CN110183610A - 一种抗空蚀聚氨酯弹性层及其制备方法 - Google Patents

一种抗空蚀聚氨酯弹性层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明抗空蚀聚氨酯弹性层及其制备方法，原料按质量份包括：异氰酸酯100、聚醚多元醇150‑400、交联剂4‑50、扩链剂3‑8和消泡剂1‑5；所述异氰酸酯带两个异氰酸根官能团，所述聚醚多元醇主链带两个羟基官能团、交联剂为带有三个羟基官能团的单体或聚合物，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇或聚丙二醇。本发明抗空蚀聚氨酯弹性层具有硬度可调、耐冲击、拉伸性能好、耐环境性好等特点，通过空蚀振动测试，其抗空蚀性能优于复合材料板MFC‑50和316L不锈钢。

Description

一种抗空蚀聚氨酯弹性层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种弹性层及其制备方法，特别涉及一种抗空蚀聚氨酯弹性层及其制备方法，属于弹性层技术领域。
背景技术
空化剥蚀简称空蚀，又称气蚀,空蚀会造成材料表面局部被侵蚀成连片的呈蜂窝状的孔洞使，材料性能急剧下降，大大缩短使用寿命。通过使用抗空蚀层能够有效的降低空蚀的危害，目前的抗空蚀层主要是高强度的金属涂层，如AISI316、0Cr13Ni5Mo、CrMnN不锈钢、Ni-Ti合金，20SiMn低合金钢等，但是金属合金层通常存在质量大、不耐腐蚀、价格高等缺点
发明内容
本发明为了提供一种具有硬度可调、耐冲击、拉伸性能好、耐环境性好的抗空蚀聚氨酯弹性层及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种抗空蚀聚氨酯弹性层，原料按质量份包括：异氰酸酯100、聚醚多元醇150-400、交联剂4-50、扩链剂3-8和消泡剂1-5；所述异氰酸酯带两个异氰酸根官能团，所述聚醚多元醇主链带两个羟基官能团、交联剂为带有三个羟基官能团的单体或聚合物。
本发明还包括这样一些特征
1、所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇或聚丙二醇；
2、所述聚醚多元醇的分子量为1000-2000；
3、所述交联剂为三乙醇胺、4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或型聚醚；所述扩链剂为小分子量二醇、1,4丁二醇、1,5戊二醇和1,6己二醇中的一种；所述消泡剂为530N聚醚；
一种抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：在干燥的惰性气体保护条件下，将异氰酸酯和聚醚多元醇加入带搅拌装置的无水密闭容器中，在真空下加热搅拌使其混合均匀后，进一步提高温度，使混合物充分反应得到预聚体，将预聚体倒入干燥的密闭储罐内保存；
步骤二：将步骤一得到的预聚体与交联剂、扩链剂和消泡剂倒入容器中，搅拌均匀后进行脱泡处理，然后倒入模具中；
步骤三：先在80℃下固化，然后在室温环境下继续固化，最后得到抗空蚀聚氨酯弹性层；
所述步骤三中在室温环境下固化的时间为7天以上；
所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇或聚丙二醇；所述交联剂为三乙醇胺、4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或型聚醚；所述扩链剂为小分子量二醇、1,4丁二醇、1,5戊二醇和1,6己二醇中的一种；所述消泡剂为530N聚醚；
所述异氰酸酯和聚醚多元醇密封无水保存且使用前加热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明抗空蚀聚氨酯弹性层具有硬度可调、耐冲击、拉伸性能好、耐环境性好等特点，通过空蚀振动测试，其抗空蚀性能优于复合材料板MFC-50和316L不锈钢。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提出的一种抗空蚀聚氨酯弹性层，其原料按质量份，包括如下组分和用量：
A组分：异氰酸酯：100、聚醚多元醇：150-400；
B组分：交联剂：4-50、扩链剂：3-8、消泡剂：1-5。
本发明抗空蚀聚氨酯弹性层，组份A中，所需多异氰酸酯为带两个异氰酸根官能团，如MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)，TDI(甲苯二异氰酸酯)，IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)等等，二异氰酸酯需密封防水储存，保持干燥，无杂质的状态，用前需加热，使其具有良好的流动性；聚醚多元醇主链带两个羟基官能团，分子量为1000-2000，如PTMG-1000(聚四氢呋喃二醇，分子量为1000),PPG-1000(聚丙二醇,分子量为1000),PPG-2000(聚丙二醇,分子量为2000),用前需在真空加热的环境下除水,密封储存。所述的聚氨酯抗空蚀弹性层,组份B中,交联剂为带有三个羟基官能团的单体或聚合物，如TEA(三乙醇胺)，MOCA(4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷),330N型聚醚等；扩链剂选用小分子量二醇，1,4丁二醇，1,5戊二醇，1,6己二醇中的任意一种；消泡剂一般选用530N聚醚。
本发明抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法,其中
步骤一：在干燥的惰性气体保护条件下,将异氰酸酯和聚醚多元醇加入带搅拌装置的无水密闭容器中，在真空下加热搅拌一段时间使其混合均匀后，进一步提高温度，使混合物充分反应，获得预聚体，即组分A，倒入干燥的密闭储罐内保存
步骤二：将A组分与B组分倒入烧杯中，搅拌均匀后，进行脱泡处理，之后倒入相应的模具中。
步骤三：在80℃下固化一段时间后，在室温环境下继续固化7天以上，从而获得聚氨酯涂层。
实施例1
A组分中多异氰酸酯选用MDI-100，用前应加热到60℃是其液化，称取106g，倒入500ml三口烧瓶中；聚醚多元醇选用PPG-1000，用前需120℃下真空除水3h，所称取的质量为173g。将其倒入三口烧瓶中与MDI混合。在通氮环境下，50℃下机械搅拌1h(转速为380r/min)后，升温至80℃快速反应2h，获得预聚体，密封干燥保存。
B组分交联剂选用1,4丁二醇，交联剂选用330N，消泡剂选用530N。称取预聚体120g，1,4丁二醇8.9g，330N型聚醚21g，530N消泡剂1.5g。依次加入250ml的烧杯中，机械搅拌2min，在真空箱下抽真空脱泡25min后，倒入模具中，继续脱泡20min，然后在80℃加热板上固化10h，室温下继续放置7天完成固化。
实施例2
A组分多异氰酸酯选用MDI-50，用前应加热到50℃增强其流动性，称取50g，倒入500ml三口烧瓶中；聚醚多元醇选用PPG-2000，用前需120℃下真空除水3h，所称取的质量为200g。将其倒入三口烧瓶中与MDI混合。在通氮环境下，50℃下机械搅拌1h(转速为340r/min)，然后升温至80℃快速反应2h，获得预聚体，密封干燥保存。
B组分交联剂选用1,4丁二醇，交联剂选用TEA，消泡剂选用530N。称取预聚体120g，1,4丁二醇2.06g，TEA质量为2.27g，530N消泡剂1.20g。依次加入250ml的烧杯中，机械搅拌2min后在真空箱下抽真空脱泡10min，倒入模具中，继续脱泡15min后，在80℃加热板上固化12h，最后在室温下放置7天完成固化。
实施例3
A组分多异氰酸酯选用MDI-50，用前应加热到50℃增强其流动性，称取55g，倒入500ml三口烧瓶中；聚醚多元醇选用PPG-2000，用前需120℃下真空除水3h，所称取的质量为220g。将其倒入三口烧瓶中与MDI混合。在通氮环境下，50℃下机械搅拌反应1h(转速为350r/min)，然后升温至80℃快速反应2h，获得预聚体，密封干燥保存。
B组分交联剂选用1,5戊二醇，交联剂选用TEA，消泡剂选用530N。称取预聚体120g，1,4丁二醇2.33g，TEA质量为2.22g，530N消泡剂1.25g。依次加入250ml的烧杯中，机械搅拌2min后，在真空箱下抽真空脱泡15min，倒入模具中，继续脱泡15min，在80℃加热板上固化12h，最后在室温下放置7天完成固化。
振动空蚀测试结果：

Claims (10)

1.一种抗空蚀聚氨酯弹性层，其特征是，原料按质量份包括：异氰酸酯100、聚醚多元醇150-400、交联剂4-50、扩链剂3-8和消泡剂1-5；所述异氰酸酯带两个异氰酸根官能团，所述聚醚多元醇主链带两个羟基官能团、交联剂为带有三个羟基官能团的单体或聚合物。
2.根据权利要求1所述的抗空蚀聚氨酯弹性层，其特征是，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇或聚丙二醇。
3.根据权利要求1或2所述的抗空蚀聚氨酯弹性层，其特征是，所述聚醚多元醇的分子量为1000-2000。
4.根据权利要求1或2所述的抗空蚀聚氨酯弹性层，其特征是，所述交联剂为三乙醇胺、4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或型聚醚；所述扩链剂为小分子量二醇、1,4丁二醇、1,5戊二醇和1,6己二醇中的一种；所述消泡剂为530N聚醚。
5.根据权利要求3所述的抗空蚀聚氨酯弹性层，其特征是，所述交联剂为三乙醇胺、4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或型聚醚；所述扩链剂为小分子量二醇、1,4丁二醇、1,5戊二醇和1,6己二醇中的一种；所述消泡剂为530N聚醚。
6.一种抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一：在干燥的惰性气体保护条件下，将异氰酸酯和聚醚多元醇加入带搅拌装置的无水密闭容器中，在真空下加热搅拌使其混合均匀后，进一步提高温度，使混合物充分反应得到预聚体，将预聚体倒入干燥的密闭储罐内保存；
步骤二：将步骤一得到的预聚体与交联剂、扩链剂和消泡剂倒入容器中，搅拌均匀后进行脱泡处理，然后倒入模具中；
步骤三：先在80℃下固化，然后在室温环境下继续固化，最后得到抗空蚀聚氨酯弹性层。
7.根据权利要求6所述的抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法，其特征是，所述步骤三中在室温环境下固化的时间为7天以上。
8.根据权利要求6或7所述的抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法，其特征是，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇或聚丙二醇；所述交联剂为三乙醇胺、4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷或型聚醚；所述扩链剂为小分子量二醇、1,4丁二醇、1,5戊二醇和1,6己二醇中的一种；所述消泡剂为530N聚醚。
9.根据权利要求6或7所述的抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法，所述异氰酸酯和聚醚多元醇密封无水保存且使用前加热。
10.根据权利要求8所述的抗空蚀聚氨酯弹性层的制备方法，所述异氰酸酯和聚醚多元醇密封无水保存且使用前加热。
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