一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料包括：聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、端羥基液體丁腈橡膠、1,4?環(huán)己烷二異氰酸酯、納米碳酸鈣、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土、淀粉、氧化鋅、三氧化鉬、環(huán)氧樹脂、二辛酸二丁基錫、1,4?二(2?羥基乙氧基)苯、4，4’?二氨基二苯砜、含硅擴鏈劑、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷、硬脂酸鈣、高沸醇木質(zhì)素、納米碳纖維、聚苯乙烯。本發(fā)明提出的耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其強度高，耐熱性能優(yōu)異，耐水性好，能滿足多種領(lǐng)域的使用要求。
【專利說明】
一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱，具有優(yōu)異的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學(xué)腐蝕等特性，其用途非常廣，可以代替橡膠、塑料、尼龍等，用于機場、酒店、建材、汽車廠、煤礦廠、水泥廠、高級公寓、別墅、園林美化、彩石藝術(shù)、公園等領(lǐng)域。但普通的聚氨酯材料其耐熱性和耐水性不是很好，在使用的過程中，易發(fā)生水解，同時容易出現(xiàn)泛黃、變硬等現(xiàn)象，大大限制了聚氨酯材料在實際中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其強度高，耐熱性能優(yōu)異，耐水性好，能滿足多種領(lǐng)域的使用要求。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇30-50份、端羥基液體硅橡膠20-35份、端羥基液體丁腈橡膠10-25份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯30-50份、納米碳酸鈣5-12份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 3-12份、淀粉20-35份、氧化鋅4-15份、三氧化鉬2-10份、環(huán)氧樹脂5-20份、二辛酸二丁基錫0.01-0.12份、1,4-二 (2-羥基乙氧基)苯1-3.5份、4，4’_二氨基二苯砜2-5份、含硅擴鏈劑2-10份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷3-8份、硬脂酸鈣1-2.5份、高沸醇木質(zhì)素2-5份、納米碳纖維3-12份、聚苯乙烯10-25份；
[0005]其中，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2-3的比例加入反應(yīng)容器中，在125-135°C下反應(yīng)2.5-3.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、端羥基液體丁腈橡膠、I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯的重量比為35-47: 26-34: 13-22: 36-48。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇40-45份、端羥基液體硅橡膠30-33份、端羥基液體丁腈橡膠16-20份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯42-45份、納米碳酸鈣9-12份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 5.5-9份、淀粉26-30份、氧化鋅7-10份、三氧化鉬5.5_7份、環(huán)氧樹脂7-13份、二辛酸二丁基錫0.06-0.1份、1,4-二(2-羥基乙氧基)苯2.1-2.6份、4，4’_二氨基二苯砜3-3.6份、含硅擴鏈劑6-7.2份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷5.5-6.3份、硬脂酸鈣1.4-2份、高沸醇木質(zhì)素3.2-4份、納米碳纖維7-10份、聚苯乙烯17-21份。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇42份、端羥基液體硅橡膠31份、端羥基液體丁腈橡膠18份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯43份、納米碳酸鈣10份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 8份、淀粉28份、氧化鋅8.5份、三氧化鉬6份、環(huán)氧樹脂11份、二辛酸二丁基錫0.08份、I，4-二( 2-羥基乙氧基)苯2.4份、4，4 ’ -二氨基二苯砜3.3份、含硅擴鏈劑6.5份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6份、硬脂酸鈣1.8份、高沸醇木質(zhì)素3.7份、納米碳纖維8.5份、聚苯乙烯20份。
[0009]優(yōu)選地，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為10-35nm，比表面積為85-135m2/g。
[0010]優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.35-0.46。
[0011 ]優(yōu)選地，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2-2.6的比例加入反應(yīng)容器中，在128-133°C下反應(yīng)2.9-3.2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0012]優(yōu)選地，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1: 2的比例加入反應(yīng)容器中，在130°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0013]本發(fā)明所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料可以按照常規(guī)的聚氨酯復(fù)合材料制備工藝制備而成。
[0014]本發(fā)明中，以聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、端羥基液體丁腈橡膠和I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯為聚氨酯單體，通過控制各單體的比例，使得到的聚氨酯具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐候性、耐寒性及耐磨性;在含硅擴鏈劑的制備過程中，選擇了六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷為原料，通過控制反應(yīng)的條件，使六氟雙酚A中的羥基與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷水解產(chǎn)生的羥基發(fā)生了反應(yīng)，得到了含氨基、氟和硅的擴鏈劑，加入體系中，與I，4-二(2-羥基乙氧基)苯、4，4 ’ -二氨基二苯砜、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷配合后，將硅、氟以及苯環(huán)結(jié)構(gòu)引入體系中，進一步提高了復(fù)合材料的耐熱性和耐水性;氧化鋅、三氧化鉬加入體系中，與納米碳酸鈣、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土、淀粉配合作為填料，加入體系中具有協(xié)同作用，顯著提高了復(fù)合材料的機械強度、耐水性和光穩(wěn)定性;聚苯乙烯加入體系中，具有捕捉體系降解產(chǎn)生的自由基的作用，從而保護了聚氨酯，延滯了聚氨酯的降解，與硬脂酸鈣、高沸醇木質(zhì)素和納米碳纖維配合，提高了復(fù)合材料的耐熱性和耐老化性。
【具體實施方式】
[0015]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]本發(fā)明提出的一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇50份、端羥基液體硅橡膠20份、端羥基液體丁腈橡膠25份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯30份、納米碳酸鈣12份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 3份、淀粉35份、氧化鋅4份、三氧化鉬10份、環(huán)氧樹脂5份、二辛酸二丁基錫0.12份、I，4_二(2-羥基乙氧基)苯I份、4，4’_二氨基二苯砜5份、含硅擴鏈劑2份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷8份、硬脂酸鈣I份、高沸醇木質(zhì)素5份、納米碳纖維3份、聚苯乙烯25份；
[0018]其中，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2的比例加入反應(yīng)容器中，在135°C下反應(yīng)2.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0019]實施例2
[0020]本發(fā)明提出的一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇30份、端羥基液體硅橡膠35份、端羥基液體丁腈橡膠10份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯50份、納米碳酸鈣5份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 12份、淀粉20份、氧化鋅15份、三氧化鉬2份、環(huán)氧樹脂20份、二辛酸二丁基錫0.0I份、1,4-二 (2-輕基乙氧基)苯3.5份、4，4’ -二氨基二苯砜2份、含硅擴鏈劑10份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷3份、硬脂酸鈣2.5份、高沸醇木質(zhì)素2份、納米碳纖維12份、聚苯乙烯10份；
[0021]其中，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:3的比例加入反應(yīng)容器中，在125°C下反應(yīng)3.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0022]實施例3
[0023]本發(fā)明提出的一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇45份、端羥基液體硅橡膠30份、端羥基液體丁腈橡膠20份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯42份、納米碳酸鈣12份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 5.5份、淀粉30份、氧化鋅7份、三氧化鉬7份、環(huán)氧樹脂7份、二辛酸二丁基錫0.1份、1,4-二(2-輕基乙氧基)苯2.1份、4，4’_二氨基二苯砜3.6份、含硅擴鏈劑6份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6.3份、硬脂酸鈣1.4份、高沸醇木質(zhì)素4份、納米碳纖維7份、聚苯乙烯21份；
[0024]其中，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為35nm，比表面積為85m2/g;
[0025]所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.35;
[0026]所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2的比例加入反應(yīng)容器中，在133°C下反應(yīng)2.9h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0027]實施例4
[0028]本發(fā)明提出的一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇40份、端羥基液體硅橡膠33份、端羥基液體丁腈橡膠16份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯45份、納米碳酸鈣9份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 9份、淀粉26份、氧化鋅10份、三氧化鉬5.5份、環(huán)氧樹脂13份、二辛酸二丁基錫0.06份、1,4-二(2-輕基乙氧基)苯2.6份、4，4’-二氨基二苯砜3份、含硅擴鏈劑7.2份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷5.5份、硬脂酸鈣2份、高沸醇木質(zhì)素3.2份、納米碳纖維10份、聚苯乙烯17份；
[0029]其中，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為10nm，比表面積為135m2/g;
[0030]所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.46;
[0031]所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2.6的比例加入反應(yīng)容器中，在128°C下反應(yīng)3.2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0032]實施例5
[0033]本發(fā)明提出的一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其原料按重量份包括:聚碳酸酯二元醇42份、端羥基液體硅橡膠31份、端羥基液體丁腈橡膠18份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯43份、納米碳酸鈣10份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 8份、淀粉28份、氧化鋅8.5份、三氧化鉬6份、環(huán)氧樹脂11份、二辛酸二丁基錫0.08份、I，4_二(2-羥基乙氧基)苯2.4份、4，4’_二氨基二苯砜3.3份、含硅擴鏈劑6.5份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6份、硬脂酸鈣1.8份、高沸醇木質(zhì)素3.7份、納米碳纖維8.5份、聚苯乙烯20份；
[0034]其中，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為20nm，比表面積為120m2/g;
[0035]所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.42;
[0036]所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2的比例加入反應(yīng)容器中，在130°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種耐熱耐水聚氨酯復(fù)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、端羥基液體硅橡膠20-35份、端羥基液體丁腈橡膠10-25份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯30-50份、納米碳酸鈣5-12份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 3-12份、淀粉20-35份、氧化鋅4-15份、三氧化鉬2-10份、環(huán)氧樹脂5-20份、二辛酸二丁基錫0.01-0.12份、1,4-二(2-羥基乙氧基)苯1-3.5份、4，4’_二氨基二苯砜2-5份、含硅擴鏈劑2-10份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷3-8份、硬脂酸鈣1-2.5份、高沸醇木質(zhì)素2-5份、納米碳纖維3-12份、聚苯乙烯10-25份； 其中，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1: 2-3的比例加入反應(yīng)容器中，在125-135°C下反應(yīng)2.5-3.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，其原料中，聚碳酸酯二元醇、端羥基液體硅橡膠、端羥基液體丁腈橡膠、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯的重量比為35-47:26-34:13-22:36-48。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)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、端羥基液體硅橡膠30-33份、端羥基液體丁腈橡膠16-20份、I，4-環(huán)己烷二異氰酸酯42-45份、納米碳酸鈣9-12份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 5.5-9份、淀粉26-30份、氧化鋅7-10份、三氧化鉬5.5-7份、環(huán)氧樹脂7-13份、二辛酸二丁基錫0.06-0.1份、I，4-二 (2-羥基乙氧基)苯2.1-2.6份、4，4 ’ -二氨基二苯砜3_3.6份、含硅擴鏈劑6-7.2份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷5.5-6.3份、硬脂酸鈣1.4_2份、高沸醇木質(zhì)素3.2-4份、納米碳纖維7-10份、聚苯乙烯17-21份。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)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、端羥基液體硅橡膠31份、端羥基液體丁腈橡膠18份、I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯43份、納米碳酸鈣10份、十六烷基三甲基溴化銨改性蒙脫土 8份、淀粉28份、氧化鋅8.5份、三氧化鉬6份、環(huán)氧樹脂11份、二辛酸二丁基錫0.08份、I，4_二(2-羥基乙氧基)苯2.4份、4，4 ’ -二氨基二苯砜3.3份、含硅擴鏈劑6.5份、多面體低聚八氨基苯基硅倍半氧烷6份、硬脂酸鈣1.8份、高沸醇木質(zhì)素3.7份、納米碳纖維8.5份、聚苯乙烯20份。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述納米碳酸鈣的平均粒徑為10_35nm，比表面積為85-135m2/g。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.35-0.46。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酚A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2_2.6的比例加入反應(yīng)容器中，在128-133°C下反應(yīng)2.9-3.2h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述耐熱耐水聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述含硅擴鏈劑按照以下工藝進行制備:將六氟雙酸A與3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按摩爾比為1:2的比例加入反應(yīng)容器中，在130°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到所述含硅擴鏈劑。
【文檔編號】C08G18/32GK105860501SQ201610249145
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】龔文祥
【申請人】滁州環(huán)球聚氨酯科技有限公司