一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體及其制備方法，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯21～43份、丙烯酸酯16～39份、異氰酸酯12～26份、丙烯酸六氟丁酯12～25份、四氟化硫7～18份、六氟丙醇4～11份、碳化硅7～18份、氧化鎂6～14份、蒙脫土7～18份、滑石粉5～12份。(1)本發明專利技術所述基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體氟含量增多，與水的接觸角增大，表面張力降低；(2)本發明專利技術所述聚氨酯彈性體熱穩定性提高，具有優異的耐水耐溶劑性能；(3)所述聚氨酯彈性體保持了較好的硬度、扯斷強度、伸長率、儲能模量及表面性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于材料化學領域，涉及一種熱塑性彈性體，尤其涉及一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體及其制備方法。
技術介紹
聚氨酯彈性體具有優異的綜合性能。對于一般的材料來說，硬度和彈性往往是不能同時兼顧，經常是顧此失彼，而聚氨酯彈性體硬度范圍廣，能夠做到從10度(邵爾A型硬度)至75度(邵爾D型硬度)，而普通的橡膠硬度范圍是邵爾A型硬度60度至100度。有意義的是，聚氨酯彈性體在這么寬的溫度范圍內竟然還能保持較高的彈性，伸長率達到800％，甚至更高，而天然橡膠伸長率550％時其最高硬度為邵A型硬度70度左右。聚氧酯彈性體一般不加填料和增塑劑，它的彈性可通過配方來進行調節；聚氨酯彈性體硬度的大小取決于擴鏈劑的類型和用量，二異氰酸酯的類型和用量以及聚酯(醚)多元醇的結構和分子量。聚氨酯彈性體的另一個最重要的特性是具有高耐磨性，實驗室測得聚氨酯彈性體的耐磨性是天然橡膠的3～5倍，而在實際應用中往往能高達10倍以上，因此，聚氨酯彈性體素有“耐磨橡膠”之稱。如果在其中添加二硫化鉬、石墨或桂油，還能進一步提高其耐磨程度。此外，聚氨酯彈性體還有其它諸多特點，如：負載支撐容量大，同其它橡膠相比，應用時可節約材料；減震效果好、耐疲勞抗沖擊；耐油性能優于丁腈橡膠，耐天候老化性能優于天然橡膠和其它合成橡膠等等。總之，聚氨酯彈性體性能優異，它兼備塑料和橡膠眾多寶貴的特性，與塑料相比，不發脆、耐磨；與常規橡膠相比，耐磨、耐撕裂、高承載、強度高、硬度范圍廣。在海洋油氣開采中，可以采用聚氨酯材料制作輸油輸氣的管道，這種管道強度高、耐腐蝕、壽命長，經過纖維增強的熱塑性復合軟管，特別適用于潛水作業用的耐高壓輸氣管和軍用裝備上的耐高壓輸油管。另外，無鹵阻燃聚氨酯電纜料也在高層建筑、隧道、核電站、海底工程等特殊場合中日益廣泛使用。總之，隨著我國國民經濟的高速發展，對聚氨酯彈性體的應用范圍將越來越廣，用量越來越大，對性能的要求也必將越來越高。但是聚氨酯的疏水性能較差，現有技術中通過共混和化學反應的方法，將氟元素引入到聚氨酯中，但傳統的將含氟的丙烯酸酯和聚氨酯直接物理共混獲得含氟聚氨酯的方法現在較少使用。且該方法會影響聚氨酯的表面性能。
技術實現思路
本專利技術的目的是：為了克服現有技術的缺陷，獲得一種疏水性能好，且保證其表面性能的聚氨酯彈性體，本專利技術提供了一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體及其制備方法。技術方案：一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯21～43份、丙烯酸酯16～39份、異氰酸酯12～26份、丙烯酸六氟丁酯12～25份、四氟化硫7～18份、六氟丙醇4～11份、碳化硅7～18份、氧化鎂6～14份、蒙脫土7～18份、滑石粉5～12份。優選的，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯36份、丙烯酸酯32份、異氰酸酯21份、丙烯酸六氟丁酯20份、四氟化硫12份、六氟丙醇8份、碳化硅12份、氧化鎂11份、蒙脫土13份、滑石粉8份。一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體的制備方法，包含以下步驟：(1)基體制備：將聚氨酯和丙烯酸酯混勻，加入密煉機中，共混溫度為112～145℃，共混時間為8～23分鐘，共混結束后在95～130℃條件下放置8～14小時；加入穩定劑和增塑劑在110～140℃條件下繼續共混9～22分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將四氟化硫、六氟丙醇、碳化硅、氧化鎂、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為50～100目；置于電爐中，在115～140℃條件下加熱1～3.5小時；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，105～130℃混煉9～21分鐘，結束后在96～116℃條件下放置6～12小時；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在100～125℃條件下放置5～15小時；(5)第二次改性共混：將異氰酸酯、丙烯酸六氟丁酯和四氟化硫加入經第一次硫化后的材料中，105～135℃混煉8～22分鐘；(6)第二次硫化：向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在102～137℃條件下放置6～15小時；(7)彈性體制備：將步驟(6)的產物置于開煉機中，在115～140℃條件下將母料煉制透明，即可制得。優選的，步驟(1)基體制備：將聚氨酯和丙烯酸酯混勻，加入密煉機中，共混溫度為135℃，共混時間為18分鐘，共混結束后在122℃條件下放置11小時；加入穩定劑和增塑劑在128℃條件下繼續共混18分鐘，即得基體。優選的，步驟(2)改性劑制備：將四氟化硫、六氟丙醇、碳化硅、氧化鎂、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為70目；置于電爐中，在129℃條件下加熱2.5小時。優選的，步驟(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，122℃混煉16分鐘，結束后在105℃條件下放置9小時。優選的，步驟(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在118℃條件下放置12小時。優選的，步驟(5)第二次改性共混：將異氰酸酯、丙烯酸六氟丁酯和四氟化硫加入經第一次硫化后的材料中，126℃混煉18分鐘。優選的，步驟(6)第二次硫化：向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在128℃條件下放置13小時。優選的，步驟(7)彈性體制備：將步驟(6)的產物置于開煉機中，在134℃條件下將母料煉制透明，即可制得。有益效果：(1)本專利技術所述基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體氟含量增多，與水的接觸角增大，表面張力降低；(2)本專利技術所述聚氨酯彈性體熱穩定性提高，具有優異的耐水耐溶劑性能；(3)所述聚氨酯彈性體保持了較好的硬度、扯斷強度、伸長率、儲能模量及表面性能。具體實施方式實施例1一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯21份、丙烯酸酯16份、異氰酸酯12份、丙烯酸六氟丁酯12份、四氟化硫7份、六氟丙醇4份、碳化硅7份、氧化鎂6份、蒙脫土7份、滑石粉5份。一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體的制備方法，包含以下步驟：(1)基體制備：將聚氨酯和丙烯酸酯混勻，加入密煉機中，共混溫度為112℃，共混時間為8分鐘，共混結束后在95℃條件下放置8小時；加入穩定劑和增塑劑在110℃條件下繼續共混9分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將四氟化硫、六氟丙醇、碳化硅、氧化鎂、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為50目；置于電爐中，在115℃條件下加熱1小時；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，105℃混煉9分鐘，結束后在96℃條件下放置6小時；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在100℃條件下放置5小時；(5)第二次改性共混：將異氰酸酯、丙烯酸六氟丁酯和四氟化硫加入經第一次硫化后的材料中，105℃混煉8分鐘；(6)第二次硫化：向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在102℃條件下放置6小時；(7)彈性體制備：將步驟(6)的產物置于開煉機中，在115℃條件下將母料煉制透明，即可制得。實施例2一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯36份、丙烯酸酯32份、異氰酸酯21份、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體，其特征在于，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯21～43份、丙烯酸酯16～39份、異氰酸酯12～26份、丙烯酸六氟丁酯12～25份、四氟化硫7～18份、六氟丙醇4～11份、碳化硅7～18份、氧化鎂6～14份、蒙脫土7～18份、滑石粉5～12份。

【技術特征摘要】
1.一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體，其特征在于，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯21～43份、丙烯酸酯16～39份、異氰酸酯12～26份、丙烯酸六氟丁酯12～25份、四氟化硫7～18份、六氟丙醇4～11份、碳化硅7～18份、氧化鎂6～14份、蒙脫土7～18份、滑石粉5～12份。2.根據權利要求1所述的一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體，其特征在于，由以下組分按重量份數配比制成：聚氨酯36份、丙烯酸酯32份、異氰酸酯21份、丙烯酸六氟丁酯20份、四氟化硫12份、六氟丙醇8份、碳化硅12份、氧化鎂11份、蒙脫土13份、滑石粉8份。3.權利要求1所述的一種基于四氟化硫改性的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：(1)基體制備：將聚氨酯和丙烯酸酯混勻，加入密煉機中，共混溫度為112～145℃，共混時間為8～23分鐘，共混結束后在95～130℃條件下放置8～14小時；加入穩定劑和增塑劑在110～140℃條件下繼續共混9～22分鐘，即得基體；(2)改性劑制備：將四氟化硫、六氟丙醇、碳化硅、氧化鎂、蒙脫土和滑石粉混勻，研磨成粉，粉末粒徑為50～100目；置于電爐中，在115～140℃條件下加熱1～3.5小時；(3)第一次改性共混：將步驟(2)制得的改性劑加入步驟(1)獲得的基體中，105～130℃混煉9～21分鐘，結束后在96～116℃條件下放置6～12小時；(4)第一次硫化：向步驟(3)改性共混后的原料中加入硫化劑，攪拌均勻后在100～125℃條件下放置5～15小時；(5)第二次改性共混：將異氰酸酯、丙烯酸六氟丁酯和四氟化硫加入經第一次硫化后的材料中，105～135℃混煉8～22分鐘；(6)第二次硫化：向經步驟(5)第二次改性共混后的材料中加入硫化劑，攪拌均勻后在102～137℃條件下放置6～15小時；(7)彈性體制備：將步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王錚，
申請(專利權)人：無錫市永興金屬軟管有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32