[發明專利]一種耐高溫、耐水解、低壓變氣缸密封圈用TPU及合成方法

在審

• 申請號: 201710405178.8
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107200822A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 王東凱
• 申請（專利權）人: 大連中海達科技有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/32;C08G18/42;C08G18/76
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明涉及密封圈材料技術領域，具體是一種可以完美代替橡膠材料的耐高溫、耐水解、低壓變氣缸密封圈用TPU及合成方法。

背景技術

目前，中低壓氣缸以其自有的特點被廣泛的應用于各行各業，甚至在部分行業應用中取代了液壓缸的地位，其特點主要表現為靈活、反應迅速、操控精準、工作適應性優良、成本優勢明顯等。密封圈作為氣缸的核心部件對質量的要求非常嚴格，而目前國內氣缸密封圈的材質大多以橡膠為主，在生產效率、綜合成本、環境污染上出現諸多不可避免的問題，部分廠家曾嘗試用普通的TPU做氣缸密封，但普通的TPU在耐熱性、耐水解、壓縮永久變形等性能上不能保證氣缸的穩定使用，出現爬升、緩降等現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高溫、耐水解、低壓縮永久變形的氣缸密封圈用TPU及合成方法，以解決橡膠密封圈生產制作過程中的生產效率低、綜合費用高、對環境污染大的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種耐高溫、耐水解、低壓變氣缸密封圈用TPU，包括以下原料：

作為本發明進一步的方案：助劑為抗氧劑1010。

作為本發明進一步的方案：所述耐高溫、耐水解、低壓變氣缸密封圈用TPU，包括以下原料：

作為本發明進一步的方案：所述耐高溫、耐水解、低壓變氣缸密封圈用TPU，包括以下原料：

一種耐高溫、耐水解、低壓變氣缸密封圈用TPU的合成方法，包括以下步驟：

1)將聚己內酯二元醇加熱到80-100℃，然后加入助劑，以2800r/min的轉速攪拌，然后加入70-80℃的4-4’二苯基甲烷二異氰酸酯，再以120r/min的轉速繼續攪拌該混合物，攪拌過程中保證混合物溫度在85℃至90℃之間，反應2h后制得混合物料A，并保溫100-120℃備用；

2)將聚碳化二亞胺與熔融的對苯二酚二羥乙基醚加入到混合物料A中，以2800r/min的轉速在真空條件下攪拌20-40秒，倒入預熱至140-180℃的恒溫金屬案板上，20-60分鐘后將制得的料板取出，并立即移入80-120℃的烘箱中熟化12-24h；將熟化后的料板進行破碎，烘干，注塑成型，在80℃-120℃烘箱中熟化10-16小時后自然冷卻即得氣缸密封圈用TPU。

作為本發明進一步的方案：步驟1)中，將聚己內酯二元醇加熱到95℃。

作為本發明進一步的方案：步驟1)中，加入75℃的4-4’二苯基甲烷二異氰酸酯。

作為本發明進一步的方案：攪拌時的攪拌器為漿式攪拌器。

作為本發明進一步的方案：步驟2)中，在真空條件下攪拌30秒。

作為本發明進一步的方案：步驟2)中，熟化時間為16h。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1.在合成材料方面，本發明以特殊的聚己內酯二元醇代替目前工業上使用的聚酯二元醇，使其在力學性能上、耐水解性能上有所提高，為材料的穩定使用奠定基礎；同時，本發明以高結晶度、含耐熱苯環結構的HQEE(對苯二酚二羥乙基醚)代替目前工業用的脂肪族小分子二醇擴鏈劑(如1,4-丁二醇、乙二醇、1，3-丙二醇等)，使材料在耐熱性能、模量、成型速度上大大提高，以解決氣缸使用過程中瞬間高溫導致的爬升、緩降的問題。由于HQEE產品中含有大量的C-O醚鍵，使其合成的TPU在耐水解性能上有較大的提升；本發明中還添加了聚碳化二亞胺水解穩定劑，使材料在耐水解性能上進一步提高，該穩定劑能夠與材料水解產生的羧基進行反應，是羧基催化水解作用終止，由于該穩定劑分子中含有多個碳化二亞胺基，它能夠將端羧基低聚物重新連接起來，起到修補鏈段的作用，也為材料力學性能長期穩定做出一定貢獻。

2.在合成技術方面，本發明以兩步法合成技術，先將聚己內酯二元醇(PCL-220N)與設計好的一定計量的MDI(4-4，二苯基甲烷二異氰酸酯)按照設計的初始溫度進行反應，在反應一定時間后，加入設計溫度、計量的熔融的HQEE(對苯二酚二羥乙基醚)，再加入聚碳化二亞胺及其他助劑，使其在真空條件下繼續反應，而后將反應液注入加熱過的恒溫模具中繼續反應一定時間后切片破碎制得成品。以該合成技術合成的材料在結構上更加規整，同時避免了聚碳化二亞胺與MDI的反應對配方設計的影響。