预聚体法合成聚氨酯弹性体常见问题分析

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1、预聚体法合成聚氨酯弹性体常见问题分析李伟I,张慧波邱从平I,谷雪（1•宁波职业技术学院，浙江宁波315800;2.南京理工大学，江苏南京210094）摘要：对预聚体法合成浇注型聚氨酯弹性体中所出现的气泡多粘度大物斜变黄等不良现象进行了详细的分析，从它的合成和固化成型过程中查找原因，从而提出解决方法。尖键词：尖键词:聚氨酯弹性体；预聚体；合成；缺陷中图分类号：1Q323.8文献标识码：A文章编号：1（X）4・0935（2007）01・004（）・（）3浇注型聚氨酯弹性体（CPU弹性体）俗称液体橡胶，是向模腔中浇注液体反应混合物生产的一种制品。其合成方法主

2、要采用预聚体法（即两涉法），因为预聚体法生产的制品综合性能比一步法要好°但在预聚体合成中常出现不良现象及产品缺陷，如由于物料脱泡不彻底而导致制品出现气泡，固化温度太高而出现表面变黄或模腔中浇注的物料太少而出现的凹陷现象等；预聚体本身存在着大量气泡粘度大和流动性差等问题也会导致最终制品出现缺陷；同时预聚体在贮存过程中，还会出现水分和N8值变化问题。常常因为以上这些原因导致其制品性能降低，次品废品率较高。为了使制品能达到较高的合格率，对次、废品进行分析，从它的合成和固化成型过程中查找原因，从而提出解决方法。本文采用于预聚体法合成浇注型聚氨酯弹性体制品，针对

3、其合成过程中不良现象和制品中的存在的缺陷进行分析及提出相应的解决方法。1预聚体合成工艺中问题及解析1.1制备预聚体过程中岀现的不良现象1.1.1预聚体的气泡问题在预聚体制备过程中，气泡产生原因有以下几个方面：一是物料粘度增大导致气泡增多；二是原料（低聚物多元醇和多异氟酸酯）屮的水分含逼超过了0.05%，结果导致它与多异氧酸酯发生反应，产生002气泡;三是反应装置中有水分存在；四是反应器内负压过大，导致物料的沸点降低并使物料汽化，会产生大量气泡；五是加入填料迥多，搅拌情况下，容易产生较多气泡。针对以上这5种气泡产生来源可以一一加以解决。如延长原料脱水时间

4、，控制水分在0.05%以下;对反应容器进行彻底干燥处理；在保证不让物料汽化的億况下，尽量增加负压值，找到一个合适的真空度使生产工艺稳定，减少或避免物料汽化等现象。合成预聚体时，气泡的产生极为不利,液体里大量的气泡会使反应体系温度波动很大，进而使反应难以控制，应尽量减少气泡的产生，为预聚体脱泡能顺利完成提供方便。1.1.2预聚体的粘度问题粘度是宏观地反映物料聚合程度大小的重要指标。也是聚合过程中反应程度的具体体现，在预聚体合成过程中,低聚物多元醇与多异氤酸酯聚合反应时，随着反应时间的不断延长，反应程度也逐渐加深，反应物料粘度将随之增大，从而给生产操作带来

5、困难。物料粘度增大的原因主要是：一是原料的选择或工艺必须明确，因为不同原料其流动性是不同的,聚酯的流动性比聚醜要差得多，因此合成聚酯型预聚体时，其可操作性也比较差；如果必须选择聚酯型预聚体进行反应的话，可以选用不饱和聚酯，其效果会好些;当然还可以采«FW^:2W,306'作者简介：李伟（1986・），男。用半预聚体法工艺来改变聚酯型预聚体所带来的不利因素。二是原料配比的确定,在原料配比中硬段含量增大会使反应程度加快，物料粘度变大因此通过调整硬段与软段质量比，再通过实验来确定它们的比值。三是反应温度和时间的选择，反应温度越高或反应时问越长，其物料聚合程度

6、就越强，物料粘度也变大，要通过试验来调整反应温度和时间的平衡点。在多次试验过程中得出了如何调整粘度的力法,具体是:当物料反应到一定程度时，对反应物料进行抽样测定其NOD值，并与预先设计的NOC值进行对比看是否接近，如果NCO值接近设计僵要降温停止加热，准备出料及贮存。最好的实老手段是做出NCO值与反应物料粘度矢系图，以方便实验。这种方法适合于小试或中试阶段合成试验。另外从小试和中试中确定了粘度与NCOfl矢系，根据它们的矢系比值，并在几个特定比值下，测定搅拌器的转速，做出粘度/N00比值与抗拌器的转速矢系图,从而判断是否进入下一步工序。这种方法适合于大

7、规模生产。1.1.3预聚体的流动性问题流动性是反映物料的可加工性能的重要指标，而物料的流动性好坏与其粘度大小有很大矢系,大部分情况下，物料的流动性随其粘度的增大而变小。流动性好坏对能否顺利出料起到致尖產要的作用。因此解决物料流动性问题显得尤为重要，下面是提高物料流动性的三点方法：一是尽量降低物料的粘度；二是加入增韧剂，但不能加入为多，一般小于10%，因为增韧剂加多会导致制品柔软性增大，强度下降；三是通过温度来调节其济动性，但温度不宜过高，温度过高会导致物料加迸聚合，甚至凝胶，反而使物料的流动性大大降低并且可能发生降解反应,一般不要超过100°C。预聚体

8、流动性的好坏决定了下一步扩链反应成功与否，因此解决预聚体的流动性是整个实验的重中之中。1.1.