[發明專利]一種高強度自潤滑型聚氨酯活塞密封體及其制備方法

在審

• 申請號: 202111441877.0
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN113980457A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 陳波;朱志峰;袁松
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工工程機械研究院有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L23/06;C08L27/18;C08K3/22;C08K9/06;F04B53/14;E04G21/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 閆業超

本發明涉及聚合物材料領域，涉及一種高強度自潤滑型聚氨酯活塞密封體及其制備方法。具體地，本發明涉及一種可用于制備活塞密封體的組合物，由所述組合物制備的活塞密封體，以及制備所述活塞密封體的方法。本發明的活塞密封體可作為砼活塞密封體用于混凝土泵送設備。

技術領域

本發明涉及聚合物材料領域，具體涉及一種可用于制備活塞密封體的組合物，由所述組合物制備的活塞密封體，以及制備活塞密封體的方法。所述活塞密封體可作為砼活塞密封體用于混凝土泵送設備。

背景技術

活塞是混凝土泵送設備(如泵車、拖泵、車載泵)用的關鍵核心零部件，在混凝土的輸送過程中起著密封腔體、推送混凝土的作用。由于輸送的混凝土介質堅硬、組分復雜，且泵送壓力大、密封性能要求高，需要活塞具有良好的機械強度和耐磨性。目前使用的活塞使用壽命短，更換頻繁，作業成本高。

現有的活塞密封體主要有橡膠材質和聚氨酯材質兩種。橡膠活塞以丁腈橡膠為主體，添加補強劑、防老劑、硫化劑等混煉熱壓而成。中國專利申請CN201310234970.3以丁晴橡膠為主要材料制備了混凝土泵車用活塞，主要原材料包括丁晴橡膠、醋酸乙酯、聚異氰酸脂等，盡管制備過程中添加了纖維增強材料，但仍然強度低，硬度低，最高硬度為85A，最高拉伸強度為36MPa，不能滿足市場需求。

美國專利US10415556B2涉及一種便攜式的泵送機構，用于建筑材料或水的泵送，美國專利申請US2010/0264635A1涉及混凝土泵車整車結構，二者均未涉及活塞材料的制備方法。德國專利申請DE102005008242A涉及一種泡沫聚氨酯材料的制備方法，但拉伸強度低，約為2MPa，不適用于活塞頭的聚氨酯材料。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種高強度自潤滑型聚氨酯活塞，解決現用的聚氨酯活塞強度低、磨耗高的問題。通過在聚合體系中加入經特殊處理的填料，提高活塞強度和耐磨性，從而提高使用壽命，降低更換頻率。

在一個方面，本申請提供了一種用于制備活塞密封體的組合物，以重量份數計，包括以下組分：100份聚氨酯預聚體、10～20份擴鏈劑、5～10份表面硅烷化的超高分子量聚乙烯粉體、1～1.5份抗氧化劑、1～2份表面硅烷化的氧化鋁粉體、1～3份二硫化鉬或鈉化的聚四氟乙烯粉。

本發明中，預聚體是指單體經初步聚合而成的物質，可以用在單體難于一次完全聚合成聚合物，或避免聚合物在加工成型中容易發生空洞和裂縫的場合。本發明使用聚氨酯預聚體作為制備活塞密封體的主要材料。

聚氨酯全名為聚氨基甲酸酯，是分子中含有一定量的氨基甲酸基的聚合物的總稱。聚氨酯可由一元或多元有機異氰酸(例如甲苯二異氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI))與多元醇化合物(例如聚醚多元醇或聚酯多元醇)相互作用而制得，形成的聚合物主鏈上含有許多重復的氨基甲酸基團。聚氨酯預聚體是多元有機異氰酸與多元醇控制一定比例反應而得的可反應性半成品。

在某些實施方案中，所述聚氨酯預聚體為聚醚型。

在某些實施方案中，所述聚氨酯預聚體選自LF M2050、LF M2032型號中的一種或兩種。

在某些實施方案中，所述聚氨酯預聚體具有以下特征中的一個或多個：

游離MDI含量低于0.1wt％，例如為0.01wt％～0.02wt％、0.02wt％～0.03wt％、0.03wt％～0.04wt％、0.04wt％～0.05wt％、0.05wt％～0.06wt％、0.06wt％～0.07wt％、0.07wt％～0.08wt％或0.08wt％～0.09wt％；

異氰酸酯基(—NCO)含量為3.0％～5.0％，例如為3.0％～3.5％、3.5％～4.0％、4.0％～4.5％或4.5％～5.0％；