CN105408379A - 用于液压泵的聚氨基甲酸酯弹性密封件 - Google Patents
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Abstract
一种用于形成液压泵的活塞密封件的方法，包括形成包含预聚物组分、多元醇添加剂、二醇组分和固化组分的反应混合物，用所述反应混合物和模具形成密封元件，以及固化所述密封元件以形成液压泵的活塞密封件。所述预聚物组分包括聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物，其为至少异氰酸酯组分和聚碳酸酯多元醇组分的反应产物。
Description
技术领域
实施例涉及用于液压泵的利用聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物形成的聚氨基甲酸酯弹性密封件，并且涉及形成所述聚氨基甲酸酯弹性密封件的方法。
背景技术
液压泵可以包括各种机械部件，例如与活塞杆配合以往复运动方式移动的至少一个活塞。如在美国专利第8,312,805号中所论述，活塞可具有弹性密封材料，即聚氨基甲酸酯产品，所述密封材料併入至活塞和包围活塞的衬套壁之间的空间中。液压泵和由液压泵移动的研磨材料的操作条件(如高温和/或高压)可能引起活塞密封件的过早损坏。因此，搜寻能够更好地耐受液压泵的工业条件的聚氨基甲酸酯密封件。
另外，液压泵(如混凝土泵)需要能够有效移动研磨的、重的并且高粘性的材料。在公开号WO2008/091511中论述了使用聚(四亚甲基)醚二醇(PTMEG)类聚氨基甲酸酯弹性体在连接至混凝土泵的传送管道中提供抗磨损性。然而，搜寻适于在液压泵(如混凝土泵)内提供抗磨损性并耐受高温两者的聚氨基甲酸酯弹性体。
发明内容
实施例可通过提供用于形成液压泵的活塞密封件的方法实现，所述方法包括形成包含预聚物组分、多元醇添加剂、二醇组分和固化组分的反应混合物，利用反应混合物和模具形成密封元件，以及固化密封元件以形成液压泵的活塞密封件。预聚物组分包含聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物，其为至少异氰酸酯组分和聚碳酸酯多元醇组分的反应产物，并且以反应混合物的总重量计，预聚物组分以55重量％至90重量％的量存在。多元醇添加剂包含聚碳酸酯多元醇，以反应混合物的总重量计，其以5重量％至40重量％的量存在，以反应混合物的总重量计，二醇组分以5重量％至20重量％的量存在，并且固化组分包含二胺类固化剂，以反应混合物的总重量计，其以0.01重量％至20重量％的量存在。
具体实施方式
实施例涉及一种形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的方法，所述方法包括使氨基甲酸酯类预聚物组分、多元醇添加剂、二醇增链剂组分以及固化组分之间发生反应。氨基甲酸酯类预聚物组分包含由异氰酸酯组分以及聚碳酸酯多元醇组分之间的反应形成的聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物。另外，实施例涉及具有改进的抗磨损性并且具有改进的耐受液压泵的操作条件的能力的低摩擦活塞密封件。聚氨基甲酸酯弹性密封件可被调配为根据ASTMD2240，即使在暴露于水解老化28天之后，仍具有大于85的肖氏A硬度(例如，85至100、90至100等)。
聚氨基甲酸酯弹性密封件可为在包括泵的活塞中的活塞密封件。例如，聚氨基甲酸酯弹性密封件可以用于液压泵(如混凝土泵以及泥浆泵)中。聚氨基甲酸酯弹性密封件可通过铸造工艺(如冷室铸造工艺或热室铸造工艺)形成。例如，聚氨基甲酸酯弹性密封件可形成密封部分，其使用反应混合物和模具在液压泵的活塞上就地铸造，并且然后与活塞外壁直接接触固化。根据另一个示例性实施例，聚氨基甲酸酯弹性密封件可使用反应混合物在模具中形成，从模具移除，并且然后附接到液压泵的活塞。反应混合物包含具有聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物、多元醇添加剂、二醇增链剂组分以及固化组分的氨基甲酸酯类预聚物组分，并且反应混合物可在模具中形成或倒入模具中。
用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的方法包括在模具中形成包含至少具有聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物的氨基甲酸酯预聚物组分、多元醇添加剂、至少具有二胺类固化剂的固化组分以及二醇组分的反应混合物，以形成密封层。聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物为异氰酸酯组分和聚碳酸酯多元醇的反应产物，并且以反应混合物的总重量计，预聚物组分在反应混合物中以55重量％至90重量％(例如，60重量％至85重量％、65重量％至80重量％、70重量％至80重量％等)的量存在。如由本领域的普通技术人员所理解的，重量百分比是基于反应混合物的总重量100重量％计算的。在氨基甲酸酯类预聚物组分中的预聚物可各自包含至少一个末端异氰酸酯基团，并且固化组分可包含至少一种具有活性氢基团的固化剂。
氨基甲酸酯预聚物组分包含至少一种氨基甲酸酯类预聚物。氨基甲酸酯类预聚物是形成包含异氰酸酯组分和多元醇组分的反应混合物的预聚物的产物。异氰酸酯组分包含一种或多种不同的异氰酸酯(例如，一种芳香族异氰酸酯的至少两个不同的异构体)。异氰酸酯组分中的一种或多种不同异氰酸酯各自可具有1.8至4.2(例如，1.9至3.5、2.0至3.3等)的官能度。一种或多种异氰酸酯可独立地选自芳香族异氰酸酯、环脂肪族异氰酸酯以及脂肪族异氰酸酯。氨基甲酸酯预聚物可以具有5重量％至30重量％(例如，5重量％至20重量％、8重量％至15重量％、9重量％至11重量％等)的异氰酸酯基含量(即NCO含量)。多元醇组分包含一种或多种不同的多元醇。一种或多种不同的多元醇可各自为聚醚或聚酯中的一种。
当使异氰酸酯组分与多元醇组分反应时，异氰酸酯指数可为90至115(例如，95至110、100至105等)。异氰酸酯指数是存在的异氰酸酯基(即NCO部分)的当量除以存在的含有异氰酸酯反应性氢的基团(即OH部分)的总当量乘以100。以另一种方式考虑，异氰酸酯指数是以百分比给出的异氰酸酯基与存在于配制品中的异氰酸酯反应性氢原子的比率。因此，异氰酸酯指数表示实际上用于配制品中的异氰酸酯相对于与用于配制品中的异氰酸酯反应性氢的量反应理论上所需的异氰酸酯量的百分比。
根据实施例，氨基甲酸酯预聚物组分包含使用形成反应混合物的预聚物形成的聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物。为了形成聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物，异氰酸酯组分占形成反应混合物的预聚物的总重量的20重量％至60重量％(例如25重量％至50重量％、30重量％至45重量％、35重量％至40重量％等)。多元醇组分占形成反应混合物的预聚物的总重量的30重量％至80重量％(例如45重量％至75重量％、50重量％至70重量％、55重量％至65重量％、60重量％至65重量％等)。形成反应混合物的预聚物还可包含添加剂组分，所述添加剂组分包含经配制以起始、此外和/或加速异氰酸酯组分与多元醇组分之间的反应的催化剂。例如，催化剂可包含本领域中已知的此类催化剂中的至少一种。添加剂组分还可包含选自溴乙酸酯、三氯乙酸、氰基乙酸酯、硫酸二甲酯、苯甲酰氯以及乙酰氯的群组的其它添加剂。添加剂组分占形成反应混合物的预聚物的总重量的小于5重量％(例如，0.01重量％至0.05重量％、0.15重量％至0.1重量％等)。
在形成反应混合物的预聚物的异氰酸酯组分中的一种或多种异氰酸酯的示例性异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二异氰酸甲苯酯(TDI)、间-亚苯基二异氰酸酯、对-亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)及其各种异构体和/或衍生物。使用其2，4′-异构体、2，2′-异构体和4，4′-异构体中的至少一种，MDI可具有聚合物、共聚物、混合物，或改性的聚合物形式。示例性MDI产品可以商标名伊索内特(ISONATE)、PAPI以及沃兰特(VORANATE)购自陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)。使用其2，4-异构体和2，6-异构体中的至少一种，TDI可具有聚合物、共聚物、混合物或改性的聚合物形式。示例性TDI产品可以商标名沃兰特购自陶氏化学公司。
根据一个示例性实施例，在形成反应混合物的预聚物中的异氰酸酯组分可包含芳香族二异氰酸酯混合物，其包含至少两种不同芳香族二异氰酸酯，例如MDI或TDI的不同异构体的混合物，或MDI与TDI的混合物。根据示例性实施例，以异氰酸酯组分的总重量计，芳香族二异氰酸酯混合物可包含至少60重量％的4，4′-亚甲基二苯基异氰酸酯以及余量的选自不同于4，4′-亚甲基二苯基异氰酸酯的TDI的异构体和MDI的一种异构体的群组中的至少一种(例如，混合物比率为60重量％和40重量％、70重量％和30重量％、80重量％和20重量％、90重量％和10重量％、95重量％和5重量％、98重量％和2重量％等)。例如，以异氰酸酯组分的总重量计，芳香族二异氰酸酯混合物可包含至少60重量％的4，4′-亚甲基二苯基异氰酸酯以及余量的2，4′-亚甲基二苯基异氰酸酯。
用于形成聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物的多元醇组分包含至少一种聚碳酸酯多元醇，例如包含一种聚碳酸酯二醇、一种或多种不同的聚碳酸酯二醇、或一种聚碳酸酯二醇和一种或多种其它多元醇。可包含于多元醇组分中的其它多元醇包括，例如聚醚多醇、聚酯多元醇、酯-碳酸酯多元醇以及醚-碳酸酯多元醇。在多元醇组分中的每种多元醇可具有2至8(例如2至4)的标称羟基官能度。根据一个示例性实施例，以形成反应混合物的预聚物的总重量计，用于形成预聚物的反应混合物包含30重量％至80重量％(例如，40重量％至70重量％、30重量％至60重量％、50重量％至80重量％等)的聚碳酸酯二醇。例如，以形成反应混合物的预聚物的总重量计，形成反应混合物的预聚物包含30重量％至45重量％的异氰酸酯组分，以及55重量％至70重量％的形成多元醇组分的聚碳酸酯二醇。
聚碳酸酯多元醇可以是至少一种二醇(例如包含至少一种烷二醇)和含有羰基部分的组分(例如包含选自碳酸酯和光气的群组中的至少一种此类部分)之间的反应的产物。可用于形成聚碳酸酯多元醇的示例性的二醇包括1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，2-十二烷二醇、环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，4-二乙基-1，5-戊二醇、双(2-羟乙基)醚、双(6-羟己基)醚、具有低于700g/mol的数均分子量的短链C2、C3、或C4聚醚二醇、其组合，以及其异构体。示例性碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸三亚甲酯、碳酸亚乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亚丙酯、聚(碳酸亚丙酯)以及聚(双酚A碳酸酯)。聚碳酸酯多元醇可以通过使包含二醇和含有羰基部分的组分的反应混合物进行聚合反应来获得。例如，所得聚碳酸酯多元醇可以是羟基封端的聚碳酸酯二醇。
聚碳酸酯多元醇可包含来自具有2至50个碳原子(例如，2至20个碳原子、3至6个碳原子、5至6个碳原子等)的呈分支链或非分支链形式的一种或多种烷二醇(其也可以杂有额外杂原子，如氧(O))的重复单元。具有来自一种或多种烷二醇组分的重复单元的示例性聚碳酸酯多元醇可以商标名伊铁纳科尔(ETERNACOLL)购自宇部兴产(UBEIndustries)，以及以商标名德士莫芬(DESMOPHEN)购自拜耳材料科技有限责任公司(BayerMaterialScience，LLC)。例如，聚碳酸酯多元醇是选自1，6-己二醇类聚碳酸酯二醇、1，5-戊二醇类聚碳酸酯二醇、1-4-丁二醇类聚碳酸酯二醇以及1，3-丙二醇类聚碳酸酯二醇的群组中的一种。根据一个示例性实施例，聚碳酸酯多元醇为1，6-己二醇与碳酸酯的反应产物，如1，4-环己烷二甲醇。
聚碳酸酯多元醇可具有750g/mol至5000g/mol(例如，1000g/mol至5000g/mol、1500g/mol至3000g/mol、1800g/mol至2200g/mol等)的数均分子量。聚碳酸酯多元醇可具有22mgKOH/g至220mgKOH/g(例如，35mgKOH/g至150mgKOH/g、45mgKOH/g至75mgKOH/g、50mgKOH/g至60mgKOH/g等)的标称羟值。聚碳酸酯多元醇可具有300cp至15,000cp的平均粘度，如在75℃下通过平行板流变测定所测量。例如，聚碳酸酯多元醇可以是中度粘稠的，其粘度在75℃下测量是1500cp至5000cp(例如，2000cp至3000cp等)。
用于形成聚碳酸酯多元醇的聚合反应可以通过催化剂组分的存在辅助。用于在催化剂组分存在下进行聚合反应以形成聚碳酸酯多元醇的方法包括例如转酯化反应。在转酯化反应中，使反应物在转酯化催化剂存在下并且在反应条件下接触。可以使用包含选自均相催化剂和非均相催化剂的群组中的至少一种的催化剂组分。用于聚碳酸酯多元醇的聚合反应的催化剂可以包括选自以下的群组中的至少一种：元素周期表的主族I、II、III以及IV、副族III和IV以及来自稀土族的元素中的一种的金属的氢氧化物、氧化物、金属醇盐、碳酸盐以及有机金属化合物(例如，Ti、Zr、Pb、Sn以及Sb的化合物尤其适用于本文所描述的方法)。在完成反应之后，催化剂可以留在所得产物中，或可以被分离、中和或掩蔽。
用于转酯化反应的温度可以在120℃至240℃之间。转酯化反应可以在大气压下进行；然而，还可能在较低或较高压力下形成转酯化反应。可以在活化循环结束时施加真空以去除任何挥发物。反应时间取决于如温度、压力以及使用的催化剂的类型和量等变量。
用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的预聚物组分可任选地包含至少一种不同于聚碳酸酯预聚物的其它预聚物。根据一个示例性实施例，以预聚物组分的总重量计，预聚物组分包含50重量％至99重量％(例如，60重量％至90重量％、75重量％至85重量％等)的聚碳酸酯预聚物，和余量的至少一种其它预聚物，如聚醚二醇衍生的预聚物(例如PTMEG衍生的预聚物)。以预聚物组分的总重量计，在多元醇组分中的其它预聚物的总重量可为1重量％至50重量％(例如，5重量％至35重量％、10重量％至30重量％、15重量％至25重量％等)。例如，预聚物组分可以是聚碳酸酯预聚物与聚醚二醇衍生的预聚物的80∶20至70∶30混合物。
用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的反应混合物还包含多元醇添加剂，所述多元醇添加剂包含聚碳酸酯多元醇和任选地至少一种其它多元醇。例如，任选地至少一种其它多元醇包括聚碳酸酯多元醇和/或聚醚二醇(如PTMEG)。多元醇添加剂可具有与上文关于形成聚碳酸酯预聚物和聚醚二醇衍生的预聚物所描述的多元醇类似的组成。例如，多元醇添加剂的聚碳酸酯多元醇可与用于形成聚碳酸酯预聚物的聚碳酸酯多元醇相同(如，以商标名伊铁纳科尔购自宇部兴产(UBEIndustries)的1，6-己二醇类聚碳酸酯二醇)。以反应混合物的总重量计，在反应混合物中的多元醇添加剂包含5重量％至40重量％(例如，5重量％至35重量％、10重量％至25重量％、15重量％至20重量％等)的聚碳酸酯多元醇。多元醇添加剂可占反应混合物的5重量％至40重量％(例如，5重量％至35重量％、10重量％至25重量％、15重量％至20重量％等)。
用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的反应混合物除氨基甲酸酯预聚物组分和多元醇添加剂之外，还包含二醇增链剂组分。二醇组分包含一种或多种不同的二醇。以反应混合物的总重量计，二醇组分在反应混合物中以5重量％至20重量％(例如，5重量％至15重量％、7重量％至10重量％等)的量存在。用于二醇增链剂的示例性二醇包含1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，2-十二烷二醇、环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，4-二乙基-1，5-戊二醇、双(2-羟乙基)醚、双(6-羟己基)醚、具有低于700g/mol的数均分子量的短链C2、C3或C4聚醚二醇、其组合，以及其异构体。用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的反应混合物可任选地包含三醇组分，例如其增加交联。例如，以反应混合物的总重量计，三醇组分可在反应混合物中以0.01重量％至5重量％的量存在。
用于聚氨基甲酸酯弹性密封件的反应混合物除氨基甲酸酯类预聚物组分、多元醇添加剂和二醇增链剂组分之外，还包含固化组分。固化组分包含至少一种胺类固化剂，其占反应混合物的总重量的0.01重量％至20重量％(例如，0.01重量％至10重量％、0.01重量％至4.5重量％、0.05重量％至3重量％、0.05重量％至1重量％等)。例如，胺类固化剂可以为双官能有机二胺化合物(如甲苯类二胺、苯基类二胺、烷基类二苯胺、聚醚类二胺，或异佛尔酮类二胺)或三官能有机二胺化合物(如苯基类三胺、烷基类三胺，或丙烯类三胺)。示例性胺类固化剂以商标名Caytur购自科聚亚(Chemtura)。根据一个示例性实施例，固化组分可包含二甲基硫代甲苯二胺。
固化组分可包含至少一种氯化芳香族二胺固化剂，其占固化组分的总重量的5重量％至100重量％(例如，20重量％至90重量％、30重量％至90重量％、50重量％至95重量％、80重量％至99重量％、90重量％至100重量％等)。氯化芳香族二胺固化剂可为例如选自4-氯-3，5-二氨基苯甲酸异丁酯、4-氯-1，2-二氨基苯甲酸异丁酯、4-氯-1，3-二氨基苯甲酸异丁酯、4-氯-1，4-二氨基苯甲酸异丁酯、二氯化、三氯化或四氯化1，3-或1，4-苯二胺的群组中的至少一种。例如，氯化芳香族二胺试剂为4-氯-3，5-二氨基苯甲酸异丁酯。
用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的反应混合物另外可包含其它组分，如选自硅酮类添加剂、增链剂、交联剂、填料、颜料和可以减小操作期间摩擦损耗的添加剂的群组中的至少一种。硅酮类添加剂可改进抗磨损性而不显著降低聚氨基甲酸酯弹性密封件的摩擦特性。硅酮类添加剂包含活性H原子，例如可包含羟基或胺官能团。硅酮类添加剂可以是无水的非反应性硅酮或非反应性硅酮油。
聚氨基甲酸酯弹性密封件可通过例如铸造工艺(如模具铸造工艺)形成。例如，聚氨基甲酸酯弹性密封件可以是密封部分经就地铸造并且与活塞轮轴接触固化的活塞密封件。在另一个实施例中，聚氨基甲酸酯弹性密封件可以是密封部分经浇铸并固化并且其后与活塞轮轴接触放置的活塞密封件。活塞密封件可以被模制以围绕活塞轮轴的最外表面对称地装配。在使用或不使用粘合剂(如具有环氧树脂类胶粘剂层)的情况下，活塞密封件可与活塞轮轴接触放置。
聚氨基甲酸酯弹性密封件(如活塞密封件)可通过首先通过将异氰酸酯组分(其包含至少一种异氰酸酯)与多元醇组分(其至少只包含聚碳酸酯二醇)反应来制备聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物组分而形成。然后，将聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物组分至少与二醇增链剂组分和固化组分(其包含二胺类固化剂)混合以形成反应混合物。以反应混合物的总重量计，预聚物组分在反应混合物以55重量％至90重量％的量存在，并且二醇增链剂组分以5重量％至20重量％的量存在。反应混合物可在模具中(例如，可混合反应混合物并且然后将其倒入模具中，或可将形成反应混合物的各种组分在模具内互混)，使得密封元件可使用模具和反应混合物形成。其后，可以固化密封元件以形成活塞密封件。
聚氨基甲酸酯弹性密封件可以在轴向活塞型液压泵(如混凝土泵)中用作活塞密封件。轴向活塞型液压泵可包括在来自外部动力源的驱动下通过轴旋转的圆筒，并且每个筒管包括至少一个活塞。每个活塞可具有当活塞在筒管中来回移动时延伸出圆筒以使活塞能够推动流体的连杆。活塞密封件可形成包围例如，完全包封一个活塞的外周、一个活塞的至少一部分的环形，以便实现围绕活塞的密封功能。活塞可设置有一个活塞密封件或多个邻接活塞密封件。
轴向活塞泵由于在压力下能够移动大量流体而适用作混凝土泵(或泥浆泵)。混凝土泵用于移动并放置混凝土的工艺。例如，混凝土泵可用于制造预铸并向上倾斜的混凝土面板、混凝土框架、平板构造、混凝土铺设或混凝土喷洒。混凝土泵可安装在卡车上或放入挂车中。混凝土泵送可在高压下发生，例如在约1,250磅/平方英寸的操作压力下。此外，混凝土自身是一种特有的磨料，并且混凝土材料可包含0.75重量％至1.00重量％的水以及99重量％的岩石、石头、沙、水泥和/或飞灰。这在泵内部产生恶劣的环境并且对活塞要求高，以提供足够压力移动混凝土材料。
因此，实施例涉及具有用于混凝土泵中的改进的抗磨损性并且具有改进的耐受混凝土泵的操作条件(如高温和高压)的能力的低摩擦活塞密封件。例如，根据ASTMD2240，即使在暴露于水解老化28天之后，所述活塞密封件可具有至少90(例如，90至100)的肖氏A硬度。在28天水解老化之后，活塞密封件可具有低于1％的质量损失。活塞密封件在28天水解老化之后可显示至少55％(例如，至少60％等)的拉伸强度保留率，在14天水解老化之后可显示至少65％(例如，至少75％、至少80％等)的拉伸强度保留率，并且在7天水解老化之后可显示至少90％(例如，至少95％等)的拉伸强度保留率。
除非另外指明，否则本文讨论的平均分子量为数均分子量。另外，除非另外指明，否则本文的百分比值基于重量百分比。
实例
使用以下材料：
丁二醇1，4-丁二醇的99％溶液(可购自西格玛奥德里奇公司(SigmaAldrich))。
UH-200数均分子量为约2,000g/mol的1，6-己二醇类聚碳酸酯二醇(可购自宇部兴产(UBEIndustries))。
ISONATETMM125具有33.3重量％NCO含量的4，4′-2，4′-MDI的约98/2重量百分比的异氰酸酯(可购自陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany))。
苯甲酰氯苯甲酰氯的99％溶液(可购自西格玛奥德里奇公司(SigmaAldrich))。
-A535无硅酮的聚合物消泡剂添加剂(可购自毕克化学助剂(BYKAdditives))。
PTMEG预聚物使用聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和二异氰酸甲苯酯(TDI)形成的HyperlastT140\95(可购自陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany))。
300由主要3，5-二甲基硫基-2，6-甲苯二胺和3，5-二甲基硫基-2，4-甲苯二胺的混合物组成的固化剂(可购自雅宝公司(AlbemarleCorporation))。
1604主要由4-氯-3，5-二氨基苯甲酸异丁基酯组成的固化剂(可购自莱茵化学(RheinChemie))。
MBoCA4，4′-亚甲基双(2-氯苯胺)的芳香族胺(可购自西格玛奥德里奇公司(SigmaAldrich))。
首先，用于工作实例1和工作实例2中的聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物的制备物是使用61.18重量％的UH-200、38.80重量％的ISONATETMM125和0.02重量％的苯甲酰氯制备。聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物通过使UH-200和ISONATETMM125在苯甲酰氯的存在下在80℃下反应2小时形成。所得异氰酸酯预聚物的NCO含量为10.34％(如根据ASTMD5155所测量)。比较例2包括可从陶氏化学公司作为HyperlastT140\95购得的PTMEG预聚物。如根据ASTMD5155所测量，PTMEG异氰酸酯预聚物的NCO含量为6.1％至6.7％。
其次，制备用于形成聚氨基甲酸酯弹性密封件的组合物。将聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物和PTMEG预聚物放入70℃至80℃的烘箱中。1小时后，将聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物混合40秒(在800rpm下10秒以及在2350rpm下30秒)。将固化剂置放在70℃至75℃的烘箱中30分钟。然后，根据下表1将聚碳酸酯-异氰酸酯和PTMEG预聚物与其对应的固化组分和增链剂组分混合。将所得混合物混合40秒(800rpm下10秒以及2350rpm下30秒)，并且然后快速倒入预热至100℃的两个包覆的铝盘之间，并且将内容物在100℃下在4000磅/平方英寸(27.58MPa)下压缩模制30分钟。15分钟后，使薄片脱模并且在100℃下在烘箱中后固化18小时。
表1
第三，评估工作实例1和工作实例2以及比较例A的薄片的特性。具体而言，评估工作实例1和比较例A的以下机械特性：
表2
工作实例1和比较例A的拉伸强度、伸长率和模量是在从薄片冲压的拉伸条(狗骨形)样品上根据ASTMD412获得。使用来自阿尔法科技公司(Alphatechnologies)的孟山都拉力计(MonsantoTensometer)测量所述特性。气动式夹紧狗骨件并且在5英寸/分钟(12.7cm/min)的应变速率下牵拉。工作实例1和比较例A的肖氏A硬度根据ASTMD2240在湿式老化试样上测量。参考表2，比较例A示出了28天水解老化后肖氏A硬度的下降，而工作实例1示出了28天水解老化后肖氏A硬度的微小变化。
评估工作实例1和比较例A的薄片在老化之后的质量损失对比。对于质量损失，在99℃水中老化指定持续时间的狗骨件在70℃下燥过夜，并且评估质量损失百分比。工作实例1显示在7天水解老化之后和在14天水解老化之后约低于0.5％的质量损失，以及在28水解老化之后约0.6％的质量损失。比较例A显示在7天水解老化之后约1.5％的质量损失、在14天水解老化之后约2.2％的质量损失，以及在28天水解老化之后约2.9％的质量损失。
在99℃下水解老化28天的时间段之后，评估工作实例1和工作实例2以及比较例A的薄片的拉伸强度保留率(测量为百分比)。工作实例1在7天水解老化之后具有约97％的拉伸强度保留率、在14天水解老化之后具有约81％的拉伸强度保留率，以及在28天水解老化之后具有约62％的拉伸强度保留率。工作实例2在7天水解老化之后具有约90％的拉伸强度保留率、在14天水解老化之后具有约67％的拉伸强度保留率，以及在21天水解老化之后具有约60％的拉伸强度保留率。比较例A在7天水解老化之后具有约14％的拉伸强度保留率、在14天水解老化之后具有约10％的拉伸强度保留率，以及在28天水解老化之后具有约4％的拉伸强度保留率。
第四，评估工作实例1和比较例A的配方的胶凝时间和脱模时间。胶凝时间范围测量为在将固化剂添加到预聚物之后在反应混合物内凝胶形成开始与拉丝开始(例如，弹性体形成开始)之间的时间。胶凝时间测量为在将表1中的配方在模具中混合(按照每种配方100克的规模)之后当用压舌板接触弹性体时弹性体示出形成串的时间。脱模时间测量为在将表1中的配方混合之后铸造弹性体部分可从模具移除而不变形的时间。工作实例1测量为具有从3分钟至4分钟的胶凝时间(基于在80℃下40秒的混合时间)和40分钟至45分钟的脱模时间(在100℃下)。
Claims (10)
1.一种用于形成液压泵的活塞密封件的方法，所述方法包括：
形成包含预聚物组分、多元醇添加剂、二醇组分和固化组分的反应混合物，其中：
所述预聚物组分包含聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物，其为至少异氰酸酯组分和聚碳酸酯多元醇组分的反应产物，并且以所述反应混合物的总重量计，所述预聚物组分以55重量％至90重量％的量存在，
所述多元醇添加剂包含聚碳酸酯多元醇，以所述反应混合物的总重量计，其以5重量％至40重量％的量存在，
以所述反应混合物的总重量计，所述二醇组分以5重量％至20重量％的量存在，并且
所述固化组分包含二胺类固化剂，以所述反应混合物的总重量计，其以0.01重量％至20重量％的量存在，
用所述反应混合物和模具形成密封元件，以及
固化所述密封元件以形成液压泵的活塞密封件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物为其中以所述混合物的总重量计所述聚碳酸酯多元醇组分以30重量％至80重量％的量存在并且所述异氰酸酯组分以20重量％至60重量％的量存在的混合物的反应产物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚碳酸酯多元醇组分包含聚碳酸酯二醇，并且所述聚碳酸酯-异氰酸酯预聚物为其中以所述混合物的总重量计所述聚碳酸酯二醇以55重量％至70重量％的量存在并且所述异氰酸酯组分以30重量％至45重量％的量存在的混合物的反应产物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中以所述反应混合物的总重量计，在所述反应混合物中的所述固化组分的量为0.01重量％至4.5重量％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述固化组分包含选自甲苯类二胺固化剂和氯化芳香族二胺固化剂的群组中的至少一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中以所述异氰酸酯组分100重量％的总量计，所述异氰酸酯组分包含至少60重量％的4，4′-亚甲基二苯基异氰酸酯和余量的2，4′-亚甲基二苯基异氰酸酯。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在所述密封元件被固化形成所述液压泵的所述活塞密封件之后，将所述活塞密封件附接到所述液压泵的活塞。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在所述液压泵的活塞上形成所述密封层，并且使所述密封层在所述活塞上就地固化。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述液压泵为混凝土泵。
10.一种液压泵，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的方法形成的活塞密封件。
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