CN103554423B - 一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法 - Google Patents

一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法，以聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯、二邻氯二苯胺甲烷和N，N`-二甲苯基对苯二胺为原料，在化学反应釜中，先加入聚四氢呋喃二醇，升温至100℃后抽真空脱水，然后按-NCO与-OH的摩尔比加入适量TDI搅拌，保持反应釜密封室温下静置24h，重新加热搅拌至100℃真空脱水1h后与加热融化的扩链剂MOCA搅拌混合后倒入柔性接头的模具中在离心浇铸机上加热至80℃开始离心浇铸，进入硫化仓100℃硫化8h。本发明与现有技术相比具有以下优点：配制方法，工艺简单、设备投入较低，运行成本低，便于工业化生产。

Description

一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法
技术领域：
本发明公开一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法。
背景技术：
目前海洋柔性接头根据运输介质不同所采用的橡胶材质也不同，有天然胶、丁苯胶、丁基胶、丁腈胶、三元乙丙胶、氯丁胶、硅橡胶、氟橡胶等等。分别具有耐热、耐酸、碱、耐腐蚀、耐磨、耐油等功能。海洋柔性接头用的柔性橡胶虽然品种繁多但是由于其特性比较单一往往导致其使用寿命短。其主要表现在橡胶的耐候性差、橡胶层不耐磨以及耐疲劳破环性差等，因此针对改善橡胶的耐候及耐磨性是十分必要的。此外传统的海洋柔性接头是内胶层、增强层有多层刮胶锦纶帘子布、外胶层复合的橡胶管组成，在制备过程中内部缺陷及其结构很难控制。内部缺陷的存在也很大程度上影响了柔性接头的使用寿命。
发明内容：
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种操作方便、省时省力、安全可靠的大型龙门吊整机吊装方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种聚氨酯橡胶的制备方法，以聚四氢呋喃二醇（分子量在1000~3000）、甲苯二异氰酸酯（纯度为80%~100%）、二邻氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基对苯二胺为原料，且聚四氢呋喃二醇：甲苯二异氰酸酯：二邻氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基对苯二胺的质量比为75%~80%：18%~23%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%，包括以下步骤：
A：在化学反应釜中，先加入聚四氢呋喃二醇，开动搅拌器，转速为30转/分同时把反应釜内的温度升至100℃，开始抽真空到负压为0.1MPa保持30分钟，后让反应釜内温度将到45℃左右；
B：保持温度在45℃左右，继续搅拌，然后缓慢向反应釜内加入甲苯二异氰酸酯，停止加热，由于该反应是放热反应，在反应过程中保持反应温度在90℃以下，直至温度降至50℃以下停止搅拌；
C：室温下保持反应釜密闭，将料静置24小时以上，后加热至反应釜内温度到90℃，开始抽真空到负压为0.1MPa保持2小时；
D：将模具安装在离心浇铸机上，并加热至70~80℃；
E：将二邻氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基对苯二胺加热融化后，与从反应釜内放出的预聚体同时放入搅料桶内搅拌至均匀，将搅拌好的料迅速倒入模具中；
F：开动离心浇铸机，保持转速在200转/分，温度控制在80℃浇铸2小时，然后将制品放入硫化仓中100℃硫化8小时制得聚氨酯橡胶海洋柔性接头成品。
本发明与现有技术相比具有以下优点：配制方法，工艺简单、设备投入较低，运行成本低，便于工业化生产。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明公开一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法的具体实施方式，以聚四氢呋喃二醇（分子量在1000~3000）、甲苯二异氰酸酯（纯度为80%~100%）、二邻氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基对苯二胺为原料，且聚四氢呋喃二醇：甲苯二异氰酸酯：二邻氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基对苯二胺的质量比为75%~80%：18%~23%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%，包括以下步骤：
A：在化学反应釜中，先加入聚四氢呋喃二醇，开动搅拌器，转速为30转/分同时把反应釜内的温度升至100℃，开始抽真空到负压为0.1MPa保持30分钟，后让反应釜内温度将到45℃左右；
B：保持温度在45℃左右，继续搅拌，然后缓慢向反应釜内加入甲苯二异氰酸酯，停止加热，由于该反应是放热反应，在反应过程中保持反应温度在90℃以下，直至温度降至50℃以下停止搅拌；
C：室温下保持反应釜密闭，将料静置24小时以上，后加热至反应釜内温度到90℃，开始抽真空到负压为0.1MPa保持2小时；
D：将模具安装在离心浇铸机上，并加热至70~80℃；
E：将二邻氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基对苯二胺加热融化后，与从反应釜内放出的预聚体同时放入搅料桶内搅拌至均匀，将搅拌好的料迅速倒入模具中；
F：开动离心浇铸机，保持转速在200转/分，温度控制在80℃浇铸2小时，然后将制品放入硫化仓中100℃硫化8小时制得聚氨酯橡胶海洋柔性接头成品。
本发明使用的橡胶是具有“耐磨王”称号的聚氨酯橡胶，其具有极佳的综合性能，是普通橡胶的10倍以上，采用聚四氢呋喃二醇（PTMEG优选分子量在1000~3000）其呋喃环与聚氨酯硬段中苯环的共同存在有效提高了聚氨酯橡胶的耐热性及耐磨性，其中阿克隆磨耗从0.045cm3/1.61km降低到了0.008cm3/1.61km。同时由于醚键的水解稳定性好，所以采用聚四氢呋喃二醇聚合的聚氨酯橡胶耐水解性及耐霉菌性很好，在海洋的碱性环境中其使用寿命明显比其它橡胶有所提升。通过对投料比严格控制预聚体中游离的—NCO含量，同时通过对聚合反应速度及温度的控制能够有效控制聚氨酯预聚体的相对分子量的分布，从而提高聚氨酯橡胶的微相分离程度，提高了其机械性能，其中抗张强度能达到19-30MPa、撕裂强度能达到6.8MPa/cm。采用此工艺流程制备的聚氨酯预聚体粘度小，混合可操作性强，制得的聚氨酯体系中软段和硬段分布比较集中，软、硬段尺寸较大，综合性能得到了大大的提高。同时该工艺生产效率高，设备简便，能耗较低、制备所得的聚氨酯橡胶基本无气泡，适合工业化和产业化生产。而采用该工艺制备的聚氨酯预聚体通过离心浇铸生产制备的海洋柔性接头是一次成型，内壁光滑无气泡，其综合性能相比较与传统的海洋柔性接头要好很多，大大提高了柔性接头的使用寿命。同时本发明的配制方法，工艺简单、设备投入较低，运行成本低，便于工业化生产。

Claims (1)

1.一种适于海洋柔性接头用改性聚氨酯橡胶的制备方法，其特征在于：以分子量在1000~3000的聚四氢呋喃二醇、纯度为80%~100%的甲苯二异氰酸酯、二邻氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基对苯二胺为原料，且聚四氢呋喃二醇：甲苯二异氰酸酯：二邻氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基对苯二胺的质量比为75%~80%：18%~23%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%，包括以下步骤：
A：在化学反应釜中，先加入聚四氢呋喃二醇，开动搅拌器，转速为30转/分同时把反应釜内的温度升至100℃，开始抽真空到负压为0.1MPa保持30分钟，后让反应釜内温度降到45℃；
B：保持温度在45℃，继续搅拌，然后缓慢向反应釜内加入甲苯二异氰酸酯，停止加热，由于该反应是放热反应，在反应过程中保持反应温度在90℃以下，直至温度降至50℃以下停止搅拌；
C：室温下保持反应釜密闭，将料静置24小时以上，后加热至反应釜内温度到90℃，开始抽真空到负压为0.1MPa保持2小时；
D：将模具安装在离心浇铸机上，并加热至70~80℃；
E：将二邻氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基对苯二胺加热融化后，与从反应釜内放出的预聚体同时放入搅料桶内搅拌至均匀，将搅拌好的料迅速倒入模具中；
F：开动离心浇铸机，保持转速在200转/分，温度控制在80℃浇铸2小时，然后将制品放入硫化仓中100℃硫化8小时制得聚氨酯橡胶海洋柔性接头成品。
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