[發明專利]大型裝備用高性能聚氨酯密封材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110257111.7
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102391463A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 奚為民;候琳熙
• 申請（專利權）人: 浙江西普力密封科技有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08J3/24;C09K3/10
• 代理公司: 臺州市南方商標專利事務所(普通合伙) 33225
• 代理人: 郭建平

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯密封材料，具體涉及一種大型裝備用高性能聚氨酯密封材料。本發明還涉及一種大型裝備用高性能聚氨酯密封材料的制備方法。

背景技術

中國經濟的快速發展帶動了大型制造裝備行業的迅速發展，在機械工業“十二五”規劃中明確提出了發展大型制造裝備及其重要配件的任務。其中，起到良好的密封作用、摩擦阻力小、耐磨損、壽命長的聚氨酯液壓密封圈是大型制造裝備中十分重要的關鍵配件之一，其性能對保證各種大型制造裝備（如注塑機、液壓機、挖掘機、機床等）的安全、可靠運行至關重要。

然而，現有的采用《JB/ZQ4264-2006》標準制作的密封圈具有耐磨性能差、壽命短、質量不穩定、氣缸往復運動時滲漏等缺點，造成了液壓消耗大、環境污染嚴重、檢修時間長，甚至存在嚴重的安全隱患，成為了大型制造裝備使用壽命的瓶頸。另一方面，液壓密封圈在運行環境更惡劣、液壓沖擊力更強、使用頻率更高、大型制造設備中的使用壽命是施工進度、設備維護和產品質量的保證，成為了近年大型制造裝備關鍵部件研發的熱點。

目前聚氨酯材料的生產仍然是以甲苯二異氰酸酯（以下簡稱TDI）作為主要原料與普通聚酯反應。但由于呼吸器官對TDI敏感，易導致鼻炎、結膜炎和哮喘等疾病，且TDI作為一種國家管制性的毒品原料，更換已勢在必行。在聚氨酯單體方面，中國發明專利ZL201010235182.2采用了復合多元醇和復合異氰酸酯方法制備材料，復合異氰酸酯主要以芳香族（MDI或TDI）、脂肪族（HDI或IPDI）為主要原料進行反應，中國發明專利200980121507.X也采用了類似的方法。但由于反應過程中的氣泡難以消除，以及復合的異氰酸酯類仍不能滿足運行環境更惡劣、液壓沖擊力更強、使用頻率更高、大型制造設備的使用要求，因此，亟待一種高性能聚氨酯密封材料，既能提高密封材料的耐高溫性能、抗沖擊性能，又能在反應過程中獲得較好的水解穩定性、低硬度性及消泡性來滿足工藝和制品的需要，減少脫水帶來的能量消耗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大型裝備用高性能聚氨酯密封材料，它可以滿足大型裝備密封圈的使用要求。

為解決上述技術問題，本發明大型裝備用高性能聚氨酯密封材料的技術解決方案為：

包括10～40%的芳香族異氰酸酯、10～40%的環脂肪族異氰酸酯、20～50%的聚ε-己內酯多元醇、5～10%的1，4－丁二醇、5～10%的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚；各組份為重量百分比。

所述芳香族異氰酸酯是二苯基甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯三者中的一種或幾種，其重量比為0.5～3:0～1:0～1。

所述環脂肪族異氰酸酯是1.4-環己烷二異氰酸酯、環己烷二亞甲基二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯三者中的一種或幾種，其重量比為0.5～1:0～1:0～1。

本發明還提供一種大型裝備用高性能聚氨酯密封材料的制備方法，其技術解決方案為，包括以下步驟：

第一步，將聚ε－己內酯多元醇加入反應釜中，在溫度為100～130℃，壓力為-0.2～-0.05MPa，攪拌速率為20～60轉/分鐘的條件下脫水0.5～1小時；

第二步，降溫至45～60℃后加入芳香族異氰酸酯，在65～90℃下反應0.2～1小時后加入環脂肪族異氰酸酯，在80～100℃下反應0.2～1小時；

第三步，在80～100℃下加入1，4－丁二醇和聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，攪拌均勻后倒入模具，放入平板硫化機，在130～150℃下硫化0.2～0.5小時，放入80～100℃的烘箱硫化5～24小時。

本發明可以達到的技術效果是：

本發明將芳香族異氰酸酯和環脂肪族異氰酸酯復合使用，能夠提高聚氨酯密封材料的耐高溫性能、耐沖擊性能、耐黃性、耐溶劑性能及光穩定性能，獲得大型裝備高性能的密封材料。

本發明通過采用聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚來獲得較好的水解穩定性、低硬度性及消泡性，以滿足工藝和制品的需要。同時聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚一般不以水溶液的形式存在，因此，可減少脫水帶來的能量消耗。

具體實施方式

本發明大型裝備用高性能聚氨酯密封材料，包括以下組份（未注明處均為重量百分比）10～40%的芳香族異氰酸酯、10～40%的環脂肪族異氰酸酯、20～50%的聚ε-己內酯多元醇、5～10%的1，4－丁二醇、5～10%的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚；