一种遇水快速膨胀的聚氨酯弹性体制备方法

摘要

一种遇水快速膨胀的聚氨酯弹性体制备方法是首先制备A组分中的亲水性聚氨酯预聚体和疏水性聚氨酯预聚体；其次制备B组分环氧树脂改性三乙烯四胺水性固化剂；最后将A、B组分按异氰酸酯基团与活泼氢基团摩尔比为1∶0.8～0.9计算A、B组分质量份数，再加入0～0.5份黑色色浆并混合均匀，真空脱泡后浇入120℃模具加热、加压硫化，即得遇水快速膨胀聚氨酯弹性体材料。本发明方法制备的聚氨酯遇水膨胀弹性体材料比其它聚氨酯型遇水膨胀弹性体膨胀倍率高，速度快，淡水中膨胀率可达400～600％，硬度达邵氏A40～60，拉伸强度达4.0～6.0Mpa，完全膨胀时间仅需要120～240分钟，具有良好的力学特性和遇水膨胀性，使用方便。也可将A、B组分按异氰酸酯基团与活泼氢基团摩尔比为1∶0.8～0.9计算出A、B组分质量分数并混合均匀后，直接应用于现场浇注固化密封。

主权项

一种遇水快速膨胀的聚氨酯弹性体制备方法，其方法按下列步骤进行：(1)A组分中包括①亲水性聚氨酯预聚体制备：取质量份数为83～74份的水性聚醚多元醇加入250毫升三口瓶中，搅拌均匀，加热升温至120～130℃，真空度保持在680毫米汞柱以上，脱水2.5h后，静置使其温度降到室温，然后加入质量份数为17～26份的二苯基甲烷二异氰酸酯，在80℃下反应3h，再将其真空脱泡后密封保存，即得亲水性聚氨酯预聚体组分，该组分中异氰酸酯基质量含量为4.0～7.0g/100g，摩尔浓度为0.095～0.1667mol/100g；其中，所述的亲水性聚醚多元醇官能度为4，平均分子量8000，羟值为26mgKOH/g，聚醚多元醇N220，官能度为2，平均分子量2000，羟值为56mgKOH/g；②疏水性聚氨酯预聚体制备：先将质量份数为79～70份的聚醚多元醇N220加入250毫升三口瓶，搅拌均匀，加热升温至120～130℃，真空度保持在680毫米汞柱以上，脱水2.5h后，静置使其温度降到室温，然后再加入质量份数为21～30份的二苯基甲烷二异氰酸酯，在80℃下反应3h，抽真空脱泡30分钟后密封保存，即得疏水性聚氨酯预聚体组分，该组分中异氰酸酯基质量含量为4.0～7.0g/100g，摩尔浓度为0.095～0.1667mol/100g；③取质量含量为70～90％的亲水性聚氨酯预聚体和30～10％的疏水性聚氨酯预聚体均匀混合后即得A组分；(2)B组分环氧树脂改性三乙烯四胺的制备：在干燥氮气的保护下，将质量份数为17.9份的三乙烯四胺加入装有回流冷凝管、温度计及搅拌器的250毫升四口反应瓶中，在控制反应温度50℃下，滴加质量份数为37份的十二烷基缩水甘油醚，14.6份聚乙二醇二缩水甘油醚和30.5份环氧树脂E‑20混合物于反应器中进行反应，滴加完毕后，在50℃下，进一步保温反应4小时，合成出环氧树脂改性三乙烯四胺水性固化剂，该固化剂中含有活泼仲氢基团，并具有亲水性的醚键和羟基基团，活泼氢的摩尔浓度为0.47～0.49mol/100g；其中，所述的聚乙二醇二缩水甘油醚是指采用平均分子量为380～420的聚乙二醇400、环氧氯丙烷、三氟化硼乙醚络合物为原料制备的环氧值为0.30～0.36mol/100g的制品；(3)遇水快速膨胀聚氨酯弹性体制备：将上述A、B组分按异氰酸酯基团与活泼氢基团摩尔比为1：0.8～0.9计算A、B组分质量份数，将A、B组分混合均匀，并真空脱泡后，加入0～0.5份黑色色浆，浇入120℃模具中加热、加压硫化30分钟，然后在100℃下进行后硫化10小时，即得遇水快速膨胀聚氨酯弹性体材料。