CN102719085A - 一种高回弹聚氨酯弹性体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料技术领域，尤其是一种在冲击磨损的条件下能表现出优异耐磨性的特别适用于矿山使用的高回弹聚氨酯弹性体，由聚醚多元醇和二异氰酸酯在抗氧化剂的催化作用下合成预聚体后，经固化、硫化后制得，其特征在于合成预聚体的反应由四阶段组成，第一阶段，保持反应温度45-50℃，时间1h，第二阶段，保持反应温度50-60℃，时间1.5h，第三阶段，保持反应温度65-80℃，时间1h，第四阶段，温度80-85℃，时间0.5h，反应完毕，获得规整结构的预聚体，本发明与现有技术相比，可以保持弹性体在应有的机械性能的同时，拥有较高的高回弹，有效提高冲击磨损条件下的耐磨性。

Description

一种高回弹聚氨酯弹性体

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是一种在冲击磨损的条件下能表现出优异耐磨性的特别适用于矿山使用的高回弹聚氨酯弹性体。 

背景技术

目前，公知的聚氨酯弹性体是多元醇与异氰酸酯按照一定的比例混合在80℃左右下反应生成预聚体，然后与相应的固化剂固化成型，经过后期硫化即成聚氨酯弹性体。但是现有的聚氨酯弹性体弹性一般在30%左右，相对较低，在使用时，特别是在选矿行业，在冲击磨损的条件下，耐磨性较低，弹性体的使用寿命有限。 

发明内容

本发明为了克服现有聚氨酯弹性体的不足，提供一种不仅能满足生产中机械性能的要求，而且拥有高回弹、抗冲击磨损的性能，能够有效提高使用寿命的高回弹聚氨酯弹性体及其制备方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种高回弹聚氨酯弹性体，由聚醚多元醇和二异氰酸酯在抗氧化剂的催化作用下合成预聚体后，经固化、硫化后制得，其特征在于合成预聚体的反应由四阶段组成，第一阶段，保持反应温度45—50℃，时间1h，第二阶段，保持反应温度50—60℃，时间1.5h，第三阶段，保持反应温度65—80℃ ，时间1h，第四阶段，温度80—85℃，时间0.5h，反应完毕，获得规整结构的预聚体。

本发明中所述预聚体是由高分子量的聚醚多元醇与分子结构对称的二异氰酸酯反应合成，其中高分子量的聚醚多元醇是指分子量在1000~2000的聚醚多元醇，尤其是分子量为2000的聚四氢呋喃醚。 

本发明中由分子量为2000的聚四氢呋喃醚何分子结构对称的二异氰酸酯合成预聚体的反应方程式如下： 

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    本发明在合成预聚体的过程中还可以向反应釜中加入紫外线稳定剂，紫外线稳定剂可以采用UV-328即2（2-羟基-3，5-二叔丁基苯基）-5-氯代苯并三唑，本发明中的抗氧剂可以采用1010即四（4-羟基-3,5叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯。 

本发明中固化时，向反应釜中加入固化剂进行固化，在加入固化剂的过程中，保持预聚体的温度75℃，加入的固化剂的温度为25℃，加入后混合均匀并在100℃条件下固化成型，其中固化剂可以采用3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺即DMTDA。 

本发明中各反应物的重量百分比如下：聚醚多元醇50-60%、二异氰酸酯30-35%、抗氧剂1-5%、紫外线稳定剂1-2%、固化剂10%-12%。 

本发明在硫化时，保持压力5-10Mpa，1h后，脱模，修边，去毛刺，放入温度为100℃的恒温箱内，后期硫化温度为100℃，时间为16h. 硫化生成弹性体，硫化过程的反应方程式如下： 

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本发明与现有技术相比，采用逐渐温升的控温方式，使反应趋于合理，分子链结构规整，使其具备优异的机械性能，加入抗氧剂与紫外线稳定剂，使弹性体增强抗老化能力，使弹性体的回弹性能持久，运用含有苯环的DMTDA固化，进一步增强在冷热环境中柔韧的稳定性，减少温度对回弹的不利影响。 

 本发明的有益效果是，可以保持弹性体在应有的机械性能的同时，拥有较高的高回弹，有效提高冲击磨损条件下的耐磨性，回弹性可由30%提高到50%；磨耗(同样规格旋流器沉沙嘴使用天数)由15天增至60天。 

具体实施方式：

下面结合实施例，对本发明作进一步描述。 

由以上对比实例，可以看出，本发明在配比及使用方面较为合理，提高了产品的使用寿命，突出了本发明的可行性。 

本发明一种高回弹聚氨酯弹性体，通过选用高分子量的聚醚多元醇，以增加柔韧性，提高回弹，通过选用分子结构对称的二异氰酸酯，以提高成链后的结晶性，进一步提高回弹，通过在反应过程中加入抗氧剂、紫外线稳定剂，使弹性体增强抗老化能力，使弹性体的回弹性能持久，其中各反应物的重量百分比为聚醚多元醇50--60%、二异氰酸酯30--35%、抗氧剂1--5%、紫外线稳定剂1--2%、固化剂10%--12%。 

本发明所述的聚醚多元醇可以采用聚四氢呋喃醚2000分子量，抗氧剂可以采用1010即四（4-羟基-3,5叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯，紫外线稳定剂可以采用UV-328即2（2-羟基-3，5-二叔丁基苯基）-5-氯代苯并三唑，固化剂可以采用3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺即DMTDA。 

一种高回弹聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于工艺如下：  

步骤一、按重量配比选用2000分子量的聚四氢呋喃醚55%与分子结构对称的二异氰酸酯30%混合，合成分四个阶段，第一阶段，保持温度45—50℃，时间1h；第二阶段，温度50—60℃，时间1.5h；第三阶段，温度65—80℃ ，时间1h；第四阶段，温度80—85℃，时间0.5h，合成规整结构的预聚体，

步骤二、按重量配比向预聚体加入抗氧剂1010和紫外线稳定剂UV-328，

步骤三、再按重量配比加入固化剂DMTDA固化，预聚体温度75℃，固化剂加入温度为25℃，固化成型后，后期硫化温度为100℃，时间为16h. 硫化生成弹性体，

通过集中与本发明对比试验记录如下：    

	配方一35%对称二异氰酸酯	配方二 30%对称二异氰酸酯	本发明配方30%-35%对称二异氰酸酯
				2000分子量聚醚	50份	52份	50-60份
抗氧剂1010	1份	3份	1-5份
				紫外线稳定剂328	0.5份	1份	1-2份
固化剂	9份	10份	10-12份
				耐磨性	30天	42天	60天

由以上对比实例，可以看出，本发明在配比及使用方面较为合理，提高了产品的使用寿命，突出了本发明的可行性。

Claims (9)

1.一种高回弹聚氨酯弹性体，由聚醚多元醇和二异氰酸酯在抗氧化剂的催化作用下合成预聚体后，经固化、硫化后制得，其特征在于合成预聚体的反应由四阶段组成，第一阶段，保持反应温度45—50℃，时间1h，第二阶段，保持反应温度50—60℃，时间1.5h，第三阶段，保持反应温度65—80℃ ，时间1h，第四阶段，温度80—85℃，时间0.5h，反应完毕，获得规整结构的预聚体。

2.根据权利要求1所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于在合成预聚体的过程中，抗氧剂采用1010即四（4-羟基-3,5叔丁基苯基丙酸）季戊四醇酯。

3.根据权利要求1所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于在合成预聚体的过程中还向反应釜中加入紫外线稳定剂，紫外线稳定剂采用UV-328即2（2-羟基-3，5-二叔丁基苯基）-5-氯代苯并三唑。

4.根据权利要求3所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于固化时，向反应釜中加入固化剂进行固化，在加入固化剂的过程中，保持预聚体的温度75℃，加入的固化剂的温度为25℃，加入后混合均匀并在100℃条件下固化成型，其中固化剂为3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺。

5.根据权利要求4所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于各反应物的重量百分比如下：聚醚多元醇50-60%、二异氰酸酯30-35%、抗氧剂1-5%、紫外线稳定剂1-2%、固化剂10%-12%。

6.根据权利要求5所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于所述预聚体是由高分子量的聚醚多元醇与分子结构对称的二异氰酸酯反应合成，其中高分子量的聚醚多元醇是指分子量在1000~2000的聚醚多元醇。

7.根据权利要求6所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于高分子量的聚醚多元醇是指分子量为2000的聚四氢呋喃醚。

8.根据权利要求7所述的一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于由分子量为2000的聚四氢呋喃醚何分子结构对称的二异氰酸酯合成预聚体的反应方程式如下：

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9.根据权利要求1至8所述的任意一种高回弹聚氨酯弹性体，其特征在于在硫化时，保持5-10Mpa压力，1h后脱模，修边，去毛刺，放入100℃恒温箱内，后期硫化温度为100℃，时间为16h，硫化生成弹性体，硫化过程的反应方程式如下：

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