CN106589279A - 一种石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法，首先，自制预聚体，包括聚氨酯树脂66.5～71％；异氰酸酯15～20％；增强型石墨烯2～5％；阻燃剂5～8％；耐寒剂2％；耐磨剂2％；防老化剂1％；催化剂0.05～0.1％；凝胶延时剂0.1％；消泡剂0.1～0.2％；清洁并组装模具，模具内放置碳纤维网、钢丝网；制备交联剂，为预聚体总量的12～20％；将预聚体与交联剂进行预热再分别加入浇注机，灌入模具；模具放入烤箱，恒温硫化，脱模。本发明通过一次成型的石墨烯聚氨酯农业机械履带不会出现断裂与脱层的现象；使用寿命为普通橡胶的8倍以上；该履带的剪切强度、拉伸强度、耐磨度、抗老化度大幅提高。

Description

一种石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法
技术领域
本发明涉及农用机械履带技术，尤其涉及一种用于农用收割机、耕种机、挖掘机、采摘收集机等石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法。
背景技术
农业机械包括农用收割机、耕种机、挖掘机、采摘收集机等，主要用于农田作业，为松软或潮湿环境，该机械在这种环境作业都要通过履带来保持顺利行进。
以上是农业机械的概况，本案需要重点指出的是，现在市面上存在的农业机械履带所采用的都是钢铁材质或橡胶材质。这种钢铁或橡胶材质的履带存在如下缺点：
首先，对于采用钢铁履带存在的缺点如下：
(1)钢铁履带过于笨重，会消耗更多的能源，灵活度不够；
(2)钢铁履带的噪声过大，给操作者带来更多的不适感；
(3)钢铁履带很容易对普通道路路面带来较大的损害；
(4)钢铁履带安装比较繁琐。
其次，对于采用橡胶履带存在的缺点如下：
(1)橡胶履带式由橡胶和多层网布或钢丝热压而成，容易分层，导致使用效果下降、使用寿命缩短；
(2)橡胶履带是由橡胶制成，而橡胶的剪切强度和拉伸强度都相对较低，橡胶的耐老化性也较低，因此，橡胶履带在高强度的工作环境下其使用寿命很低；
(3)橡胶履带在-20℃环境下会出现发硬、脆性大、韧性大幅下降而导致履带断裂的状况，因而，橡胶履带在低温环境下使用效率大幅下降；
(4)橡胶不耐酸碱腐蚀，橡胶履带在南方酸雨环境下以及其它盐碱地带环境下作业会大幅缩短其使用寿命。
因此，针对以上，对现有技术进行有效创新。
发明内容
针对以上缺陷，本发明根据聚氨酯材质的高强度、高韧性、抗老化强的特征以及石墨烯的高拉伸强度及高耐候性的特征，提供一种轻便、易于安装、噪声小，对普通道路没有额外损害，有利于提高耐磨度高、剪切强度、拉伸强度、抗老化程度等，延长使用寿命的石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法，由以下步骤组成：
(1)采用模内一次成型法，首先，预先准备包括高温浇注机、离心机、烤箱、模具、脱模，清洁并组装模具，自制预聚体，按照重量百分比配制，该预聚体由以下材料组成：
聚氨酯树脂 66.5～71％；
异氰酸酯 15～20％；
增强型石墨烯 2～5％；
阻燃剂 5～8％；
耐寒剂 2％；
耐磨剂 2％；
防老化剂 1％；
催化剂 0.05～0.1％；
凝胶延时剂 0.1％；
消泡剂 0.1～0.2％；
(2)其次，模具内放置好2～3层碳纤维网、3～4层钢丝网；
(3)制备交联剂，按照重量百分比配制，该交联剂为预聚体总量的14～18％；
(4)将上述预聚体与交联剂进行预热再分别加入浇注机，调整好浇注机直接灌入模具；
(5)将灌好的模具放入烤箱，80～120℃恒温硫化6～12小时；
(6)最后，脱模出成品。
所述的石墨烯聚氨酯农业机械履带的制作方法采用聚醚法、聚酯法或聚己内酯法。
本发明所述的石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法的有益效果为：
(1)通过一次成型的石墨烯聚氨酯农业机械履带不会出现断裂与脱层的现象；
(2)使用寿命为普通橡胶的8倍以上；
(3)石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为″新材料之王″，抗拉强度和弹性模量分别为125GPa和1.1TPa，杨氏模量约为42N/m2，面积为1m2的石墨烯层片可承受4kg的质量，其强度约为普通钢的100倍；通过将石墨烯均匀分散在聚氨酯胶体里，使石墨烯在胶体中形成一个立体的网状结构，从而大幅度提高胶体的强度，如此便使该履带的剪切强度、拉伸强度、耐磨度、抗老化度大幅度提高；
(4)石墨烯聚氨酯在-50℃的环境下，形状和性能没有任何改变，从而使其耐低温的能力大幅提高；
(5)石墨烯聚氨酯在180℃环境下也能工作，并且130℃情况下可长期使用，所以其同样具备耐高温的能力；
(6)石墨烯聚氨酯有很好的耐酸碱腐蚀的能力，将石墨烯聚氨酯材料放在10％的硫酸溶液以及8％的氢氧化钠溶液中60天后，其形状和性能未发生任何改变，而普通自然环境中的酸碱度对石墨烯聚氨酯履带式没有任何影响。
(7)该石墨烯聚氨酯履带具有B2防火等级。
具体实施方式
本发明实施例所述的石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法，由以下步骤组成：
(1)采用模内一次成型法，首先，预先准备包括高温浇注机、离心机、烤箱、模具、脱模，清洁并组装模具，自制预聚体，按照重量百分比配制，该预聚体由以下材料组成：
聚氨酯树脂 66.5～71％；
异氰酸酯 15～20％；
增强型石墨烯 2～5％；
阻燃剂 5～8％；
耐寒剂 2％；
耐磨剂 2％；
防老化剂 1％；
催化剂 0.05～0.1％；
凝胶延时剂 0.1％；
消泡剂 0.1～0.2％；
(2)其次，模具内放置好2～3层碳纤维网、3～4层钢丝网；
(3)制备交联剂，按照重量百分比配制，该交联剂为预聚体总量的14～18％；
(4)将上述预聚体与交联剂进行预热再分别加入浇注机，调整好浇注机直接灌入模具；
(5)将灌好的模具放入烤箱，80～120℃恒温硫化6～12小时；
(6)最后，脱模出成品。
以上本发明实施例所述的石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产工艺是由各种液体原料和粉体混合反应固话成型的一次成型体，其组成的原料成份分为三个系列：聚醚系列、聚酯系列、聚己内酯系列。
以上实施例是本发明较优选具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法，其特征在于，由以下步骤组成：
(1)采用模内一次成型法，首先，预先准备包括高温浇注机、离心机、烤箱、模具、脱模，清洁并组装模具，自制预聚体，按照重量百分比配制，该预聚体由以下材料组成：
聚氨酯树脂66.5～71％；
异氰酸酯15～20％；
增强型石墨烯2～5％；
阻燃剂5～8％；
耐寒剂2％；
耐磨剂2％；
防老化剂1％；
催化剂0.05～0.1％；
凝胶延时剂0.1％；
消泡剂0.1～0.2％；
(2)其次，模具内放置好2～3层碳纤维网、3～4层钢丝网；
(3)制备交联剂，按照重量百分比配制，该交联剂为预聚体总量的14～18％；
(4)将上述预聚体与交联剂进行预热再分别加入浇注机，调整好浇注机直接灌入模具；
(5)将灌好的模具放入烤箱，80～120℃恒温硫化6～12小时；
(6)最后，脱模出成品。
2.根据权利要求1所述的石墨烯聚氨酯农业机械履带的生产方法，其特征在于：所述的石墨烯聚氨酯农业机械履带的制作方法采用聚醚法、聚酯法或聚己内酯法。
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