[發(fā)明專利]一種耐水解的聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210576714.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103012735A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海唯萬(wàn)密封科技有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/76
• 分類號(hào): C08G18/76;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/48;C08K3/26;C08K3/34
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

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(guò)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(zhǎng)性和高彈性等特性。熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）一般分為聚酯型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(shí)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(duì)溫度極為敏感，在高溫水介質(zhì)中很快就會(huì)水解，水解產(chǎn)生的酸更會(huì)加速水解過(guò)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(huì)加速水解的進(jìn)程。但是聚醚型的TPU耐油性能沒(méi)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(duì)溫度極為敏感，在高溫水介質(zhì)中很快就會(huì)水解，水解產(chǎn)生的酸更會(huì)加速水解過(guò)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(wèn)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(guò)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：

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0.5-1份稀釋劑，在100-120℃下真空脫水2-3h，降溫至50-60℃，加入30-50份甲苯二異氰酸酯，升溫至80-100℃反應(yīng)1-2h，然后升溫，在蒸餾溫度為140-170℃，系統(tǒng)壓力小于10pa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℃，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℃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(shí)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(guò)量的TDI除去，可減少對(duì)人體健康造成的危害，且避免對(duì)預(yù)聚體使用工藝及制品性能產(chǎn)生影響。

具體實(shí)施方式

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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)法將它們分開(kāi)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(duì)人體健康造成危害，且在制備聚氨酯彈性體時(shí)，游離的TDI會(huì)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能。

以下結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。