一種乙基纖維素改性聚氨酯材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于化工領域，涉及一種聚氨酯彈性體，具體來說是一種乙基纖維素改性 聚氨酯材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，利用有機或無機填料制備聚氨酯復合材料的研究越來越受到關注。如在 聚氨酯中引入Si02、Zn0等無機填料提高聚氨酯的拉伸強度，引入銀納米線、碳納米管、有機 黏土等提高聚氨酯的介電性能，然而在強度和介電性提高的同時聚氨酯的斷裂伸長率呈現 下降的趨勢。
[0003] 專利CN201310361627.5公開了一種纖維素納米纖維/增強聚氨酯復合材料的制備 方法，其特征是將纖維素納米纖維加入到透明的聚氨酯溶液中，通過紫外固化得到纖維素 納米纖維/增強聚氨酯復合材料，所得的復合材料強度高、透明性好、熱膨脹系數降低，但斷 裂伸長率低。
[0004] 專利CN201210058082.6公開了一種聚氨酯納米復合材料的制備方法，其特征是首 先將納米粒子進行表面修飾，通過一步修飾引入可與油性聚氨酯具有良好表面相容性的-C (=o)ch3官能基，得到修飾的納米粒子，然后修飾的粒子再與蓖麻油基聚氨酯及有機溶劑 復合得到了高彈性模量、高拉伸強度的聚氨酯納米復合材料，但產物有低沸點的溶劑存在， 因此不利于產品的長期儲存。
[0005] 發名內容
[0006] 針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種乙基纖維素改性聚氨酯材料 及其制備方法，所述的這種乙基纖維素改性聚氨酯材料及其制備方法解決了現有技術中的 聚氨酯材料在提高強度和介電性的同時，聚氨酯的斷裂伸長率低的技術問題。
[0007] 本發明一種乙基纖維素改性聚氨酯材料，由A組分和B組分組成，A組分由甘油聚醚 多元醇、增韌聚醚多元醇、擴鏈劑、催化劑、異氰酸酯改性的乙基纖維素組成，按照重量分數 計，在A組分中，甘油聚醚多元醇為30-50重量份、增韌聚醚多元醇為10-30重量份、擴鏈劑為 10-20重量份、催化劑為0.01-0.05重量份，異氰酸酯改性的乙基纖維素為0-10重量份，B組 分為多異氰酸酯固化劑，所述的異氰酸酯的重量份為20-60份。
[0008] 進一步的，所述的A組分與B組分的總的0H/NC0摩爾比1:1。
[0009] 進一步的，甘油聚醚多元醇的官能度是3、輕值是240mgK0H/g。
[00?0]進一步的，增韌聚醚多元醇的官能度是3,輕值是34mgK0H/g。
[0011] 進一步的，所述的擴鏈劑為3，3 二氯-4，4 二氨基二苯基甲烷。
[0012] 進一步的，所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0013] 本發明還提供了上述的一種乙基纖維素改性聚氨酯材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0014] 1)按照重量份數稱取甘油聚醚多元醇、增韌聚醚多元醇、擴鏈劑、催化劑、異氰酸 酯改性的乙基纖維素作為A組分、多異氰酸酯固化劑作為B組分；
[0015] 2)先將甘油聚醚多元醇、增韌聚醚多元醇、擴鏈劑、催化劑、異氰酸酯改性的乙基 纖維素分別加入到一個反應容器中作為A組分，然后在85~130Γ下真空干燥，將混合物自 然降溫到40~50 °C;
[0016] 3)然后將A組分與B組分按0H/NC0摩爾比1:1混合，攪拌l-2min后澆注到模具中制 備樣條。
[0017] 進一步的，異氰酸酯改性的乙基纖維素的制備方法是:將乙基纖維素攪拌溶解在 丙酮中，將溶解后的乙基纖維素溶液倒入一個反應容器中，升溫到40~50°C，然后將二苯甲 烷二異氰酸酯、催化劑加入到上述的反應容器中，乙基纖維素與二苯甲烷二異氰酸酯的質 量比為1:2.5~3.5,二苯甲烷二異氰酸酯與催化劑的質量比為8~10:0.01，攪拌直到反應 出現許多絮狀物停止反應，待到溫度降到室溫，加入異戊醇進行沉淀，用甲苯洗滌，過濾，在 真空烘箱85~130°C干燥得到改性產物。
[0018] 進一步的，所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0019]進一步的，所述的乙基纖維素與丙酮的質量比為1:8。
[0020] 進一步的，所述的多異氰酸酯為脂肪族多異氰酸酯、或者芳香族多異氰酸酯之任 一種。
[0021] 本發明用乙基纖維素改性聚氨酯彈性體，可以顯著的提高聚氨酯彈性體的機械性 能，而用二苯甲烷二異氰酸酯改性后乙基纖維素在聚氨酯體系中有分散性更好，性能更優。 改性后的聚氨酯復合材料其拉伸強度、介電性，斷裂伸長率都明顯提高。
[0022] 本發明和已有技術相比，其技術進步是顯著的。本發明利用的乙基纖維素是一種 含多羥基的纖維素醚，具有良好的熱穩定性、柔韌性、介電性和耐候性，經二苯甲烷二異氰 酸酯表面修飾后，利于乙基纖維素在聚氨酯基體中均勻分散。本發明制備的乙基纖維素改 性聚氨酯材料在拉伸強度、介電性能提高的同時，斷裂伸長率也有了顯著的提高。
[0023] 下面用實施例給出對本發明更詳細的說明，有助于理解本發明，但并不限制本發 明。
【具體實施方式】
[0024]本發明所用的各種原料均為市售的常用原料。
[0025]甘油聚醚多元醇即307為工業級的，生產廠家為句容寧武新材料發展有限公司，官 能度為3，羥值為240mgK0H/g。
[0026]增韌聚醚多元醇即NJ330N為工業級，生產廠家為句容寧武新材料發展有限公司 的，官能度為3，羥值為34mgK0H/g。
[0027] 二乙二醇、乙基纖維素，試劑級，阿拉丁試劑
[0028] 3，3 二氯-4，4 二氨基二苯基甲烷，濱海星光化工有限公司
[0029]聚氨酯復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率的測定按GB/T528-1998標準進行，采用 意大利CARDANO AL CAMP公司的SUN500型萬能材料試驗機進行測試。
[0030] 聚氨酯的介電性能測試是按照GB/T 1693-2007標準進行，在固定頻率為800HZ室 溫下進行測試。
[0031] 對比例
[0032] -種聚氨酯材料的制備方法，步驟如下：
[0033]甘油聚醚多元醇30g、增韌聚醚多元醇30g、3，3 ' -二氯-4，4 ' -二氨基二苯基甲烷 5g、0.Olg的催化劑二月桂酸二丁基錫、擴鏈劑二乙二醇5g分別加入到四口燒瓶中作為A組 分，然后在120°C下真空脫水2h。將混合溶液自然降溫到45°C』組分的多異氰酸酯為六亞甲 基二異氰酸酯，然后將A組分與B組分按0H/NC0摩爾比1:1，六亞甲基二異氰酸酯20g，混合攪 拌l-2min然后澆注到模具中制備樣條。
[0034] 實施例1
[0035]首先將乙基纖維素以質量比1:8溶解在丙酮中，將乙基纖維素丙酮溶液倒入裝有 冷凝管的四口燒瓶中，升溫到40°C，保持兩小時。然后將乙基纖維素與二苯甲烷二異氰酸酯 按1:2.5的質量比，將二苯甲烷二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫催化劑按照質量比8:0.01 緩慢的加入到四口燒瓶中繼續攪拌直到反應出現許多絮狀物停止反應，待到溫度降到室 溫，加入異戊醇進行沉淀，用甲苯反復洗滌，過濾六次，在真空烘箱85 °C四個小時儲藏備用。 [0036]甘油聚醚多元醇30g、增韌聚醚多元醇30g、3，3 ' -二氯-4，4 ' -二氨基二苯基甲烷 10g、0.0 lg的催化劑二月桂酸二丁基錫、二乙二醇5g、改性乙基纖維素 lg，分別加入到四口 燒瓶中作為A組分，然后在120°C下真空脫水2h。將混合溶液自然降溫到45°C』組分的多異 氰酸酯