CN106519638A - 一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：热塑性聚氨酯弹性体80‑95、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5‑0.8、丙烯醇11‑13、甲基三乙氧基硅烷0.7‑1、蒙脱石粉10‑16、三辛酸丁基锡1‑4、双丙酮丙烯酰胺0.7‑1、蓖麻酸钙1.2‑1.7、1，2‑二甲基咪唑0.7‑0.9、干酪素1‑2、偏硼酸铵1‑1.5、烷基醇酰胺0.6‑2、超细二氧化硅气凝胶7‑9、异氰酸酯1‑3、三元胺2‑5、异氰酸甲酯基环乙烷3.5‑4、高固低粘醇酸树脂2.3‑2.7。本发明的复合材料安全环保性好，生产过程中处理成本较低，将改性后的石粉与氧化硅气凝胶混合，采用硅烷处理，得到表面分散性好的改性填料，该填料可以在聚氨酯中很好的分散，提高了成品的强度和稳定性。

Description

一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料及其制备方法。
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，提供一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体80-95、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5-0.8、丙烯醇11-13、甲基三乙氧基硅烷0.7-1、蒙脱石粉10-16、三辛酸丁基锡1-4、双丙酮丙烯酰胺0.7-1、蓖麻酸钙1.2-1.7、1，2-二甲基咪唑0.7-0.9、干酪素1-2、偏硼酸铵1-1.5、烷基醇酰胺0.6-2、超细二氧化硅气凝胶7-9、异氰酸酯1-3、三元胺2-5、异氰酸甲酯基环乙烷3.5-4、高固低粘醇酸树脂2.3-2.7。
进一步地，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体90、脂肪醇聚氧乙烯醚0.6、丙烯醇12、甲基三乙氧基硅烷0.8、蒙脱石粉13、三辛酸丁基锡2、双丙酮丙烯酰胺0.8、蓖麻酸钙1.6、1，2-二甲基咪唑0.8、干酪素1.5、偏硼酸铵1.2、烷基醇酰胺1.3、超细二氧化硅气凝胶8、异氰酸酯2、三元胺4、异氰酸甲酯基环乙烷3.7、高固低粘醇酸树脂2.5。
一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述1，2-二甲基咪唑加入到其重量9-12倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为67-74℃，保温搅拌10-15分钟，加入上述干酪素，搅拌至常温，得醇分散液；
（2）将上述蒙脱石粉在700-760℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，与上述偏硼酸铵混合，加入到混合料重量9-10倍的去离子水中，升高温度为45-50℃，滴加浓度为10-15%的硫酸，调节pH为2-3，保温搅拌30-40分钟，过滤，将沉淀水洗2-3次，常温干燥，加入到其重量17-20倍的去离子水中，加入上述双丙酮丙烯酰胺，升高温度为58-60℃，保温搅拌10-20分钟，滴加3-4mol/l的氢氧化钠，调节pH为10-12，加入上述蓖麻酸钙，超声3-4分钟，过滤，将沉淀水洗2-3次，在50-60℃下真空干燥1-2小时，得改性石粉；
（3）将上述烷基醇酰胺加入到其重量71-80倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为35-40℃，加入上述改性石粉，超声2-3分钟，得改性石粉分散液；
（4）取上述热塑性聚氨酯弹性体重量的15-20%，与上述丙烯醇混合，送入到110-120℃的油浴中，保温搅拌10-14分钟，加入上述三辛酸丁基锡，继续保温搅拌3-5分钟，出料，与上述醇分散液、甲基三乙氧基硅烷、改性石粉分散液混合，超声10-20分钟，得硅烷醇液；
（5）将上述超细二氧化硅气凝胶加入到其重量27-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀，与上述硅烷醇液及剩余各原料混合，超声20-30分钟，送入烘箱中，在65-70℃下干燥完全，即得所述环保材料。
本发明的优点是：
本发明的复合材料安全环保性好，生产过程中处理成本低，本发明将改性后的石粉与氧化硅气凝胶混合，采用硅烷处理，得到表面分散性好的改性填料，该填料可以在聚氨酯中很好的分散，提高了成品的强度和稳定性。
具体实施方式
以下是本发明的实施例一。
一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体80、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5、丙烯醇11、甲基三乙氧基硅烷0.7、蒙脱石粉10、三辛酸丁基锡1、双丙酮丙烯酰胺0.7、蓖麻酸钙1.2、1，2-二甲基咪唑0.7、干酪素1、偏硼酸铵1、烷基醇酰胺0.6、超细二氧化硅气凝胶7、异氰酸酯1、三元胺2、异氰酸甲酯基环乙烷3.5、高固低粘醇酸树脂2.3。
以下是本发明的实施例二。
一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体90、脂肪醇聚氧乙烯醚0.6、丙烯醇12、甲基三乙氧基硅烷0.8、蒙脱石粉13、三辛酸丁基锡2、双丙酮丙烯酰胺0.8、蓖麻酸钙1.6、1，2-二甲基咪唑0.8、干酪素1.5、偏硼酸铵1.2、烷基醇酰胺1.3、超细二氧化硅气凝胶8、异氰酸酯2、三元胺4、异氰酸甲酯基环乙烷3.7、高固低粘醇酸树脂2.5。
以下是本发明的实施例三。
一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体95、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8、丙烯醇13、甲基三乙氧基硅烷1、蒙脱石粉16、三辛酸丁基锡4、双丙酮丙烯酰胺1、蓖麻酸钙1.7、1，2-二甲基咪唑0.9、干酪素2、偏硼酸铵1.5、烷基醇酰胺2、超细二氧化硅气凝胶9、异氰酸酯3、三元胺5、异氰酸甲酯基环乙烷4、高固低粘醇酸树脂2.7。
一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述1，2-二甲基咪唑加入到其重量11倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为67℃，保温搅拌13分钟，加入上述干酪素，搅拌至常温，得醇分散液；
（2）将上述蒙脱石粉在700℃下煅烧1小时，冷却至常温，与上述偏硼酸铵混合，加入到混合料重量9倍的去离子水中，升高温度为50℃，滴加浓度为13%的硫酸，调节pH为2，保温搅拌30分钟，过滤，将沉淀水洗3次，常温干燥，加入到其重量19倍的去离子水中，加入上述双丙酮丙烯酰胺，升高温度为60℃，保温搅拌20分钟，滴加3mol/l的氢氧化钠，调节pH为11，加入上述蓖麻酸钙，超声3分钟，过滤，将沉淀水洗3次，在50℃下真空干燥2小时，得改性石粉；
（3）将上述烷基醇酰胺加入到其重量80倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为40℃，加入上述改性石粉，超声3分钟，得改性石粉分散液；
（4）取上述热塑性聚氨酯弹性体重量的20%，与上述丙烯醇混合，送入到115℃的油浴中，保温搅拌13分钟，加入上述三辛酸丁基锡，继续保温搅拌4分钟，出料，与上述醇分散液、甲基三乙氧基硅烷、改性石粉分散液混合，超声15分钟，得硅烷醇液；
（5）将上述超细二氧化硅气凝胶加入到其重量28倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀，与上述硅烷醇液及剩余各原料混合，超声25分钟，送入烘箱中，在67℃下干燥完全，即得所述环保材料。
性能测试：
拉伸强度为14.6MPa，断裂伸长率为258%，垂直燃烧 (1.6mm) FV-O。

Claims (3)

1.一种环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体80-95、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5-0.8、丙烯醇11-13、甲基三乙氧基硅烷0.7-1、蒙脱石粉10-16、三辛酸丁基锡1-4、双丙酮丙烯酰胺0.7-1、蓖麻酸钙1.2-1.7、1，2-二甲基咪唑0.7-0.9、干酪素1-2、偏硼酸铵1-1.5、烷基醇酰胺0.6-2、超细二氧化硅气凝胶7-9、异氰酸酯1-3、三元胺2-5、异氰酸甲酯基环乙烷3.5-4、高固低粘醇酸树脂2.3-2.7。
2.根据权利要求1所述的环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体90、脂肪醇聚氧乙烯醚0.6、丙烯醇12、甲基三乙氧基硅烷0.8、蒙脱石粉13、三辛酸丁基锡2、双丙酮丙烯酰胺0.8、蓖麻酸钙1.6、1，2-二甲基咪唑0.8、干酪素1.5、偏硼酸铵1.2、烷基醇酰胺1.3、超细二氧化硅气凝胶8、异氰酸酯2、三元胺4、异氰酸甲酯基环乙烷3.7、高固低粘醇酸树脂2.5。
3.一种如权利要求1所述的环保型滚轮外圈聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将上述1，2-二甲基咪唑加入到其重量9-12倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为67-74℃，保温搅拌10-15分钟，加入上述干酪素，搅拌至常温，得醇分散液；
（2）将上述蒙脱石粉在700-760℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，与上述偏硼酸铵混合，加入到混合料重量9-10倍的去离子水中，升高温度为45-50℃，滴加浓度为10-15%的硫酸，调节pH为2-3，保温搅拌30-40分钟，过滤，将沉淀水洗2-3次，常温干燥，加入到其重量17-20倍的去离子水中，加入上述双丙酮丙烯酰胺，升高温度为58-60℃，保温搅拌10-20分钟，滴加3-4mol/l的氢氧化钠，调节pH为10-12，加入上述蓖麻酸钙，超声3-4分钟，过滤，将沉淀水洗2-3次，在50-60℃下真空干燥1-2小时，得改性石粉；
（3）将上述烷基醇酰胺加入到其重量71-80倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为35-40℃，加入上述改性石粉，超声2-3分钟，得改性石粉分散液；
（4）取上述热塑性聚氨酯弹性体重量的15-20%，与上述丙烯醇混合，送入到110-120℃的油浴中，保温搅拌10-14分钟，加入上述三辛酸丁基锡，继续保温搅拌3-5分钟，出料，与上述醇分散液、甲基三乙氧基硅烷、改性石粉分散液混合，超声10-20分钟，得硅烷醇液；
（5）将上述超细二氧化硅气凝胶加入到其重量27-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀，与上述硅烷醇液及剩余各原料混合，超声20-30分钟，送入烘箱中，在65-70℃下干燥完全，即得所述环保材料。
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