黃鐘亮

（大連固瑞聚氨酯股份有限公司 遼寧大連 116000）

1 概述

聚氨酯特種隔熱澆注料采用耐磨聚醚多元醇和聚酯多元醇提高了彈性體的耐磨強(qiáng)度，工業(yè)上通常根據(jù)使用的多羥基化合物的不同，將聚氨酯澆注料分為聚醚型和聚酯型兩大類(lèi)。聚酯型的CPU機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性均優(yōu)于聚醚型。這主要是因?yàn)榫埘ザ嘣挤肿又写罅繕O性羰基的存在，尤其是芳環(huán)的引入增大了分子間的作用力，減少了分子鏈的柔性，提高了耐熱性。用耐磨型聚醚多元醇制備的聚氨酯彈性體具有較高模量和強(qiáng)度，能夠提供聚氨酯產(chǎn)品優(yōu)異耐磨性。故本文主要研究耐磨型聚氨酯澆注料。

2 耐磨特種聚氨酯隔熱澆注料性能分析

2.1 實(shí)驗(yàn)部分

通過(guò)采用聚醚多元醇（PTMG1000）、聚酯多元醇、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI-100）、甲苯二異氰酸酯（TDI-100）、固體 MOCA、有機(jī)鉍類(lèi)催化劑、胺類(lèi)催化劑等基本原材料開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，A組分制備：聚醚多元醇（PTMG1000）將MDI-100、TDI-100熔化加入后冷卻至20℃（以不析出結(jié)晶為準(zhǔn)）。將聚醚多元醇（PTMG1000）、聚酯多元醇分4～5次緩慢加入，保持?jǐn)嚢?，同時(shí)用冷水浴降溫，要求加料過(guò)程中，溫度不能超過(guò)80℃。放熱過(guò)程結(jié)束后，保溫85±5℃，并保持?jǐn)嚢?，約1h后，取樣分析NCO含量，合格后，停止加熱和攪拌，自然熟化24h。緩慢加熱85℃，脫泡，至液體澄清透明，分裝備用。B組分制備：將固體MOCA加熱熔化，倒入水含量合格的乙酸乙酯中，備用。把準(zhǔn)備好一定量A組份（75℃～80℃）貼壁緩慢倒入料杯，需保證沒(méi)有氣泡，如有氣泡應(yīng)排出；保持低速攪拌，緩慢按比例倒入乙組分（75℃～80℃），保持?jǐn)嚢?min左右，緩慢倒入模具中，如有氣泡，應(yīng)用電吹風(fēng)小心的吹掉，個(gè)別的泡也可用細(xì)鐵絲挑破。室溫固化成型、硫化完全，室溫放置7d后，測(cè)試產(chǎn)品性能。

2.2 結(jié)果與討論

2.2.1 多元醇種類(lèi)的選擇

用于聚氨酯彈性體合成的多元醇主要有聚酯多元醇和聚醚多元醇，而聚酯多元醇分子中大量極性羰基的存在，尤其是芳環(huán)的引入增大了分子間的作用力，減少了分子鏈的柔性，提高了耐熱性。但由于聚酯多元醇含有酯基而易于水解，且聚酯多元醇易產(chǎn)生結(jié)晶、粘度較大，操作性能差，因此添加量要適當(dāng)。而選擇聚醚多元醇時(shí)，選擇耐水解性能優(yōu)良、粘度相對(duì)較小的聚醚多元醇用于制備隔熱澆注料。為滿(mǎn)足其使用要求，本實(shí)驗(yàn)A料中采用PTMG1000用作聚氨酯中的軟段，PTMG型聚氨酯彈性體具有較高模量和強(qiáng)度，能夠提供聚氨酯產(chǎn)品優(yōu)異耐水解、耐磨、低溫柔性等性能。

2.2.2 異氰酸酯的選擇

異氰酸酯品種常用的有兩種，即甲苯二異氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）。TDI-100結(jié)構(gòu)規(guī)整，可用于合成特殊的預(yù)聚體，主要用于聚氨酯彈性體，TDI的蒸氣壓較高，易揮發(fā)，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)人體有危害，添加時(shí)要注意做好防護(hù)。MDI的蒸氣壓低，不易揮發(fā)，存在于半預(yù)聚物中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成大的危害；其次MDI的兩個(gè)NCO基團(tuán)相距較遠(yuǎn)，且周?chē)鸁o(wú)取代基，因此這兩個(gè)NCO的活性都較大，比TDI的活性要高。本產(chǎn)品采用的MDI和TDI均推薦使用進(jìn)口原料。

2.2.3 催化劑的選擇

不用催化劑時(shí)制品凝膠時(shí)間偏長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)也慢，脫模時(shí)間較長(zhǎng)。這是因?yàn)樵跊](méi)加催化劑的情況下，OH基與NCO基的反應(yīng)速度較慢，即使采用高活性聚醚也很難解決這個(gè)問(wèn)題。加入催化劑后反應(yīng)速度明顯加快，開(kāi)模強(qiáng)度與原來(lái)相比有了很大的提高。通過(guò)大量的試驗(yàn)證明，選用有機(jī)鉍類(lèi)催化劑和胺類(lèi)催化劑配合使用效果最佳，這是由于有機(jī)鉍類(lèi)催化劑偏重于前期催化，胺類(lèi)催化劑偏重于后期催化，將兩者按一定比例配合使用，可以較好地調(diào)控前期凝膠時(shí)間和后期開(kāi)模時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中既有較好的流動(dòng)性，又有較高的生產(chǎn)效率，更加適合流水線生產(chǎn)工藝要求。

3 案例分析：軍工用耐磨特種聚氨酯隔熱澆注料分析

3.1 目標(biāo)

耐磨特種聚氨酯隔熱澆注料材料研究成功后，拓寬了聚氨酯隔熱澆注料在耐磨領(lǐng)域應(yīng)用，可應(yīng)用于軍工現(xiàn)代化，并且在民用方面也有廣闊的應(yīng)用前景。

本產(chǎn)品為可澆注的聚氨酯彈性體，采用特種聚氨酯材料，提高了彈性體的耐磨強(qiáng)度，可以此來(lái)抵抗軍用飛機(jī)在飛行過(guò)程中遇到的風(fēng)沙大等問(wèn)題。

3.2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目是由兩種組份A、B組成，其中A組份主要成分是多種異氰酸酯和多元醇制備的預(yù)聚體，B組份是擴(kuò)鏈劑、催化劑、觸變劑等組成。兩種組份在75℃～80℃條件下，按比例混合攪拌，脫出氣泡快速澆注到需要澆注的產(chǎn)品上，硫化完全，保證室溫放置7d以上。

性能指標(biāo)如表1所示。

表1 性能指標(biāo)

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前條件下，耐磨特種聚氨酯隔熱澆注料具有極為突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有關(guān)人員應(yīng)該從工業(yè)工程的客觀實(shí)際出發(fā)，充分遵循耐磨特種聚氨酯隔熱澆注料的基本應(yīng)用規(guī)律，切實(shí)優(yōu)化其應(yīng)用流程，強(qiáng)化其應(yīng)用效果，為促進(jìn)工程建設(shè)事業(yè)的高質(zhì)量、高水平、高效率發(fā)展提供可靠保障。