氨酯材料中的A组份与B组份均无溶剂，制备的浇注件无气泡，有优良的性能，适合于浇注件制备和电器插头座等密封；
(4)、本发明DDI聚氨酯材料固化物透明，适用期长，不易色变，对水不明感,适合于制备浇注件和胶粘剂；浇注材料浇注过程中不易吸水，特别适合做阻尼材料；
(5)、本发明DDI聚氨酯材料制备工艺简单，易于实现，且生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述:
一种新型聚氨酯材料，包括如下组份：
A组份：多异氰酸酯；
B组份：多元醇，所述多元醇分子量≤1000，官能度≥3。
其中：多异氰酸酯为二聚酸二异氰酸酯DDI或端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体，所述端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体由聚醚多元醇和二聚酸二异氰酸酯DDI反应制得；其中二聚酸二异氰酸酯DDI占A组份与B组份总质量的50-65％，且异氰酸酯基摩尔数：羟基摩尔数＝0.95～1.2：1。
上述B组份中还可以加入助剂，加入助剂的质量为A组分和B组分总质量的0.1～100％；所述的助剂为颜料、填料、抗氧化剂、抗紫外剂或抗菌剂中的一种或几种的混合物。
其中颜料采用氧化铁红Fe2O3、氧化铬绿Cr2O3、氧化锌或碳酸钙；填料采用高岭土、氧化铝、硅微粉或滑石粉；抗氧化剂采用抗氧剂四[β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、抗氧剂1’,3’,5’,-三甲基-2’,4’,6’-三(3,5-二叔丁基-4-羟基卞基)苯(1330)或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；抗紫外剂采用2-(2’-羟基-3’,5'-叔丁基)苯基-5-氯代苯并三唑(UV327)或2-(2’-羟基-3’,5'-二叔戊基)苯基苯并三唑(UV328)；抗菌剂采用8-羟基喹啉铜或五氯苯酚。
上述多异氰酸酯为DDI或端DDI预聚体，其中端DDI预聚体由聚醚多元醇和DDI反应制得，所述DDI的分子式如下：
A组份中聚醚多元醇为分子量≥400的聚环氧丙烷二醇或聚环氧丙烷三醇中的一种或组合，其中聚环氧丙烷二醇为：聚环氧丙烷二醇(分子量400，官能度为2)，聚环氧丙烷二醇(分子量1000，官能度为2)，聚环氧丙烷二醇(分子量2000，官能度为2)，聚环氧丙烷二醇(分子量3000，官能度为2)，聚环氧丙烷三醇(分子量3000，官能度为3)，聚环氧丙烷三醇(分子量5000，官能度为3)。
上述B组份中的多元醇为聚环氧丙烷三醇或聚乙二胺环氧丙烷四醇。其中聚环氧丙烷三醇为：聚环氧丙烷三醇(分子量300、官能度为3)、聚环氧丙烷三醇(分子量1000、官能度为3)；聚乙二胺环氧丙烷四醇为：聚乙二胺环氧丙烷四醇(分子量300、官能度为3)、聚乙二胺环氧丙烷四醇(分子量1000，官能度为3)。
由聚醚多元醇和DDI反应制得端DDI预聚体的具体方法如下：
将聚醚多元醇加入到反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110-130℃并保温2-3h；然后冷却至75～85℃，向反应釜中加入DDI和催化剂的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为80-100℃，滴加完毕后在80-100℃温度下保温4～8小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。其中催化剂为二丁基二月硅酸锡、异辛酸亚锡、乙酸汞、异辛酸钙、异辛酸锌或异辛酸铅。
B组份为多元醇或多元醇中添加助剂时，具体制备方法如下：
将B组份或B组份及助剂加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110-130℃反应2-3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
本发明聚氨酯材料可以用作浇注工件或制备胶粘剂。当所述聚氨酯材料用作浇注工件时，具体方法如下：
先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至110-130℃，抽真空2-3h，冷却至40～50℃；将A组份预热到40～50℃；再将A组份、 B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为40～50℃，边搅拌边抽真空1-2min；之后将混合液浇注于工件中；最后在30～60℃进行固化，固化时间大于或等于8h。
当聚氨酯材料用作胶粘剂时，具体方法如下：
先对待涂敷和粘接的工件表面进行洁净处理；使用时B组分不用作无水处理，A组分用量比用作浇注材料时要高，是其A组分用量的1.1-1.3倍。将A组份、B组份放入容器内搅拌均匀后，直接涂敷在工件上；之后在30～60℃进行固化，固化时间大于或等于8h。
如下表所示为本发明制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 25±5
玻璃化转变温度tgδ ≥1
tgδ≥0.2的温度范围(℃) ≥80
拉伸强度20℃(MPa) >2
拉断伸长率(％) >100
拉剪强度(铝-铝，MPa) >2
实施例1
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
聚环氧丙烷二醇(分子量为1000，官能度为2)20质量份，
DDI 63质量份，
二丁基二月硅酸锡0.10-0.15质量份。三组分反应生成预聚体。
B组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)17质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷二醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110℃并保温2h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和二丁基二月硅酸锡的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为80℃，滴加完毕后逐步升温至100℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将聚环氧丙烷二醇(分子量为300，官能度为3)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110℃反应2小时，然后冷却出料，即得到B组份。
上述DDI聚氨酯材料用作浇注工件时：其先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至110℃，抽真空2h，冷至45℃；A组份预热到45℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为45℃，边搅拌边抽真空1min；立即浇注工件；最后在45℃固化8h。
如下表5所示为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表5.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 21
玻璃化转变温度tgδ 1.1
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -19∽62
拉伸强度20℃(MPa) 2.3
拉断伸长率(％) 120
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.4
实施例2
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
聚环氧丙烷二醇(分子量为1000，官能度为2)23质量份，
DDI 64质量份，
异辛酸亚锡0.1-0.15质量份。三组分反应生成预聚体。
B组份：
聚乙二胺四环氧丙烷四醇(分子量为400，官能度为4)13质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷二醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃并保温3h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和异辛酸亚锡的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为100℃，滴加完毕后逐步升温至100℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将聚乙二胺四环氧丙烷四醇(分子量为400，官能度为3)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃反应3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
上述DDI聚氨酯材料用作浇注工件时：其先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至130℃，抽真空3h，冷至50℃；A组份预热到50℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为50℃，边搅拌边抽真空2min；立即浇注工件；最后在50℃固化10h。
如下表6所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表6.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 23
玻璃化转变温度tgδ 1.2
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -20∽65
拉伸强度20℃(MPa) 2.8
拉断伸长率(％) 110
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.4
实施例3
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
DDI 50.5质量份。
B组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为1000，官能度为3)49.5质量份。
异辛酸铅0.10-0.15质量份。二组分混合均匀。
如上所述的B组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷三醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至120℃并保温2h，出料。A组份直接使用。
上述DDI聚氨酯材料用作浇注工件时：其先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至120℃，抽真空2h，冷至45℃；A组份预热到45℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为45℃，边搅拌边抽真空1min；立即浇注工件；最后在45℃固化11h。
如下表7所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表7.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 25
玻璃化转变温度tgδ 1.1
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -22∽65
拉伸强度20℃(MPa) 2.9
拉断伸长率(％) 170
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.6
实施例4
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
聚环氧丙烷二醇(分子量为2000，官能度为2)22质量份，
DDI 64质量份，
乙酸汞0.10-0.15质量份。三组分反应生成预聚体。
B组份：
聚乙二胺四环氧丙烷四醇(分子量为400，官能度为4)14质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷二醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至120℃并保温3h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和乙酸汞的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为120℃，滴加完毕后逐步升温至90℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将乙二胺四环氧丙烷四醇(分子量为400，官能度为3)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至120℃并保温3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
当耐DDI聚氨酯材料用作胶粘剂使用时，先对待涂敷和粘接的工件表面进行洁净处理；使用时B组分不用作无水处理，将A组份、B组份按规定的质量份放入容器内，搅拌均匀，涂敷在工件上；最后55℃固化9h。
如下表8所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表8.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 21
玻璃化转变温度tgδ 1.2
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -19∽64
拉伸强度20℃(MPa) 2.7
拉断伸长率(％) 160
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.3
实施例5
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
DDI 50质量份，
聚环氧丙烷三醇(分子量为3000，官能度为3)37质量份，
异辛酸钙0.10-0.15质量份。三组分反应生成预聚体。
B组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)13质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷三醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃并保温2h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和异辛酸钙的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为100℃滴加完毕后逐步升温至100℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃反应3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
上述DDI聚氨酯材料用作浇注工件时：其先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至130℃，抽真空2-3h，冷至40℃；A组份预热到40℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为40℃，边搅拌边抽真空2min；立即浇注工件；最后在40℃固化8h。
如下表8所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表8.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 25
玻璃化转变温度tgδ 1.3
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -18∽62
拉伸强度20℃(MPa) 2.8
拉断伸长率(％) 170
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.5
实施例6
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
聚环氧丙烷二醇(分子量为400，官能度为2)23质量份，
DDI 64质量份，
异辛酸锌0.10-0.15质量份
B组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)13质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷二醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110℃并保温2h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和异辛酸锌的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为80℃滴加完毕后逐步升温至100℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110℃反应2小时，然后冷却出料，即得到B组份。
上述DDI聚氨酯材料用作浇注工件时：其先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至110℃，抽真空2h，冷至45℃；A组份预热到45℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为45℃，边搅拌边抽真空1min；立即浇注工件；最后在45℃固化12h。
如下表9所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表9.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 20
玻璃化转变温度tgδ 1.0
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -23∽65
拉伸强度20℃(MPa) 2.4
拉断伸长率(％) 210
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.1
实施例7
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为5000，官能度为3)29质量份，
DDI 54质量份，
二丁基二月桂酸锡0.10-0.15质量份。三组分反应生成预聚体。
B组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)17质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷三醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃并保温3h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和二丁基二月桂酸锡的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为80℃滴加完毕后逐步升温至100℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将聚环氧丙烷三醇(分子量为300，官能度为3)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至120℃反应2小时，然后冷却出料，即得到B组份。
上述DDI聚氨酯材料用作浇注工件时：其先对待浇注工件表面进行洁净处理；然后将B组份预热至110℃，抽真空2h，冷至50℃；A组份预热到50℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为50℃，边搅拌边抽真空1min；立即浇注工件；最后在50℃固化10h。
如下表10所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表10.DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 27
玻璃化转变温度tgδ 1.2
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -16∽77
拉伸强度20℃(MPa) 2.6
拉断伸长率(％) 130
拉剪强度(铝-铝，MPa) 2.9
实施例8
本发明所述的DDI聚氨酯材料包括如下组份：
A组份：
聚环氧丙烷三醇(分子量为3000，官能度为3)20质量份，
聚环氧丙烷二醇(分子量为400，官能度为2)6质量份，
DDI 61质量份，
异辛酸锡0.10-0.15质量份。四组分反应生成预聚体。
B组份：
聚乙二胺环氧丙烷四醇(分子量为300，官能度为4)13质量份。
如上所述的A组份端异氰酸酯预聚体是由如下方法获得：将聚环氧丙烷二醇、聚环氧丙烷三醇加入反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃并保温2h；然后冷却至80℃，向反应釜中加入DDI和二丁基二月桂酸锡的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为100℃滴加完毕后逐步升温至100℃并保温4小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
如上所述的B组份由如下方法获得：将乙二胺环氧丙烷四醇(分子量为300，官能度为4)加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至130℃反应3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
当耐DDI聚氨酯材料用作胶粘剂使用时，先对待涂敷和粘接的工件表面进行洁净处理；使用时B组分不用作无水处理，将A组份、B组份按规定的重量比份放入容器内，搅拌均匀，涂敷在工件上；最后40℃固化12h。
如下表11所述为本实施例制备得到的DDI聚氨酯材料的性能
表11 DDI聚氨酯材料的性能
性能名称 指标
玻璃化转变温度(℃) 29
玻璃化转变温度tgδ 1.3
tgδ≥0.2的温度范围(℃) -10∽74
拉伸强度20℃(MPa) 2.8
拉断伸长率(％) 120
拉剪强度(铝-铝，MPa) 3.1
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种聚氨酯材料，其特征在于：包括如下组份：
A组份：多异氰酸酯；
B组份：多元醇，所述多元醇分子量≤1000，官能度≥3；
其中：多异氰酸酯为端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体，所述端二聚酸二异氰酸酯DDI预聚体由聚醚多元醇和二聚酸二异氰酸酯DDI反应制得；其中二聚酸二异氰酸酯DDI占A组份与B组份总质量的50-65％，且异氰酸酯基摩尔数：羟基摩尔数＝0.95～1.2：1；
所述A组份原料聚醚多元醇为分子量≥400的聚环氧丙烷二醇或聚环氧丙烷三醇中的一种或组合；其中聚环氧丙烷二醇为：分子量400、官能度为2的聚环氧丙烷二醇，分子量1000、官能度为2的聚环氧丙烷二醇，分子量2000、官能度为2的聚环氧丙烷二醇或分子量3000、官能度为2的聚环氧丙烷二醇；所述聚环氧丙烷三醇为：分子量3000、官能度为3的聚环氧丙烷三醇或分子量5000、官能度为3的聚环氧丙烷三醇；
所述B组份中的多元醇为聚环氧丙烷三醇或聚乙二胺环氧丙烷四醇，其中聚环氧丙烷三醇为：分子量300、官能度为3的聚环氧丙烷三醇或分子量1000、官能度为3的聚环氧丙烷三醇；所述聚乙二胺环氧丙烷四醇为：分子量300、官能度为4的聚乙二胺环氧丙烷四醇；
其中由聚醚多元醇和二聚酸二异氰酸酯DDI反应制得端DDI预聚体的具体方法如下：
将聚醚多元醇加入到反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110-130℃并保温2-3h；然后冷却至75～85℃，向反应釜中加入DDI和催化剂的混合液，边搅拌边保温，控制反应温度为80-100℃，滴加完毕后在80-100℃温度下保温4～8小时，冷却出料，即得到端异氰酸酯预聚体。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：所述B组份中还加入助剂，加入助剂的质量为A组分和B组分总质量的0.1～100％；所述的助剂为颜料、填料、抗氧化剂、抗紫外剂或抗菌剂中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：
所述颜料采用氧化铁红Fe2O3、氧化铬绿Cr2O3、氧化锌或碳酸钙；
所述填料采用高岭土、氧化铝、硅微粉或滑石粉；
所述抗氧化剂采用抗氧剂四[β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧剂1’,3’,5’,-三甲基-2’,4’,6’-三(3,5-二叔丁基-4-羟基卞基)苯或1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；
所述抗紫外剂采用2-(2’-羟基-3’,5'-叔丁基)苯基-5-氯代苯并三唑或2-(2’-羟基-3’,5'-二叔戊基)苯基苯并三唑；
所述抗菌剂采用8-羟基喹啉铜或五氯苯酚。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：所述多异氰酸酯为端DDI预聚体，所述端DDI预聚体由聚醚多元醇和DDI反应制得，所述DDI的分子式如下：
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、异辛酸亚锡、乙酸汞、异辛酸钙、异辛酸锌或异辛酸铅。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：所述的B组份的具体制备方法如下：
将多元醇或多元醇及助剂加入至反应釜中，边搅拌抽真空边加热至110-130℃反应2-3小时，然后冷却出料，即得到B组份。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：所述聚氨酯材料用作浇注工件或制备胶粘剂。
8.根据权利要求7所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：当所述聚氨酯材料用作浇注工件时，具体方法如下：
将B组份预热至110-130℃，抽真空2-3h，冷却至40～50℃；将A组份预热到40～50℃；再将A组份、B组份放入一可抽真空的密闭容器内，混合后的平均温度为40～50℃，边搅拌边抽真空1-2min；之后将混合液浇注于工件中；最后在30～60℃进行固化，固化时间大于或等于8h。
9.根据权利要求7所述的一种聚氨酯材料，其特征在于：当所述聚氨酯材料用作胶粘剂时，具体方法如下：
将A组份、B组份放入容器内搅拌均匀后，直接涂敷在工件上；之后在30～60℃进行固化，固化时间大于或等于8h。
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