CN106633793A - 一种滚轮外圈聚氨酯环保材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滚轮外圈聚氨酯环保材料，它是由下述重量份的原料组成的：热塑性聚氨酯弹性体100‑110、环氧大豆油4‑7、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5‑1、丙烯醇7‑9、甲基三乙氧基硅烷0.6‑1、蒙脱石粉10‑13、三辛酸丁基锡1‑2、双丙酮丙烯酰胺0.7‑1、蓖麻酸钙1.6‑2、1，2‑二甲基咪唑0.7‑1、干酪素1‑2、偏硼酸铵2‑3、烷基醇酰胺0.6‑2、超细二氧化硅气凝胶4‑6。本发明的复合材料不含有毒有害的挥发性物质，安全环保性好，生产过程中无有毒废弃物产生，降低了处理成本。

Description

一种滚轮外圈聚氨酯环保材料及其制备方法
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聚氨酯环保材料及其制备方法。
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，提供一种滚轮外圈聚氨酯环保材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种滚轮外圈聚氨酯环保材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体100-110、环氧大豆油4-7、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5-1、丙烯醇7-9、甲基三乙氧基硅烷0.6-1、蒙脱石粉10-13、三辛酸丁基锡1-2、双丙酮丙烯酰胺0.7-1、蓖麻酸钙1.6-2、1，2-二甲基咪唑0.7-1、干酪素1-2、偏硼酸铵2-3、烷基醇酰胺0.6-2、超细二氧化硅气凝胶4-6。
一种所述的滚轮外圈聚氨酯环保材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述1，2-二甲基咪唑加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蓖麻酸钙，升高温度为60-64℃，保温搅拌7-10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27-30%，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：
本发明的复合材料不含有毒有害的挥发性物质，安全环保性好，生产过程中无有毒废弃物产生，降低了处理成本，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。
一种滚轮外圈聚氨酯环保材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体100、环氧大豆油4、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5、丙烯醇7、甲基三乙氧基硅烷0.6、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1.6、1，2二甲基咪唑0.7、干酪素1、偏硼酸铵2、烷基醇酰胺0.6、超细二氧化硅气凝胶4。
以下是本发明的实施例二。
一种滚轮外圈聚氨酯环保材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体110、环氧大豆油7、脂肪醇聚氧乙烯醚1、丙烯醇9、甲基三乙氧基硅烷1、蒙脱石粉13、三辛酸丁基锡2、双丙酮丙烯酰胺1、蓖麻酸钙2、1，2-二甲基咪唑1、干酪素2、偏硼酸铵3、烷基醇酰胺2、超细二氧化硅气凝胶6。
以下是本发明的实施例三。
一种滚轮外圈聚氨酯环保材料，它是由下述重量份的原料组成的：
热塑性聚氨酯弹性体105、环氧大豆油6、脂肪醇聚氧乙烯醚0.7、丙烯醇8、甲基三乙氧基硅烷0.8、蒙脱石粉12、三辛酸丁基锡1.5、双丙酮丙烯酰胺0.9、蓖麻酸钙1.7、1，2-二甲基咪唑0.8、干酪素1.3、偏硼酸铵2.3、烷基醇酰胺1.7、超细二氧化硅气凝胶5。
一种所述的滚轮外圈聚氨酯环保材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述1，2二甲基咪唑加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蓖麻酸钙，升高温度为60℃，保温搅拌7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45℃，滴加浓度为10%的硫酸，调节pH为2，保温搅拌30分钟，过滤，将沉淀水洗2次，常温干燥，加入到其重量17倍的去离子水中，加入上述双丙酮丙烯酰胺，升高温度为58℃，保温搅拌10分钟，滴加3mol/l的氢氧化钠，调节pH为10，加入上述蓖麻酸钙，超声3分钟，过滤，将沉淀水洗2次，在50℃下真空干燥1小时，得改性石粉；
（3）将上述烷基醇酰胺加入到其重量71倍的去离子水中，搅拌均匀，升高温度为35℃，加入上述改性石粉，超声2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27%，与上述丙烯醇混合，送入到110℃的油浴中，保温搅拌10分钟，加入上述三辛酸丁基锡，继续保温搅拌3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分钟，送入烘箱中，在65℃下干燥完全，即得所述环保材料。
性能测试：
拉伸强度为13.5MPa，断裂伸长率为2860%，垂直燃烧 (1.6mm) FV-O。

Claims (2)

1.一种滚轮外圈聚氨酯环保材料，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100-110、环氧大豆油4-7、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5-1、丙烯醇7-9、甲基三乙氧基硅烷0.6-1、蒙脱石粉10-13、三辛酸丁基锡1-2、双丙酮丙烯酰胺0.7-1、蓖麻酸钙1.6-2、1，2-二甲基咪唑0.7-1、干酪素1-2、偏硼酸铵2-3、烷基醇酰胺0.6-2、超细二氧化硅气凝胶4-6。
2.一种如权利要求1所述的滚轮外圈聚氨酯环保材料的制备方法，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10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入蓖麻酸钙，升高温度为60-64℃，保温搅拌7-10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27-30%，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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