CN109942788A - 自润滑耐水解聚氨酯弹性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，包括如下重量组分：二甲基联苯二异氰酸酯20‑40份；聚四氢呋喃2000 10‑30份；聚己内酯多元醇220N 40‑60份；1,4‑丁二醇5‑10份；对苯二酚二羟乙基醚5‑10份；抗氧化剂1‑3份；填料2‑4份，本发明是具有摩擦系数低，耐水解及耐高温性能优异的密封件。

Description

自润滑耐水解聚氨酯弹性材料及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料领域，更具体的说涉及一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料及其制备方法。
背景技术
高温高压环境一直是对密封件极大考验，一般聚氨酯密封件在高温水中(70℃以上)使用性能下降很快，短时间内就会失去密封特性。在纯水应用中，水的粘度小，润滑能力差，普通聚氨酯密封件很容易失效。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有摩擦系数低，耐水解及耐高温性能优异的密封件。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，包括如下重量组分：
进一步的所述抗氧化剂为抗氧剂245、抗氧剂264、抗氧剂1330的其中一种或几种。
进一步的所述填料为纳米级材料、自润滑性的超细粉末中的一种或几种。
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料的制备方法，包括如下步骤：
S1:在反应釜中加入10-30份分子量2000的聚四氢呋喃和40-60份2000分子量聚己内脂二醇，采用100～200rpm低速搅拌，反应釜温度控制在110℃左右；
S2：加入1-3份组合抗氧化剂和2-4填料，采用500rpm以上的高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在110℃左右，搅拌1-2h；
S3：加入20-40份二甲基联苯二异氰酸酯，采用1500rpm以上的高速搅拌并抽真空，反应5-8h后，得到聚氨酯预聚体；
S4：将5-10份1,4-丁二醇与5-10份对苯二酚二羟乙基醚先充分混合；
S5：将预聚体加热至80-100℃，加入10-20份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90-110℃的烘箱中硫化15-25h，放置6-9d，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。
进一步的所述模具中涂有脱模剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、低摩擦系数(干和水)，摩擦系数明显低于现有材料，比如：常规材料摩擦系数0.4，该材料摩擦系数0.1～0.2；
2、优异的耐高温水性能。
具体实施方式
实施例一：
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，包括如下重量组分：
本实施例优选的所述抗氧化剂为抗氧剂245、抗氧剂264、抗氧剂1330的其中一种或几种。
本实施例优选的所述填料为纳米级材料、自润滑性的超细粉末中的一种或几种。
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料的制备方法，包括如下步骤：
S1:在反应釜中加入10份分子量2000的聚四氢呋喃和40份2000分子量聚己内脂二醇，采用150rpm低速搅拌，反应釜温度控制在110℃；
S2：加入1份组合抗氧化剂和2填料，采用500rpm的高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在110℃，搅拌1.5h；
S3：加入20份二甲基联苯二异氰酸酯，采用1500rpm的高速搅拌并抽真空，反应6h后，得到聚氨酯预聚体；
S4：将5份1,4-丁二醇与5份对苯二酚二羟乙基醚先充分混合；
S5：将预聚体加热至80-100℃，加入10-20份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90-110℃的烘箱中硫化17h，放置7d，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。
本实施例优选的所述模具中涂有脱模剂。
实施例二：
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，包括如下重量组分：
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料的制备方法，包括如下步骤：
S1:在反应釜中加入15份分子量2000的聚四氢呋喃和55份2000分子量聚己内脂二醇，采用200rpm低速搅拌，反应釜温度控制在110℃；
S2：加入2份组合抗氧化剂和3填料，采用500rpm的高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在110℃，搅拌1.5h；
S3：加入30份二甲基联苯二异氰酸酯，采用1500rpm的高速搅拌并抽真空，反应7h后，得到聚氨酯预聚体；
S4：将8份1,4-丁二醇与6份对苯二酚二羟乙基醚先充分混合；
S5：将预聚体加热至80-100℃，加入10-20份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90-110℃的烘箱中硫化20h，放置8d，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。
其余技术特征与实施例一相同。
实施例三：
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，包括如下重量组分：
一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料的制备方法，包括如下步骤：
S1:在反应釜中加入30份分子量2000的聚四氢呋喃和60份2000分子量聚己内脂二醇，采用200rpm低速搅拌，反应釜温度控制在110℃；
S2：加入3份组合抗氧化剂和4填料，采用500rpm以上的高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在110℃，搅拌22h；
S3：加入40份二甲基联苯二异氰酸酯，采用1500rpm的高速搅拌并抽真空，反应8h后，得到聚氨酯预聚体；
S4：将10份1,4-丁二醇与10份对苯二酚二羟乙基醚先充分混合；
S5：将预聚体加热至80-100℃，加入10-20份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90-110℃的烘箱中硫化25h，放置8d，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。
其余技术特征与实施例一相同。
将本发明所制得的耐高温聚氨酯弹性材料进行试验数据检测，具体数据结果如下表格所示：
检测项目 自润滑材料 常规材料
硬度 95 95
拉伸强度 48 48
100％定伸 15 15
断裂伸长率 400 400
压缩永久变形率 -- --
70℃/24h 25 25
70℃/70h 30 30
磨耗 35 45
撕裂强度 120 120
摩擦系数(干) 0.15 0.3
摩擦系数(水) 0.04 0.08
100℃/200h(水介质) 强度下降15％ 强度下降30％
100℃/500h(水介质) 强度下降30％ 强度下降80％
100℃/1000h(水介质) 强度下降60％ 强度下降100％
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，其特征在于，包括如下重量组分：
2.根据权利要求1所述的自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂245、抗氧剂264、抗氧剂1330的其中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的自润滑耐水解聚氨酯弹性材料，其特征在于：所述填料为纳米级材料、自润滑性的超细粉末中的一种或几种。
4.一种制备如权利要求1所述的自润滑耐水解聚氨酯弹性材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:在反应釜中加入10-30份分子量2000的聚四氢呋喃和40-60份2000分子量聚己内脂二醇，采用100～200rpm低速搅拌，反应釜温度控制在110℃左右；
S2：加入1-3份组合抗氧化剂和2-4填料，采用500rpm以上的高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在110℃左右，搅拌1-2h；
S3：加入20-40份二甲基联苯二异氰酸酯，采用1500rpm以上的高速搅拌并抽真空，反应5-8h后，得到聚氨酯预聚体；
S4：将5-10份1,4-丁二醇与5-10份对苯二酚二羟乙基醚先充分混合；
S5：将预聚体加热至80-100℃，加入10-20份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90-110℃的烘箱中硫化15-25h，放置6-9d，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。
5.根据权利要求4所述的自润滑耐水解聚氨酯弹性材料的制备方法，其特征在于：所述模具中涂有脱模剂。
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