CN106497010A - 一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：纳米二氧化硅9‑11、三乙醇胺油酸皂0.6‑0.8、三甲基苄基氯化铵2.5‑3、硫醇丁基锡0.2‑0.8、苯骈三氮唑0.4‑0.7、吡啶硫酮锌1‑2、苯胺9‑12、过氧化二异丙苯0.07‑0.1、硫酸铝铵1.7‑2、十二烷基硫醇2‑4、热塑性聚氨酯弹性体100‑120、烯基琥珀酸酐1.3‑2、酚醛树脂1‑1.5、高耐磨碳黑4‑5、氧化锌11‑13、磷酸三丁酯1.2‑1.5、亚麻纤维58‑73。本发明的材料弹性好，抗压性好，不易损毁，使用寿命长，耐候性好，综合性能优越。

Description

一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等，是应用广泛的高分子材料，主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体、聚氨酯防水材料、聚氨酯涂料、聚氨酯胶黏剂和聚氨酯生物医用材料等，聚氨酯具有良好的物理和力学性能，硬度范围宽、强度高，具有耐磨、耐油、耐化学腐蚀、耐撕裂、耐臭氧、耐辐射、吸震能力强、黏合性好、加工方式多样，在许多工业领域都有广泛的应用。然而其耐老化性、耐高温性、表面自由能以及耐沾污性不好，限制了进一步的应用，为了改善聚氨酯的这些缺陷，赋予聚氨酯材料一些特殊的性能，人们对聚氨酯进行了改性研究，而本发明主要将聚氨酯用于滚轮外圈，这就要求其具有更高的抗压强度、耐老化等性能。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅9-11、三乙醇胺油酸皂0.6-0.8、三甲基苄基氯化铵2.5-3、硫醇丁基锡0.2-0.8、苯骈三氮唑0.4-0.7、吡啶硫酮锌1-2、苯胺9-12、过氧化二异丙苯0.07-0.1、硫酸铝铵1.7-2、十二烷基硫醇2-4、热塑性聚氨酯弹性体100-120、烯基琥珀酸酐1.3-2、酚醛树脂1-1.5、高耐磨碳黑4-5、氧化锌11-13、磷酸三丁酯1.2-1.5、亚麻纤维58-73。
进一步地，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅9.7、三乙醇胺油酸皂0.75、三甲基苄基氯化铵2.8、硫醇丁基锡0.5、苯骈三氮唑0.5、吡啶硫酮锌1.3、苯胺11、过氧化二异丙苯0.09、硫酸铝铵1.9、十二烷基硫醇3、热塑性聚氨酯弹性体113、烯基琥珀酸酐1.45、酚醛树脂1.4、高耐磨碳黑4.5、氧化锌12、磷酸三丁酯1.4、亚麻纤维70。
一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述苯骈三氮唑加入到其重量35-43倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为70-84℃，保温搅拌3-6分钟，加入上述三乙醇胺油酸皂，搅拌至常温，加入上述石墨粉，搅拌均匀，得醇分散液；
（2）取上述烯基琥珀酸酐，加入到其重量9-13倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为65-68℃，加入上述三甲基苄基氯化铵，保温搅拌5-8分钟，得氯化铵分散液；
（3）将上述硫酸铝铵、纳米二氧化硅混合，加入到混合料重量57-60倍的去离子水中，升高温度为43-45℃，加入上述十二烷基硫醇，超声15-25分钟，与上述氯化铵分散液混合，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗2-3次，在50-60℃下真空干燥1-2小时，得改性纳米填料；
（4）将上述苯胺加入到醇分散液中，搅拌均匀，通入氮气，加入上述吡啶硫酮锌，升高温度为70-75℃，加入改性纳米填料、过氧化二异丙苯，保温搅拌30-40分钟，加入上述硫醇丁基锡，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗3-4次，常温干燥，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入挤出机，熔融挤出，冷却，即得所述聚氨酯材料。
本发明的优点是：
本发明首先将纳米二氧化硅改性后再参与到苯胺的聚合反应中，得到聚合物改性的纳米材料，然后将其加入到聚氨酯中，可以有效的提高各原料的相容性，增强成品复合材料的稳定性，本发明的材料还加入了高耐磨碳黑和亚麻纤维，进一步提高了成品的耐磨性，本发明的材料弹性好，抗压性好，不易损毁，使用寿命长，耐候性好，综合性能优越。
具体实施方式
以下是本发明的实施例一。
一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅9、三乙醇胺油酸皂0.6、三甲基苄基氯化铵2.5、硫醇丁基锡0.2、苯骈三氮唑0.4、吡啶硫酮锌1、苯胺9、过氧化二异丙苯0.07、硫酸铝铵1.7、十二烷基硫醇2、热塑性聚氨酯弹性体100、烯基琥珀酸酐1.3、酚醛树脂1、高耐磨碳黑4、氧化锌11、磷酸三丁酯1.2、亚麻纤维58。
以下是本发明的实施例二。
一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅9.7、三乙醇胺油酸皂0.75、三甲基苄基氯化铵2.8、硫醇丁基锡0.5、苯骈三氮唑0.5、吡啶硫酮锌1.3、苯胺11、过氧化二异丙苯0.09、硫酸铝铵1.9、十二烷基硫醇3、热塑性聚氨酯弹性体113、烯基琥珀酸酐1.45、酚醛树脂1.4、高耐磨碳黑4.5、氧化锌12、磷酸三丁酯1.4、亚麻纤维70。
以下是本发明的实施例三。
一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅11、三乙醇胺油酸皂0.8、三甲基苄基氯化铵3、硫醇丁基锡0.8、苯骈三氮唑0.7、吡啶硫酮锌2、苯胺12、过氧化二异丙苯0.1、硫酸铝铵2、十二烷基硫醇4、热塑性聚氨酯弹性体120、烯基琥珀酸酐2、酚醛树脂1.5、高耐磨碳黑5、氧化锌13、磷酸三丁酯1.5、亚麻纤维73。
一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述苯骈三氮唑加入到其重量38倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为78℃，保温搅拌4分钟，加入上述三乙醇胺油酸皂，搅拌至常温，加入上述石墨粉，搅拌均匀，得醇分散液；
（2）取上述烯基琥珀酸酐，加入到其重量11倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为66℃，加入上述三甲基苄基氯化铵，保温搅拌6分钟，得氯化铵分散液；
（3）将上述硫酸铝铵、纳米二氧化硅混合，加入到混合料重量58倍的去离子水中，升高温度为44℃，加入上述十二烷基硫醇，超声17分钟，与上述氯化铵分散液混合，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗2次，在60℃下真空干燥1小时，得改性纳米填料；
（4）将上述苯胺加入到醇分散液中，搅拌均匀，通入氮气，加入上述吡啶硫酮锌，升高温度为70℃，加入改性纳米填料、过氧化二异丙苯，保温搅拌33分钟，加入上述硫醇丁基锡，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗3次，常温干燥，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入挤出机，熔融挤出，冷却，即得所述聚氨酯材料。
性能测试：
拉伸强度为23.3MPa，断裂伸长率为339%，垂直燃烧 (1.6mm) FV-O。

Claims (3)

1.一种滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅9-11、三乙醇胺油酸皂0.6-0.8、三甲基苄基氯化铵2.5-3、硫醇丁基锡0.2-0.8、苯骈三氮唑0.4-0.7、吡啶硫酮锌1-2、苯胺9-12、过氧化二异丙苯0.07-0.1、硫酸铝铵1.7-2、十二烷基硫醇2-4、热塑性聚氨酯弹性体100-120、烯基琥珀酸酐1.3-2、酚醛树脂1-1.5、高耐磨碳黑4-5、氧化锌11-13、磷酸三丁酯1.2-1.5、亚麻纤维58-73。
2.根据权利要求1所述的滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
纳米二氧化硅9.7、三乙醇胺油酸皂0.75、三甲基苄基氯化铵2.8、硫醇丁基锡0.5、苯骈三氮唑0.5、吡啶硫酮锌1.3、苯胺11、过氧化二异丙苯0.09、硫酸铝铵1.9、十二烷基硫醇3、热塑性聚氨酯弹性体113、烯基琥珀酸酐1.45、酚醛树脂1.4、高耐磨碳黑4.5、氧化锌12、磷酸三丁酯1.4、亚麻纤维70。
3.一种如权利要求1所述的滚轮外圈耐磨损聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将上述苯骈三氮唑加入到其重量35-43倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为70-84℃，保温搅拌3-6分钟，加入上述三乙醇胺油酸皂，搅拌至常温，加入上述石墨粉，搅拌均匀，得醇分散液；
（2）取上述烯基琥珀酸酐，加入到其重量9-13倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为65-68℃，加入上述三甲基苄基氯化铵，保温搅拌5-8分钟，得氯化铵分散液；
（3）将上述硫酸铝铵、纳米二氧化硅混合，加入到混合料重量57-60倍的去离子水中，升高温度为43-45℃，加入上述十二烷基硫醇，超声15-25分钟，与上述氯化铵分散液混合，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗2-3次，在50-60℃下真空干燥1-2小时，得改性纳米填料；
（4）将上述苯胺加入到醇分散液中，搅拌均匀，通入氮气，加入上述吡啶硫酮锌，升高温度为70-75℃，加入改性纳米填料、过氧化二异丙苯，保温搅拌30-40分钟，加入上述硫醇丁基锡，搅拌至常温，过滤，将沉淀水洗3-4次，常温干燥，与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入挤出机，熔融挤出，冷却，即得所述聚氨酯材料。
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