CN107559472B - 一种阀盖体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀盖体，主要包括阀盖体骨架，阀盖体骨架的表面设置一层聚氨酯橡胶层，聚氨酯橡胶层2由甲乙两种组分按质量比计甲：乙＝2:1的比例混合而成，其中：甲组分包括以下组分：羟甲基烯丙基醚，端羟基聚丁二烯‑丙烯腈，异佛尔酮二异氰酸酯，N‑羟乙基乙二胺，甲苯；3,3‑二氯4,4‑二氨基二苯甲烷，碳黑，高岭土，甲苯磺酸；乙组分包括以下组分：丁苯胶乳，溴碳聚氨酯树脂，羟基丁苯橡胶乳液，防老剂4040NA，促进剂D，促进剂DM，硬脂酸，白炭黑，抗氧剂1010，滑石粉，碳酸钙，辅料。该阀盖体具有良好的物理性能，能在工况条件苛刻下使用，使用寿命长，成本低廉。

Description

一种阀盖体

技术领域

本发明涉及一种阀盖体，具体涉及一种阀盖体。

背景技术

SPM阀门，SPM作为石油天燃气领域泥浆泵和流体设备的领先者，生产品种最齐全，技术最先进的一系列高压柱塞泵以及各类各种高压组合管汇、流体控制元件，这些产品被广泛应用于油田钻井、固井、测试、酸化压裂、连续油管及砂控作业、海洋平台等领域，而SPM阀盖体是SPM阀门主要部件之一，被广泛用于石油天燃气及页岩气开采领域，表面所履一层3mm厚的聚氨酯弹性体，其作用是使阀盖在输送物料的往复运动中保证其高精度密封性，同时起到降低或消除噪音的作用，由于阀盖体是在井下作业，工况条件苛刻，所以此聚氨酯橡胶的配方设计，具有其独特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种阀盖体，该阀盖体具有良好的物理性能，能在工况条件苛刻下使用，使用寿命长，成本低廉。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种阀盖体，主要包括阀盖体骨架，阀盖体骨架的表面设置一层聚氨酯橡胶层，聚氨酯橡胶层2由甲乙两种组分按质量比计甲：乙＝2:1的比例混合而成，其中：

甲组分按质量份数计包括以下组分：

羟甲基烯丙基醚：10-15份，端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)：20-25份，异佛尔酮二异氰酸酯：12-15份，N-羟乙基乙二胺：5-7份，甲苯：12-15份；3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷：18-21份，碳黑：1-3份，高岭土：0.5-1份，甲苯磺酸：0.5-1份；

乙组分按质量份数计包括以下组分：

丁苯胶乳：20-25份，溴碳聚氨酯树脂：15-18份，羟基丁苯橡胶乳液：10-15份，防老剂4040NA：2-4份，促进剂D：1-3份，促进剂DM：0.5-1份，硬脂酸：5-7份，白炭黑：1-3份，抗氧剂1010:2-4份，滑石粉：1-2份，碳酸钙：2-4份，辅料：0.5-0.8份；

辅料为复合稀土，复合稀土按按重量百分比包含以下成分：Y：13-15％，Sc：16-18％，Gd：9-11％，Sm：18-20％，Pr：9-11％，余量为La，以上各组分之和为100％。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述阀盖体，丁苯胶乳的制备方法具体步骤如下：

将丁二烯、苯乙烯、聚氧乙烯酚烷基醚、叔十二碳硫醇加入到反应釜中，在温度为70-75℃下聚合反应6-7h，然后降温至室温，再加入磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾搅拌20-30min，即得到丁苯胶乳；

其中，苯乙烯和丁二烯质量比为2.5-3:1，其中苯乙烯的纯度≥99％；磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾质量比为0.3-1:1.5:0.3。

前述阀盖体，溴碳聚氨酯树脂复合材料按质量份数计包括以下组分：

2,4-甲苯二异氰酸酯：15-18份，聚乙二醇-400：10-13份，三羟甲基丙烷：13-15份，四溴双酚A：20-24，乙酸丁酯：10-12份，环己酮：5-8份，芳香族聚酰胺短纤维：25-30份。

溴碳聚氨酯树脂制备方法，具体包括以下步骤：

a.将聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷及环己酮加入250ml的三口烧瓶中搅拌加热，三口烧瓶上装有搅拌装置、分水器剂冷凝管，在130-140℃下回流脱水2-3h；

b.降低温度至60-70℃时，向三口烧瓶中加入2,4-甲苯二异氰酸酯，以脱水后的醋酸丁酯为溶剂在30-35℃下将四溴双酚A溶解得到四溴双酚A溶液，将四溴双酚A溶液加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二正丁基锡，搅拌加热在70-75℃下反应20-30min；

c.反应结束后自然冷却至室温，将步骤a中脱水后的原料加入到三口烧瓶中，并补加二月桂酸二正丁基锡，在60-65℃下反应15-20min，降温至室温出料，得到溴碳聚氨酯预聚体；

d.将制备得到的聚氨酯预聚体混入芳香族聚酰胺短纤维，并混合均匀，然后加入2,4-甲苯二异氰酸酯再次混合均匀，将纤维与预聚体的混合物涂覆入模型槽内，在75℃下预硫化1-3h后备用；

e.清理模具，并在模具内涂覆聚乙烯蜡，并将模具预热至70-80℃，将预硫化后的纤维和预聚体混合物放置在模具中，合模，将温度升至125-140℃，固化，待模具自然冷却至室温时，脱模得到溴碳聚氨酯复合材料。

前述阀盖体，聚氨酯橡胶层的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将羟甲基烯丙基醚和甲苯投入反应器中，搅拌并逐渐升温至100-110℃，保温1-3h，然后缓慢降温，先降温至70-75℃，再降温至35℃以下，然后在搅拌状态下加入端羟基聚丁二烯-丙烯腈及异佛尔酮二异氰酸酯，，搅拌30-40min后进行升温，升温至80-85℃并保温2h，再降温至40-45℃，然后再加入3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷，反应升温至110-120℃，反应过程中加入碳黑、高岭土及甲苯磺酸，最后加入N-羟乙基乙二胺反应结束后得到预聚体放入密闭容器中24h后备用；

(2)将步骤(1)中制备得到的物料、丁苯胶乳、溴碳聚氨酯树脂及羟基丁苯橡胶乳液送入搅拌机，搅拌20min，搅拌速度为135-140r/min，然后加入白炭黑、滑石粉及碳酸钙，搅拌15-20min，搅拌速度为90-100r/min，等充分混合均匀后将防老剂4040NA、促进剂DM、促进剂D、抗氧剂1010及硬脂酸加入搅拌机中，在高剪切力作用下高速搅拌15min，搅拌速度为300-320r/min，最后添加辅料，充分搅拌均匀，过滤出料待用；

(3)将步骤(2)中得到的物料投入硫化锅中，硫化15-20min，升温至85℃，保温20-30min，随后降温出料得到成品。

前述阀盖体，步骤(1)制备得到的预聚体中异氰酸基含量控制在6.10-6.50％。

本发明的有益效果是：

国内使用较多的防火橡胶层仍是通过添加大量小分子阻燃剂来达到阻燃的目的，由于大量小分子阻燃剂的添加，降低了橡胶的耐水性能，且不能保证橡胶的长期高效阻燃；而本发明的溴碳聚氨酯树脂复合材料是一种合成的含溴阻燃高分子材料，其用作橡胶的基体树脂解决了橡胶基体树脂的易燃问题，同时溴碳聚氨酯树脂复合材料作为有机高分子材料也解决了橡胶中因大量添加阻燃剂致使橡胶耐水、耐候性能不佳、阻燃时效短的缺陷的问题，达到了长期高效的阻燃目的。

本发明中的溴碳聚氨酯树脂具有较高的强度、弹性及断裂伸长率，而芳纶纤维具有比强度高、比模量高等优异性能，将芳纶纤维加入到溴碳聚氨酯树脂中使之结合起来得到溴碳聚氨酯树脂复合材料，能获得高强度、高模量、高耐磨、耐撕裂的材料，增强了橡胶的性能，延长了钢结构的使用寿命，保证了安全性。

本发明中在制备溴碳聚氨酯树脂复合材料时采用分段加料法，能得到分子量的聚氨酯预聚体，由于四溴双酚A中的OH与NCO反应活性明显低聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷与NCO的反应活性，若将所有原料一次加入进行反应，则聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷与2,4-甲苯二异氰酸酯中对位NCO反应后，四溴双酚A再与邻位或对位剩余的NCO反应，以至于产物结构不规整，分子量分布不均匀，若也没有氢键的作用时，即使在低温或高拉伸比时，也不易结晶，引起应力-应变曲线上强度值的急剧降低，不利于提高其极限性质，且延长了反应时间，因此先将四溴双酚A与过量的2,4-甲苯二异氰酸酯充分反应，再加入聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷继续反应至NCO值稳定，此分段加料工艺简单，产物结构规整，大大缩短了反应的时间。

本发明制备的丁苯乳液具有良好的耐老化性、耐热性和较高的稀释稳定性，且采用高温乳液聚合法制备丁苯乳液工艺简单，产品成本降低，有利于大规模工业化生产。

本发明的复合稀土，由于以上稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性，很容易填补物料间的空隙，同时，稀土元素易和氧、硫等元素化合生成熔点高的化合物，复合稀土的加入在一定程度上提高了制备橡胶的分散性和相容性，使产品混合均匀也提高了橡胶的阻燃性。

本发明中加入二甲苯的目的是利用它和水共沸的原理，易于脱水；本发明为一种复合物，能够扬长避短，各组分之间相互配合，避免对方的弊端，使其变得更完善，性能更好。

使用3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷时，过量时缩二服和脉基甲酸交联难以形成，而多余的3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷起增塑作用，会削弱聚合物氢键，使一级交联和二级交联达不到平行，则弹性体的物理性能也下降，因此严格控制其量较妥，利于反应的有效运行。

甲组份中加入碳黑及高领土补强可以使得橡胶层的强度提高10倍以上。

加入了羟基丁苯橡胶乳液是由丁二烯"苯乙烯和少量不饱和羧酸(丙烯酸或甲基丙烯酸)经乳液聚合制得的胶乳，在丁苯橡胶中引入了亲水的羧基，使其具有丁苯橡胶优良的综合性能，且耐热性能较好，价格低廉，能够弥补水性聚氨酯橡塑的不足；

在无催化剂下-OH与-NCO的反应速度低，本申请中加入了酸性催化剂甲苯磺酸，但是酸性催化剂过多，易引起聚氨酯中酯基解离，影响产品性能，但添加的量少了，则起不到控制反应方向的作用，综合方面因素，本申请严格控制酸催化剂的含量，将其控制在0.5-1份，可以有效发挥其最大的作用，提高最终产品的性能。

本申请中加入了滑石粉，滑石粉中的-OH与聚氨酯中的-NCO发生化学反应，滑石粉因具有特殊的层状结构和较大的径厚比当其加入到聚氨酯中，含量控制妥当时可有效阻止应用下聚氨酯裂纹的扩展，起到应力集中的作用，使拉伸强度提高，但随着含量增加，材料的拉伸强度逐步下降，其原因是粒子在基体中团聚，使得拉伸强度反而降低，本申请中严格控了滑石粉的量，以使得其发挥最好的效果。

丁苯橡胶可以大幅度提高聚氨酯的耐热性，填料的加入可以大幅度提供共混物的力学性能。

本发明中的聚氨酯橡胶层的性能如下：

邵氏硬度：95A；100％模量：(1800)12.4Mpa；300％模量：(3400)23.4Mpa；拉伸强度：(5000)34.5Mpa；扯断伸长率：500％；撕裂强度：Die C-(500)87.5kN/m，D470-(150)26.2kN/m；压缩变形：22小时，70℃：40％；回弹：40％；耐磨损：NBS指标375；脆化温度<-70℃；比重：24℃1.14。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图中：1-阀盖体骨架，2-聚氨酯橡胶层。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种阀盖体，结构如图1所示，主要包括阀盖体骨架，阀盖体骨架1的表面设置一层聚氨酯橡胶层2，聚氨酯橡胶层2由甲乙两种组分，按质量比计甲：乙＝2:1的比例混合而成，其中：

甲组分按质量份数计包括以下组分：

羟甲基烯丙基醚：10份，端羟基聚丁二烯-丙烯腈：20份，异佛尔酮二异氰酸酯：12份，N-羟乙基乙二胺：5份，甲苯：12份；3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷：18份，碳黑：1份，高岭土：0.5份，甲苯磺酸：0.5份；

乙组分按质量份数计包括以下组分：

丁苯胶乳：20份，溴碳聚氨酯树脂：15份，羟基丁苯橡胶乳液：10份，防老剂4040NA：2份，促进剂D：1份，促进剂DM：0.5份，硬脂酸：5份，白炭黑：1份，抗氧剂1010:2份，滑石粉：1份，碳酸钙：2-4份，辅料：0.5份；

辅料为复合稀土，复合稀土按按重量百分比包含以下成分：Y：13％，Sc：16％，Gd：9％，Sm：18％，Pr：9％，余量为La，以上各组分之和为100％。

上述丁苯胶乳的制备方法具体步骤如下：

将丁二烯、苯乙烯、聚氧乙烯酚烷基醚、叔十二碳硫醇加入到反应釜中，在温度为70℃下聚合反应6h，然后降温至室温，再加入磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾搅拌20min，即得到丁苯胶乳；

其中，苯乙烯和丁二烯质量比为2.5:1，其中苯乙烯的纯度≥99％；磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾质量比为0.3:1.5:0.3。

上述溴碳聚氨酯树脂复合材料按质量份数计包括以下组分：

2,4-甲苯二异氰酸酯：15份，聚乙二醇-400：10份，三羟甲基丙烷：13份，四溴双酚A：20份，乙酸丁酯：10-份，环己酮：5份，芳香族聚酰胺短纤维：25份。

溴碳聚氨酯树脂制备方法，具体包括以下步骤：

a.将聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷及环己酮加入250ml的三口烧瓶中搅拌加热，三口烧瓶上装有搅拌装置、分水器剂冷凝管，在130℃下回流脱水2h；

b.降低温度至60℃时，向三口烧瓶中加入2,4-甲苯二异氰酸酯，以脱水后的醋酸丁酯为溶剂在30℃下将四溴双酚A溶解得到四溴双酚A溶液，将四溴双酚A溶液加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二正丁基锡，搅拌加热在70-75℃下反应20-30min；

c.反应结束后自然冷却至室温，将步骤a中脱水后的原料加入到三口烧瓶中，并补加二月桂酸二正丁基锡，在60℃下反应15min，降温至室温出料，得到溴碳聚氨酯预聚体；

d.将制备得到的聚氨酯预聚体混入芳香族聚酰胺短纤维，并混合均匀，然后加入2,4-甲苯二异氰酸酯再次混合均匀，将纤维与预聚体的混合物涂覆入模型槽内，在75℃下预硫化1h后备用；

e.清理模具，并在模具内涂覆聚乙烯蜡，并将模具预热至70℃，将预硫化后的纤维和预聚体混合物放置在模具中，合模，将温度升至125℃，固化，待模具自然冷却至室温时，脱模得到溴碳聚氨酯复合材料。

聚氨酯橡胶层的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将羟甲基烯丙基醚和甲苯投入反应器中，搅拌并逐渐升温至100℃，保温1h，然后缓慢降温，先降温至70℃，再降温至35℃以下，然后在搅拌状态下加入端羟基聚丁二烯-丙烯腈及异佛尔酮二异氰酸酯，，搅拌30min后进行升温，升温至80℃并保温2h，再降温至40℃，然后再加入3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷，反应升温至110℃，反应过程中加入碳黑、高岭土及甲苯磺酸，最后加入N-羟乙基乙二胺反应结束后得到预聚体放入密闭容器中24h后备用；

预聚体中异氰酸基含量控制在6.10％；

(2)将步骤(1)中制备得到的物料、丁苯胶乳、溴碳聚氨酯树脂及羟基丁苯橡胶乳液送入搅拌机，搅拌20min，搅拌速度为135r/min，然后加入白炭黑、滑石粉及碳酸钙，搅拌15min，搅拌速度为90r/min，等充分混合均匀后将防老剂4040NA、促进剂DM、促进剂D、抗氧剂1010及硬脂酸加入搅拌机中，在高剪切力作用下高速搅拌15min，搅拌速度为300r/min，最后添加辅料，充分搅拌均匀，过滤出料待用；

(3)将步骤(2)中得到的物料投入硫化锅中，硫化15min，升温至85℃，保温20min，随后降温出料得到成品。

实施例2

本实施例提供的一种阀盖体，结构如图1所示，主要包括阀盖体骨架，阀盖体骨架1的表面设置一层聚氨酯橡胶层2，聚氨酯橡胶层2由甲乙两种组分按质量比计甲：乙＝2:1的比例混合而成，其中：

甲组分按质量份数计包括以下组分：

羟甲基烯丙基醚：15份，端羟基聚丁二烯-丙烯腈：25份，异佛尔酮二异氰酸酯：15份，N-羟乙基乙二胺：7份，甲苯：15份；3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷：21份，碳黑：3份，高岭土：1份，甲苯磺酸：1份；

乙组分按质量份数计包括以下组分：

丁苯胶乳：25份，溴碳聚氨酯树脂：18份，羟基丁苯橡胶乳液：15份，防老剂4040NA：4份，促进剂D：3份，促进剂DM：1份，硬脂酸：7份，白炭黑：3份，抗氧剂1010:4份，滑石粉：2份，碳酸钙：4份，辅料：0.8份；

辅料为复合稀土，复合稀土按按重量百分比包含以下成分：Y：15％，Sc：18％，Gd：11％，Sm：20％，Pr：11％，余量为La，以上各组分之和为100％。

上述丁苯胶乳的制备方法具体步骤如下：

将丁二烯、苯乙烯、聚氧乙烯酚烷基醚、叔十二碳硫醇加入到反应釜中，在温度为75℃下聚合反应7h，然后降温至室温，再加入磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾搅拌30min，即得到丁苯胶乳；

其中，苯乙烯和丁二烯质量比为3:1，其中苯乙烯的纯度≥99％；磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾质量比为1:1.5:0.3。

上述溴碳聚氨酯树脂复合材料按质量份数计包括以下组分：

2,4-甲苯二异氰酸酯：18份，聚乙二醇-400：13份，三羟甲基丙烷：15份，四溴双酚A：24份，乙酸丁酯：12份，环己酮：8份，芳香族聚酰胺短纤维：30份。

溴碳聚氨酯树脂制备方法，具体包括以下步骤：

a.将聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷及环己酮加入250ml的三口烧瓶中搅拌加热，三口烧瓶上装有搅拌装置、分水器剂冷凝管，在140℃下回流脱水3h；

b.降低温度至70℃时，向三口烧瓶中加入2,4-甲苯二异氰酸酯，以脱水后的醋酸丁酯为溶剂在35℃下将四溴双酚A溶解得到四溴双酚A溶液，将四溴双酚A溶液加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二正丁基锡，搅拌加热在75℃下反应30min；

c.反应结束后自然冷却至室温，将步骤a中脱水后的原料加入到三口烧瓶中，并补加二月桂酸二正丁基锡，在65℃下反应20min，降温至室温出料，得到溴碳聚氨酯预聚体；

d.将制备得到的聚氨酯预聚体混入芳香族聚酰胺短纤维，并混合均匀，然后加入2,4-甲苯二异氰酸酯再次混合均匀，将纤维与预聚体的混合物涂覆入模型槽内，在75℃下预硫化3h后备用；

e.清理模具，并在模具内涂覆聚乙烯蜡，并将模具预热至80℃，将预硫化后的纤维和预聚体混合物放置在模具中，合模，将温度升至140℃，固化，待模具自然冷却至室温时，脱模得到溴碳聚氨酯复合材料。

聚氨酯橡胶层的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将羟甲基烯丙基醚和甲苯投入反应器中，搅拌并逐渐升温至110℃，保温3h，然后缓慢降温，先降温至75℃，再降温至35℃以下，然后在搅拌状态下加入端羟基聚丁二烯-丙烯腈及异佛尔酮二异氰酸酯，，搅拌40min后进行升温，升温至85℃并保温2h，再降温至45℃，然后再加入3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷，反应升温至120℃，反应过程中加入碳黑、高岭土及甲苯磺酸，最后加入N-羟乙基乙二胺反应结束后得到预聚体放入密闭容器中24h后备用；

预聚体中异氰酸基含量控制在6.50％；

(2)将步骤(1)中制备得到的物料、丁苯胶乳、溴碳聚氨酯树脂及羟基丁苯橡胶乳液送入搅拌机，搅拌20min，搅拌速度为140r/min，然后加入白炭黑、滑石粉及碳酸钙，搅拌20min，搅拌速度为100r/min，等充分混合均匀后将防老剂4040NA、促进剂DM、促进剂D、抗氧剂1010及硬脂酸加入搅拌机中，在高剪切力作用下高速搅拌15min，搅拌速度为320r/min，最后添加辅料，充分搅拌均匀，过滤出料待用；

(3)将步骤(2)中得到的物料投入硫化锅中，硫化20min，升温至85℃，保温30min，随后降温出料得到成品。

实施例3

本实施例提供的一种阀盖体，结构如图1所示，主要包括阀盖体骨架，阀盖体骨架1的表面设置一层聚氨酯橡胶层2，聚氨酯橡胶层2由甲乙两种组分按质量比计甲：乙＝2:1的比例混合而成，其中：

甲组分按质量份数计包括以下组分：

羟甲基烯丙基醚：13份，端羟基聚丁二烯-丙烯腈：23份，异佛尔酮二异氰酸酯：13份，N-羟乙基乙二胺：6份，甲苯：14份；3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷：19份，碳黑：2份，高岭土：0.8份，甲苯磺酸：0.7份；

乙组分按质量份数计包括以下组分：

丁苯胶乳：22份，溴碳聚氨酯树脂：17份，羟基丁苯橡胶乳液：13份，防老剂4040NA：3份，促进剂D：2份，促进剂DM：0.8份，硬脂酸：6份，白炭黑：2份，抗氧剂1010:3份，滑石粉：1份，碳酸钙：3份，辅料：0.7份；

辅料为复合稀土，复合稀土按按重量百分比包含以下成分：Y：14％，Sc：17％，Gd：10％，Sm：19％，Pr：10％，余量为La，以上各组分之和为100％。

上述丁苯胶乳的制备方法具体步骤如下：

将丁二烯、苯乙烯、聚氧乙烯酚烷基醚、叔十二碳硫醇加入到反应釜中，在温度为73℃下聚合反应6h，然后降温至室温，再加入磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾搅拌25min，即得到丁苯胶乳；

其中，苯乙烯和丁二烯质量比为2.8:1，其中苯乙烯的纯度≥99％；磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾质量比为0.5:1.5:0.3。

上述溴碳聚氨酯树脂复合材料按质量份数计包括以下组分：

2,4-甲苯二异氰酸酯：17份，聚乙二醇-400：12份，三羟甲基丙烷：14份，四溴双酚A：22，乙酸丁酯：13份，环己酮：7份，芳香族聚酰胺短纤维：28份。

溴碳聚氨酯树脂制备方法，具体包括以下步骤：

a.将聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷及环己酮加入250ml的三口烧瓶中搅拌加热，三口烧瓶上装有搅拌装置、分水器剂冷凝管，在135℃下回流脱水2h；

b.降低温度至65℃时，向三口烧瓶中加入2,4-甲苯二异氰酸酯，以脱水后的醋酸丁酯为溶剂在32℃下将四溴双酚A溶解得到四溴双酚A溶液，将四溴双酚A溶液加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二正丁基锡，搅拌加热在72℃下反应25min；

c.反应结束后自然冷却至室温，将步骤a中脱水后的原料加入到三口烧瓶中，并补加二月桂酸二正丁基锡，在63℃下反应18min，降温至室温出料，得到溴碳聚氨酯预聚体；

d.将制备得到的聚氨酯预聚体混入芳香族聚酰胺短纤维，并混合均匀，然后加入2,4-甲苯二异氰酸酯再次混合均匀，将纤维与预聚体的混合物涂覆入模型槽内，在75℃下预硫化2h后备用；

e.清理模具，并在模具内涂覆聚乙烯蜡，并将模具预热至75℃，将预硫化后的纤维和预聚体混合物放置在模具中，合模，将温度升至129℃，固化，待模具自然冷却至室温时，脱模得到溴碳聚氨酯复合材料。

聚氨酯橡胶层的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将羟甲基烯丙基醚和甲苯投入反应器中，搅拌并逐渐升温至105℃，保温2h，然后缓慢降温，先降温至73℃，再降温至35℃以下，然后在搅拌状态下加入端羟基聚丁二烯-丙烯腈及异佛尔酮二异氰酸酯，，搅拌35min后进行升温，升温至83℃并保温2h，再降温至43℃，然后再加入3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷，反应升温至115℃，反应过程中加入碳黑、高岭土及甲苯磺酸，最后加入N-羟乙基乙二胺反应结束后得到预聚体放入密闭容器中24h后备用；

预聚体中异氰酸基含量控制在6.40％；

(2)将步骤(1)中制备得到的物料、丁苯胶乳、溴碳聚氨酯树脂及羟基丁苯橡胶乳液送入搅拌机，搅拌20min，搅拌速度为138r/min，然后加入白炭黑、滑石粉及碳酸钙，搅拌18min，搅拌速度为95r/min，等充分混合均匀后将防老剂4040NA、促进剂DM、促进剂D、抗氧剂1010及硬脂酸加入搅拌机中，在高剪切力作用下高速搅拌15min，搅拌速度为310r/min，最后添加辅料，充分搅拌均匀，过滤出料待用；

(3)将步骤(2)中得到的物料投入硫化锅中，硫化18min，升温至85℃，保温25min，随后降温出料得到成品。

本发明实施例1-3中选用了IPDI异佛尔酮二异氰酸酯而不是选用其他的异氰酸酯种类，异氰酸酯种类对聚氨酯橡胶的性能影响进行对比，参数如表1所示；

表1不同异氰酸酯对聚氨酯橡胶的性能影响

由表1可见，本申请中采用的IPDI异佛尔酮二异氰酸酯比使用其他类型的异氰酸酯更具有有效的性能，有效增强聚氨酯橡胶的性能，有其突出的效率。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种阀盖体，主要包括阀盖体骨架，其特征在于：所述阀盖体骨架(1)的表面设置一层聚氨酯橡胶层(2)，所述聚氨酯橡胶层(2)由甲乙两种组分按质量比计甲：乙＝2:1的比例混合而成，其中：

所述甲组分按质量份数计包括以下组分：

羟甲基烯丙基醚：10-15份，端羟基聚丁二烯-丙烯腈：20-25份，异佛尔酮二异氰酸酯：12-15份，N-羟乙基乙二胺：5-7份，甲苯：12-15份；3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷：18-21份，碳黑：1-3份，高岭土：0.5-1份，甲苯磺酸：0.5-1份；

所述乙组分按质量份数计包括以下组分：

丁苯胶乳：20-25份，溴碳聚氨酯树脂：15-18份，羟基丁苯橡胶乳液：10-15份，防老剂4040NA：2-4份，促进剂D：1-3份，促进剂DM：0.5-1份，硬脂酸：5-7份，白炭黑：1-3份，抗氧剂1010:2-4份，滑石粉：1-2份，碳酸钙：2-4份，辅料：0.5-0.8份；

所述的辅料为复合稀土，所述复合稀土按按重量百分比包含以下成分：Y：13-15％，Sc：16-18％，Gd：9-11％，Sm：18-20％，Pr：9-11％，余量为La，以上各组分之和为100％。

2.根据权利要求1所述的阀盖体，其特征在于：所述的丁苯胶乳的制备方法具体步骤如下：

将丁二烯、苯乙烯、聚氧乙烯酚烷基醚、叔十二碳硫醇加入到反应釜中，在温度为70-75℃下聚合反应6-7h，然后降温至室温，再加入磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾搅拌20-30min，即得到丁苯胶乳；

其中，所述的苯乙烯和丁二烯质量比为2.5-3:1，其中苯乙烯的纯度≥99％；所述的磷酸钠、硬脂酸钠、过硫酸钾质量比为0.3-1:1.5:0.3。

3.根据权利要求1所述的阀盖体，其特征在于：所述溴碳聚氨酯树脂复合材料按质量份数计包括以下组分：

2,4-甲苯二异氰酸酯：15-18份，聚乙二醇-400：10-13份，三羟甲基丙烷：13-15份，四溴双酚A：20-24份，乙酸丁酯：10-12份，环己酮：5-8份，芳香族聚酰胺短纤维：25-30份,

所述溴碳聚氨酯树脂制备方法，具体包括以下步骤：

a.将聚乙二醇-400、三羟甲基丙烷及环己酮加入250ml的三口烧瓶中搅拌加热，所述的三口烧瓶上装有搅拌装置、分水器剂冷凝管，在130-140℃下回流脱水2-3h；

b.降低温度至60-70℃时，向三口烧瓶中加入2,4-甲苯二异氰酸酯，以脱水后的醋酸丁酯为溶剂在30-35℃下将四溴双酚A溶解得到四溴双酚A溶液，将四溴双酚A溶液加入三口烧瓶中，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二正丁基锡，搅拌加热在70-75℃下反应20-30min；

c.反应结束后自然冷却至室温，将步骤a中脱水后的原料加入到三口烧瓶中，并补加二月桂酸二正丁基锡，在60-65℃下反应15-20min，降温至室温出料，得到溴碳聚氨酯预聚体；

d.将制备得到的聚氨酯预聚体混入芳香族聚酰胺短纤维，并混合均匀，然后加入2,4-甲苯二异氰酸酯再次混合均匀，将纤维与预聚体的混合物涂覆入模型槽内，在75℃下预硫化1-3h后备用；

e.清理模具，并在模具内涂覆聚乙烯蜡，并将模具预热至70-80℃，将预硫化后的纤维和预聚体混合物放置在模具中，合模，将温度升至125-140℃，固化，待模具自然冷却至室温时，脱模得到溴碳聚氨酯复合材料。

4.根据权利要求1所述的阀盖体，其特征在于：所述聚氨酯橡胶层的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将羟甲基烯丙基醚和甲苯投入反应器中，搅拌并逐渐升温至100-110℃，保温1-3h，然后缓慢降温，先降温至70-75℃，再降温至35℃以下，然后在搅拌状态下加入端羟基聚丁二烯-丙烯腈及异佛尔酮二异氰酸酯，搅拌30-40min后进行升温，升温至80-85℃并保温2h，再降温至40-45℃，然后再加入3,3-二氯4,4-二氨基二苯甲烷，反应升温至110-120℃，反应过程中加入碳黑、高岭土及甲苯磺酸，最后加入N-羟乙基乙二胺反应结束后得到预聚体放入密闭容器中24h后备用；

(2)将步骤(1)中制备得到的物料、丁苯胶乳、溴碳聚氨酯树脂及羟基丁苯橡胶乳液送入搅拌机，搅拌20min，搅拌速度为135-140r/min，然后加入白炭黑、滑石粉及碳酸钙，搅拌15-20min，搅拌速度为90-100r/min，等充分混合均匀后将防老剂4040NA、促进剂DM、促进剂D、抗氧剂1010及硬脂酸加入搅拌机中，在高剪切力作用下高速搅拌15min，搅拌速度为300-320r/min，最后添加辅料，充分搅拌均匀，过滤出料待用；

(3)将步骤(2)中得到的物料投入硫化锅中，硫化15-20min，升温至85℃，保温20-30min，随后降温出料得到成品。

5.根据权利要求4所述的阀盖体，其特征在于：步骤(1)制备得到的预聚体中异氰酸基含量控制在6.10-6.50％。