專利名稱：一種耐水解的聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封件材料領(lǐng)域，特別涉及一種密封件用的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是由線性多元醇、有機(jī)二異氰酸酯和小分子擴(kuò)鏈劑構(gòu)成。可以通過選擇聚氨酯各組成成分并調(diào)節(jié)它們的比例使得TPU的性能有很寬的變化范圍，使其既有橡膠的柔性，又有塑料的剛性，即具有高強(qiáng)度、高伸長性和高彈性等特性。熱塑性聚氨酯彈性體(TPU) —般分為聚酯型TPU和聚醚型TPU，目前，煤炭行業(yè)設(shè)備中的密封件的材質(zhì)一般采用聚酯型TPU。聚酯型的TPU具有優(yōu)異的物理性能，主要表現(xiàn)在拉伸強(qiáng)度高、耐磨性好和永久壓縮變形好，同時聚酯型的TPU具有優(yōu)秀的耐油性能。但是聚酯型的TPU 耐水解性能不好，特別是對溫度極為敏感，在高溫水介質(zhì)中很快就會水解，水解產(chǎn)生的酸更會加速水解過程的進(jìn)行，嚴(yán)重地影響了其在水介質(zhì)工況環(huán)境下的使用壽命。聚醚型TPU強(qiáng)度比聚酯型的TPU差一些，但是卻具有優(yōu)秀的耐水解性能，因?yàn)樗猱a(chǎn)生的為醇而非酸性物質(zhì)，不會加速水解的進(jìn)程。但是聚醚型的TPU耐油性能沒有聚酯型的好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚酯型TPU制成的密封件的耐水解性能不好，特別是對溫度極為敏感，在高溫水介質(zhì)中很快就會水解，水解產(chǎn)生的酸更會加速水解過程的進(jìn)行，嚴(yán)重地影響了其在水介質(zhì)工況環(huán)境下的使用壽命的技術(shù)性問題。本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐水解的聚氨酯復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，由包括以下重量份的組分制成
曱笨二異氰酸醋30-50份;
聚W亞甲基醚二醇50-70份；
零基乙胺40-60價；
1,4-丁二醇10-20 份;
二鄰氯二苯驗(yàn)甲烷10-20份；抗氧化劑1-2份；
填料2-5份；稀釋剖0.5-1#=
優(yōu)選地，所述抗氧化劑選自抗氧劑245、抗氧劑264、抗氧劑1330的其中一種或幾種。優(yōu)選地，所述填料選自碳酸鈣、硅石灰粉、滑石粉、云母粉中一種或幾種。優(yōu)選地，所述稀釋劑為亞烷基碳酸酯。上述的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟在反應(yīng)釜中加入40-60份苯基乙胺、50-70份聚四亞甲基醚二醇、1_2份抗氧化劑、2-5份填料和O. 5-1份稀釋劑，在100-120°C下真空脫水2_3h，降溫至50-60°C，加入30-50份甲苯二異氰酸酯，升溫至80-100°C反應(yīng)l_2h， 然后升溫，在蒸餾溫度為140-170°C，系統(tǒng)壓力小于IOpa的條件下，使得系統(tǒng)中預(yù)聚體和未反應(yīng)的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預(yù)聚體，將預(yù)聚體加熱至80-100°C，加入10-20份二鄰氯二苯胺甲烷和10-20份1，4- 丁二醇,迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，在90-110°C的烘箱中硫化15-25h，放置6_9d，即可制得耐水解的聚氨酯復(fù)合材料。優(yōu)選地，所述模具中涂有脫模劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果1、本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料采用聚酯聚醚共混，調(diào)節(jié)最好的共混比，能生產(chǎn)出高強(qiáng)度的聚酯聚醚TPU，具有拉伸強(qiáng)度好、耐磨性好和永久壓縮變形好的優(yōu)點(diǎn)，同時還具有優(yōu)秀的耐水解性能，能適用于水介質(zhì)工況環(huán)境。2、本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料的制備方法中，將過量的TDI除去，可減少對人體健康造成的危害，且避免對預(yù)聚體使用工藝及制品性能產(chǎn)生影響。
具體實(shí)施例方式互相貫穿的聚氨酯聚合物網(wǎng)絡(luò)(聚氨酯IPN)，是一種由兩種以上的不同高聚物通過互相貫穿纏繞而生成的聚合物互鎖網(wǎng)。這種互鎖網(wǎng)是一種聚合物的混合物，但它又不同于過去一般的所謂聚氨酯混合物。它既不是聚合物的機(jī)械混合物，也不是通過化學(xué)鍵交聯(lián)或接枝的化合物，更不是由分子之間引力產(chǎn)生的締合物。它完全是由組成它的各種聚合物，互相貫穿纏繞，并各自進(jìn)行交聯(lián)，而形成的互鎖網(wǎng)結(jié)構(gòu)。各聚合物完全是依靠它們各自形成的互鎖網(wǎng)連在一起，不切斷聚合物的分子鏈，是無法將它們分開的。這類聚合物結(jié)構(gòu)能大大加強(qiáng)TPU的強(qiáng)度。因此，本發(fā)明采用聚酯聚醚共混，調(diào)節(jié)最好的共混比，能生產(chǎn)出高強(qiáng)度的聚酯聚醚TPU。為了增強(qiáng)聚氨酯的機(jī)械性能和加工性能，減少聚氨酯的化學(xué)危害性，本發(fā)明又研發(fā)了低游離預(yù)聚體法制備TPU，由于TDI毒性大，對人體健康造成危害，且在制備聚氨酯彈性體時，游離的TDI會與PTMEG迅速反應(yīng)，使得反應(yīng)初期物料粘度迅速提高，影響預(yù)聚體使用工藝及制品性能，而本發(fā)明的工藝中，將多余的TDI除去，可避免上述缺陷。低游離工藝合成的TPU分子量分布窄，分子鏈規(guī)整，因此體現(xiàn)出更好的機(jī)械性能和出色的加工性倉泛。以下結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明。實(shí)施例1在反應(yīng)釜中加入40份苯基乙胺、70份聚四亞甲基醚二醇、I份抗氧劑245、I份抗氧劑264、1份碳酸鈣、I份硅石灰粉和I份亞烷基碳酸酯，在100°C下真空脫水3h，降溫至50°C，加入50份甲苯二異氰酸酯，升溫至80°C反應(yīng)2h，然后升溫，在蒸餾溫度為140°C，系統(tǒng)壓力小于IOpa的條件下，使得系統(tǒng)中預(yù)聚體和未反應(yīng)的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預(yù)聚體，將預(yù)聚體加熱至80°C，加入10份二鄰氯二苯胺甲烷和20份1，4- 丁二醇，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的涂有脫模劑的模具中，在90°C的烘箱中硫化25h，放置6d，即可制得耐水解的聚氨酯復(fù)合材料。將所得材料進(jìn)行性能測試，其中，TPU彈性體的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長按照DIN53504進(jìn)行測定；邵氏A硬度按照標(biāo)準(zhǔn)DIN53 505進(jìn)行測定；回彈值按照DIN53 512進(jìn)行測定；永久壓縮變形按照DIN53 517進(jìn)行測定；測定結(jié)果見表I。實(shí)施例2在反應(yīng)釜中加入60份苯基乙胺、50份聚四亞甲基醚二醇、O. 5份抗氧劑264、0. 5份抗氧劑1330、2. 5份滑石粉、2. 5份云母粉和O. 5份亞烷基碳酸酯，在120°C下真空脫水2h,降溫至60°C，加入30份甲苯二異氰酸酯，升溫至100°C反應(yīng)lh，然后升溫，在蒸餾溫度為170°C，系統(tǒng)壓力小于IOpa的條件下，使得系統(tǒng)中預(yù)聚體和未反應(yīng)的甲苯二異氰酸酯分離， 得到低游離的預(yù)聚體，將預(yù)聚體加熱至100°C，加入20份二鄰氯二苯胺甲烷和10份1，4-丁二醇，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的涂有脫模劑的模具中，在110°C的烘箱中硫化15h，放置9d，即可制得耐水解的聚氨酯復(fù)合材料。將所得材料進(jìn)行性能測試，其中，TPU彈性體的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長按照DIN53504進(jìn)行測定；邵氏A硬度按照標(biāo)準(zhǔn)DIN53 505進(jìn)行測定；回彈值按照DIN53 512進(jìn)行測定；永久壓縮變形按照DIN53 517進(jìn)行測定；測定結(jié)果見表I。實(shí)施例3在反應(yīng)釜中加入50份苯基乙胺、60份聚四亞甲基醚二醇、1. 5份抗氧劑245、3. 5份滑石粉和O. 7份亞烷基碳酸酯，在110°C下真空脫水2. 5h，降溫至55°C，加入40份甲苯二異氰酸酯，升溫至90°C反應(yīng)1. 5h，然后升溫，在蒸餾溫度為160°C，系統(tǒng)壓力小于IOpa的條件下，使得系統(tǒng)中預(yù)聚體和未反應(yīng)的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預(yù)聚體，將預(yù)聚體加熱至90°C，加入15份二鄰氯二苯胺甲烷和15份1，4- 丁二醇，迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的涂有脫模劑的模具中，在100°C的烘箱中硫化20h，放置7d，即可制得耐水解的聚氨酯復(fù)合材料。將所得材料進(jìn)行性能測試，其中，TPU彈性體的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長按照DIN53504進(jìn)行測定；邵氏A硬度按照標(biāo)準(zhǔn)DIN53 505進(jìn)行測定；回彈值按照DIN53 512進(jìn)行測定；永久壓縮變形按照DIN53 517進(jìn)行測定；測定結(jié)果見表I。表I
權(quán)利要求
1. 一種耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，由包括以下重量份的組分制成曱苯二異氰酸酯30-50 份;聚四亞甲基醚二醇50-70#;苯基乙胺40-60#;1,4-丁二醇10-20 份;二鄰氯二苯媵甲規(guī)丨0-20份;抗氧化削1-2#;填料2-5#;稀釋劑0.5-1份。
2.如權(quán)利要求1所述的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧化劑選自抗氧劑245、抗氧劑264、抗氧劑1330的其中一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述填料選自碳酸鈣、 硅石灰粉、滑石粉、云母粉中一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所述稀釋劑包括亞烷基碳酸酯。
5.如權(quán)利要求1所述的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟在反應(yīng)釜中加入40-60份苯基乙胺、50-70份聚四亞甲基醚二醇、1-2份抗氧化劑、2_5 份填料和O. 5-1份稀釋劑，在100-120°C下真空脫水2-3h，降溫至50_60°C，加入30-50份甲苯二異氰酸酯，升溫至80-100°C反應(yīng)l_2h，然后升溫，在蒸餾溫度為140-170°C，系統(tǒng)壓力小于IOpa的條件下，使得系統(tǒng)中預(yù)聚體和未反應(yīng)的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預(yù)聚體，將預(yù)聚體加熱至80-10(TC，加入10-20份二鄰氯二苯胺甲烷和10-20份1，4- 丁二醇， 迅速攪拌均勻，倒入預(yù)熱的模具中，在90-110°C的烘箱中硫化15-25h，放置6_9d，即可制得耐水解的聚氨酯復(fù)合材料。
6.如權(quán)利要求1所述的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述模具中涂有脫模劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及密封件材料領(lǐng)域，特別涉及一種密封件用的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料，由包括以下重量份的組分制成甲苯二異氰酸酯30-50份；聚四亞甲基醚二醇50-70份；苯基乙胺40-60份；1,4-丁二醇10-20份；二鄰氯二苯胺甲烷10-20份；抗氧化劑1-2份；填料2-5份；稀釋劑0.5-1份。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復(fù)合材料采用聚酯聚醚共混，調(diào)節(jié)最好的共混比，能生產(chǎn)出高強(qiáng)度的聚酯聚醚TPU，具有拉伸強(qiáng)度好、耐磨性好和永久壓縮變形好的優(yōu)點(diǎn)，同時還具有優(yōu)秀的耐水解性能，能適用于水介質(zhì)工況環(huán)境。
文檔編號C08K3/34GK103012735SQ20121057671
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者董靜 申請人:上海唯萬密封科技有限公司