CN108912649A - 一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于充气艇材料加工技术领域，具体涉及一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，包括将含硅聚氨酯、热塑性树脂、聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合均匀，升温搅拌反应，然后加入3A分子（沸石）筛、氧化铈、纳米碳粉颗粒，升温搅拌反应，完成后降温，加入碳酸氢钙、对甲苯磺酰氯，搅拌反应，完成后加入剩余原料，在高速搅拌机内共混后开始预塑化，再添加到挤出机进行造粒，即得充气艇材料。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中所得聚氨酯材料具有较高的强度和更好的耐磨损能力、顶破强度，能承受变化极大的温差和紫外线作用，重量轻，减小充气艇能在水中的摩擦力，使其快速行驶，使用寿命大大延长，能延长到10年以上。

Description

一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法
技术领域
本发明属于充气艇材料加工技术领域，具体涉及一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法。
背景技术
充气艇通常在水上作业，其充气浮力胎被隔成多个独立气室，分割设置有很高的气密性，在个别气室破损时，其他部分仍保持足够的浮力，使充气艇具有足够的浮力，充气艇在实际使用中可能会与外部船只或停船靠岸与码头碰撞的发生摩擦，如果耐磨性差，很容易被磨破而漏气，如何保证其气密性、提高其耐磨性和耐候性需要进一步研究。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备：包括以下重量份的原料，含硅聚氨酯46-52份、热塑性树脂8-12份、聚丙烯酸酯3-5份、对甲苯磺酰氯0.8-1.4份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.6-3.8份、3A分子（沸石）筛1.2-1.8份、酸性固化剂0.2-0.6份、十二胺-N-乙酸-N-亚甲基膦酸1.8-2.4份、氧化铈0.04-0.06份、纳米碳粉颗粒6-8份、碳酸氢钙1-3份、脱羧腰果壳油0.1-0.3份；
（2）将含硅聚氨酯、热塑性树脂、聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合均匀，在温度为145-150℃的条件下保持10-15分钟，然后加入3A分子（沸石）筛、氧化铈、纳米碳粉颗粒，升温至185-195℃，以600转/分钟的速度搅拌20-30分钟，完成后降温至120-130℃，加入碳酸氢钙、对甲苯磺酰氯，以300转/分钟的速度搅拌15-20分钟，完成后加入剩余原料，在高速搅拌机内共混后开始预塑化，再添加到挤出机进行造粒，即得充气艇材料。
作为对上述方案的进一步改进，所述含硅聚氨酯用氨丙基封端，其分子量为2000-3000。
作为对上述方案的进一步改进，所述酸性固化剂为磷酸铵、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸或草酸铵中的任意一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述热塑性树脂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯以重量比4:1混合得到。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米碳粉颗粒的粒径为2-20nm，在使用前与相当于其重量2-5%的磷酸酯甜菜碱在温度为45-55℃的条件下搅拌混合20分钟，完成后在60Co-γ射线辐照仪中辐照处理12-16min，辐照的总剂量为22-24kGy。
作为对上述方案的进一步改进，所述降温速度控制在6-10℃/小时。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中含硅聚氨酯的主链为硅-氧链节构成，侧链通过硅原子与其他有机基团相连，具有较强的稳定性，具有较好的流动性、耐热耐寒性、内应力缓冲性、生理惰性及加工性，经过与热塑性树脂、聚丙烯酸酯共混，在不同的条件下加入相应配料，所得聚氨酯具有较高的强度和更好的耐磨损能力、顶破强度，而且能承受变化极大的温差和紫外线作用，重量轻，能减小所制备的充气艇能在水中的摩擦力，使其快速行驶，使用寿命大大延长，能延长到10年以上。
具体实施方式
实施例1
一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备：包括以下重量份的原料，含硅聚氨酯50份、热塑性树脂10份、聚丙烯酸酯4份、对甲苯磺酰氯1.2份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3.2份、3A分子（沸石）筛1.5份、酸性固化剂0.4份、十二胺-N-乙酸-N-亚甲基膦酸2.2份、氧化铈0.05份、纳米碳粉颗粒7份、碳酸氢钙2份、脱羧腰果壳油0.2份；
（2）将含硅聚氨酯、热塑性树脂、聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合均匀，在温度为148℃的条件下保持12分钟，然后加入3A分子（沸石）筛、氧化铈、纳米碳粉颗粒，升温至190℃，以600转/分钟的速度搅拌25分钟，完成后降温至125℃，加入碳酸氢钙、对甲苯磺酰氯，以300转/分钟的速度搅拌18分钟，完成后加入剩余原料，在高速搅拌机内共混后开始预塑化，再添加到挤出机进行造粒，即得充气艇材料。
其中，所述含硅聚氨酯用氨丙基封端，其分子量为2000-3000；所述酸性固化剂为磷酸铵；所述热塑性树脂为聚乙烯醇；所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯以重量比4:1混合得到；所述纳米碳粉颗粒的粒径为2-20nm，在使用前与相当于其重量3.4%的磷酸酯甜菜碱在温度为50℃的条件下搅拌混合20分钟，完成后在60Co-γ射线辐照仪中辐照处理14min，辐照的总剂量为23kGy；所述降温速度控制在8℃/小时。
实施例2
一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备：包括以下重量份的原料，含硅聚氨酯46份、热塑性树脂12份、聚丙烯酸酯3份、对甲苯磺酰氯1.4份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3.8份、3A分子（沸石）筛1.2份、酸性固化剂0.6份、十二胺-N-乙酸-N-亚甲基膦酸2.4份、氧化铈0.04份、纳米碳粉颗粒8份、碳酸氢钙1份、脱羧腰果壳油0.3份；
（2）将含硅聚氨酯、热塑性树脂、聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合均匀，在温度为145℃的条件下保持10分钟，然后加入3A分子（沸石）筛、氧化铈、纳米碳粉颗粒，升温至195℃，以600转/分钟的速度搅拌30分钟，完成后降温至120℃，加入碳酸氢钙、对甲苯磺酰氯，以300转/分钟的速度搅拌20分钟，完成后加入剩余原料，在高速搅拌机内共混后开始预塑化，再添加到挤出机进行造粒，即得充气艇材料。
其中，所述含硅聚氨酯用氨丙基封端，其分子量为2000-3000；所述酸性固化剂为邻苯二甲酸；所述热塑性树脂为聚乙烯醇缩甲醛；所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯以重量比4:1混合得到；所述纳米碳粉颗粒的粒径为2-20nm，在使用前与相当于其重量2%的磷酸酯甜菜碱在温度为55℃的条件下搅拌混合20分钟，完成后在60Co-γ射线辐照仪中辐照处理16min，辐照的总剂量为24kGy；所述降温速度控制在10℃/小时。
实施例3
一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备：包括以下重量份的原料，含硅聚氨酯52份、热塑性树脂8份、聚丙烯酸酯5份、对甲苯磺酰氯0.8份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.6份、3A分子（沸石）筛1.8份、酸性固化剂0.2份、十二胺-N-乙酸-N-亚甲基膦酸1.8份、氧化铈0.06份、纳米碳粉颗粒6份、碳酸氢钙3份、脱羧腰果壳油0.1份；
（2）将含硅聚氨酯、热塑性树脂、聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合均匀，在温度为150℃的条件下保持15分钟，然后加入3A分子（沸石）筛、氧化铈、纳米碳粉颗粒，升温至185℃，以600转/分钟的速度搅拌20分钟，完成后降温至130℃，加入碳酸氢钙、对甲苯磺酰氯，以300转/分钟的速度搅拌15分钟，完成后加入剩余原料，在高速搅拌机内共混后开始预塑化，再添加到挤出机进行造粒，即得充气艇材料。
其中，所述含硅聚氨酯用氨丙基封端，其分子量为2000-3000；所述酸性固化剂为草酸铵；所述热塑性树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚乳液；所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯以重量比4:1混合得到；所述纳米碳粉颗粒的粒径为2-20nm，在使用前与相当于其重量5%的磷酸酯甜菜碱在温度为45℃的条件下搅拌混合20分钟，完成后在60Co-γ射线辐照仪中辐照处理12min，辐照的总剂量为22kGy；所述降温速度控制在6℃/小时。
设置对照组1，将实施例1中含硅聚氨酯替换为普通聚氨酯，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中对甲苯磺酰氯去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中3A分子（沸石）筛去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中氧化铈去掉，其余内容不变；设置对照组5，将实施例1中纳米碳粉颗粒在使用前不进行处理，其余内容不变；
按照常规方法对材料的拉伸强度、断裂伸长率和耐磨度进行检测，其中耐磨性为用耐磨试验机在张力为4.904N的条件下进行水润滑条件下的耐磨实验，其中实验速度为30ind/min，磨损体（60#砂石）用同型号金相砂纸打磨，干燥后实验，对各组性能进行检测，得到以下数据：
表1
通过表1中实验数据可以看出，本发明中所得材料具有较强的拉伸强度和耐磨性。
设计实验，将各组制备的材料在-20℃的条件下放置24小时后检测低温断裂强力保持率，并在2000uw/cm²的光照强度的照射下处理200小时，后检光照断裂强力保持率，得到以下结果：
表2
通过表2中实验数据可以看出，本发明中所得材料耐低温和耐光照能力强。

Claims (7)

1.一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）原料准备：包括以下重量份的原料，含硅聚氨酯46-52份、热塑性树脂8-12份、聚丙烯酸酯3-5份、对甲苯磺酰氯0.8-1.4份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.6-3.8份、3A分子（沸石）筛1.2-1.8份、酸性固化剂0.2-0.6份、十二胺-N-乙酸-N-亚甲基膦酸1.8-2.4份、氧化铈0.04-0.06份、纳米碳粉颗粒6-8份、碳酸氢钙1-3份、脱羧腰果壳油0.1-0.3份；
（2）将含硅聚氨酯、热塑性树脂、聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合均匀，在温度为145-150℃的条件下保持10-15分钟，然后加入3A分子（沸石）筛、氧化铈、纳米碳粉颗粒，升温至185-195℃，以600转/分钟的速度搅拌20-30分钟，完成后降温至120-130℃，加入碳酸氢钙、对甲苯磺酰氯，以300转/分钟的速度搅拌15-20分钟，完成后加入剩余原料，在高速搅拌机内共混后开始预塑化，再添加到挤出机进行造粒，即得充气艇材料。
2.如权利要求1所述一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，所述含硅聚氨酯用氨丙基封端，其分子量为2000-3000。
3.如权利要求1所述一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，所述酸性固化剂为磷酸铵、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸或草酸铵中的任意一种。
4.如权利要求1所述一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液中的一种。
5.如权利要求1所述一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯以重量比4:1混合得到。
6.如权利要求1所述一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，所述纳米碳粉颗粒的粒径为2-20nm，在使用前与相当于其重量2-5%的磷酸酯甜菜碱在温度为45-55℃的条件下搅拌混合20分钟，完成后在60Co-γ射线辐照仪中辐照处理12-16min，辐照的总剂量为22-24kGy。
7.如权利要求1所述一种耐磨聚氨酯充气艇材料的制备方法，其特征在于，所述降温速度控制在6-10℃/小时。
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