專利名稱：一種耐水解的聚氨酯復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及密封件材料領域，特別涉及一種密封件用的耐水解的聚氨酯復合材料及其制備方法。
背景技術：
熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是由線性多元醇、有機二異氰酸酯和小分子擴鏈劑構成?？梢酝ㄟ^選擇聚氨酯各組成成分并調節(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)設備中的密封件的材質一般采用聚酯型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，在高溫水介質中很快就會水解，水解產生的酸更會加速水解過程的進行，嚴重地影響了其在水介質工況環(huán)境下的使用壽命。聚醚型TPU強度比聚酯型的TPU差一些，但是卻具有優(yōu)秀的耐水解性能，因為水解產生的為醇而非酸性物質，不會加速水解的進程。但是聚醚型的TPU耐油性能沒有聚酯型的好。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種耐水解的聚氨酯復合材料，以解決現(xiàn)有技術中聚酯型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，在高溫水介質中很快就會水解，水解產生的酸更會加速水解過程的進行，嚴重地影響了其在水介質工況環(huán)境下的使用壽命的技術性問題。本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐水解的聚氨酯復合材料的制備方法。本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)一種耐水解的聚氨酯復合材料，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合材料的制備方法，包括以下步驟在反應釜中加入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)中預聚體和未反應的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預聚體，將預聚體加熱至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合材料。優(yōu)選地，所述模具中涂有脫模劑。與現(xiàn)有技術相比，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合材料采用聚酯聚醚共混，調節(jié)最好的共混比，能生產出高強度的聚酯聚醚TPU，具有拉伸強度好、耐磨性好和永久壓縮變形好的優(yōu)點，同時還具有優(yōu)秀的耐水解性能，能適用于水介質工況環(huán)境。2、本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復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，且避免對預聚體使用工藝及制品性能產生影響。
具體實施例方式互相貫穿的聚氨酯聚合物網絡(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。這種互鎖網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械混合物，也不是通過化學鍵交聯(lián)或接枝的化合物，更不是由分子之間引力產生的締合物。它完全是由組成它的各種聚合物，互相貫穿纏繞，并各自進行交聯(lián)，而形成的互鎖網結構。各聚合物完全是依靠它們各自形成的互鎖網連在一起，不切斷聚合物的分子鏈，是無法將它們分開的。這類聚合物結構能大大加強TPU的強度。因此，本發(fā)明采用聚酯聚醚共混，調節(jié)最好的共混比，能生產出高強度的聚酯聚醚TPU。為了增強聚氨酯的機械性能和加工性能，減少聚氨酯的化學危害性，本發(fā)明又研發(fā)了低游離預聚體法制備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，使得反應初期物料粘度迅速提高，影響預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)出更好的機械性能和出色的加工性倉泛。以下結合實施例，詳細說明本發(fā)明。實施例1在反應釜中加入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)中預聚體和未反應的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預聚體，將預聚體加熱至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合材料。將所得材料進行性能測試，其中，TPU彈性體的拉伸強度和斷裂伸長按照DIN53504進行測定；邵氏A硬度按照標準DIN53 505進行測定；回彈值按照DIN53 512進行測定；永久壓縮變形按照DIN53 517進行測定；測定結果見表I。實施例2在反應釜中加入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)中預聚體和未反應的甲苯二異氰酸酯分離， 得到低游離的預聚體，將預聚體加熱至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合材料。將所得材料進行性能測試，其中，TPU彈性體的拉伸強度和斷裂伸長按照DIN53504進行測定；邵氏A硬度按照標準DIN53 505進行測定；回彈值按照DIN53 512進行測定；永久壓縮變形按照DIN53 517進行測定；測定結果見表I。實施例3在反應釜中加入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)中預聚體和未反應的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預聚體，將預聚體加熱至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合材料。將所得材料進行性能測試，其中，TPU彈性體的拉伸強度和斷裂伸長按照DIN53504進行測定；邵氏A硬度按照標準DIN53 505進行測定；回彈值按照DIN53 512進行測定；永久壓縮變形按照DIN53 517進行測定；測定結果見表I。表I
權利要求
1. 一種耐水解的聚氨酯復合材料，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.如權利要求1所述的耐水解的聚氨酯復合材料，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.如權利要求1所述的耐水解的聚氨酯復合材料，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.如權利要求1所述的耐水解的聚氨酯復合材料，其特征在于，所述稀釋劑包括亞烷基碳酸酯。
5.如權利要求1所述的耐水解的聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟在反應釜中加入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)中預聚體和未反應的甲苯二異氰酸酯分離，得到低游離的預聚體，將預聚體加熱至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合材料。
6.如權利要求1所述的耐水解的聚氨酯復合材料的制備方法，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域，特別涉及一種密封件用的耐水解的聚氨酯復合材料及其制備方法。本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復合材料，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)有技術相比，本發(fā)明的耐水解的聚氨酯復合材料采用聚酯聚醚共混，調節(jié)最好的共混比，能生產出高強度的聚酯聚醚TPU，具有拉伸強度好、耐磨性好和永久壓縮變形好的優(yōu)點，同時還具有優(yōu)秀的耐水解性能，能適用于水介質工況環(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