CN110256653A - 一种高性能砼活塞用密封件材料及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能砼活塞用密封件材料，由包括以下重量份的原料制成：2,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯15～19份、聚醚型异氰酸酯预聚体35～45份、聚四亚甲基醚二醇16～24份、聚氧化乙烯多元醇14～18份、乙二醇和苯三醇混合物15～19份、抗氧剂2.5～3.5份、填料3～5份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.35～0.5。本发明的高性能砼活塞用密封件的耐水解性能、耐磨性能、回弹性能、动态疲劳性能等得到了大幅提高，同等工况下，本发明的高性能砼活塞用密封件的使用寿命是现有产品的1.5倍以上，本发明的高性能砼活塞用密封件不仅优异性能，其产品质量还具有良好的一致性和稳定性。

Description

一种高性能砼活塞用密封件材料及制备工艺
技术领域
本发明涉及砼活塞用密封件材料领域，具体涉及一种高性能砼活塞用密封件材料及制备工艺。
背景技术
混凝土泵车砼活塞属于易损件。现有国内市场上的砼活塞(的)密封件材料为基于TDI体系的聚氨酯(异氰酸酯采用TDI，如TDI-100或者TDI-100和TDI-80混用，多元醇采用聚酯或者聚己内酯)，该种砼活塞耐水解性能较差、耐磨性能较差、回弹性能较差，因此，产品寿命不高。
如，国家知识产权局于2014.12.03公开了一件公开号为CN203979371U，名称为“一种高压砼活塞密封件”的实用新型，该实用新型公开了一种高压砼活塞密封件，包括橡胶体和骨架，骨架组合在橡胶体的内部，橡胶体的上部设有突出的砼活塞唇口，砼活塞唇口的下面设有突起的密封筋，橡胶体的顶部设有斜坡和凹陷结构。其能够解决现有技术中所存在的因耐高温性能差、易水解、摩擦系数大而导致的泵车在持续长距离输送时造成活塞变软发粘密封失效，使用寿命短，同时工作时活塞与缸体产生极大的摩擦噪音也会对周边环境和人员产生危害等问题，满足实际作业的需要。
根据砼活塞的应用工况，砼活塞密封件材料需要具备以下性能：耐水解性能、耐低温性能、回弹性能、抗压性能、动态疲劳性能、耐摩性能。
但是，目前所使用的砼活塞密封件材料还存在以下问题：
无法做到兼具良好的耐水解性能、耐低温性能、回弹性能、抗压性能、动态疲劳性能和耐摩性能等综合性能差，导致砼活塞密封件的使用寿命短，组装生产的砼活塞产品的使用寿命也短。
基于上述情况，本发明提出了一种高性能砼活塞用密封件材料及制备工艺，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能砼活塞用密封件材料及制备工艺。本发明的高性能砼活塞用密封件(材料)的耐水解性能、耐磨性能、回弹性能、动态疲劳性能等得到了大幅提高，同等工况下，本发明的高性能砼活塞用密封件的使用寿命是现有产品的1.5倍以上，本发明的高性能砼活塞用密封件不仅优异性能，其产品质量还具有良好的一致性和稳定性。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高性能砼活塞用密封件材料，由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯15～19份、聚醚型异氰酸酯预聚体35～45份、聚四亚甲基醚二醇16～24份、聚氧化乙烯多元醇14～18份、乙二醇和苯三醇混合物15～19份、抗氧剂2.5～3.5份、填料3～5份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.35～0.5。
本发明的高性能砼活塞用密封件(材料)的耐水解性能、耐磨性能、回弹性能、动态疲劳性能等得到了大幅提高，同等工况下，本发明的高性能砼活塞用密封件的使用寿命是现有产品的1.5倍以上，本发明的高性能砼活塞用密封件不仅优异性能，其产品质量还具有良好的一致性和稳定性。
本发明的高性能砼活塞用密封件材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，通过选择合适的异氰酸酯(异氰酸酯采用MDI)、低聚物多元醇(聚四亚甲基醚二醇和聚氧化乙烯多元醇)、扩链剂(乙二醇和苯三醇混合物)，形成自己特有的材料配方，并采用本发明的浇注工艺浇注成型，相比目前国内市场上的砼活塞(异氰酸酯采用TDI，如TDI-100或者TDI-100和TDI-80混用；多元醇采用聚酯或者聚己内酯)，本发明的高性能砼活塞用密封件材料的耐水解性能、耐磨性能、回弹性能、动态疲劳性能等得到了大幅提高，从而提高组装生产的砼活塞产品的使用寿命。
优选的，所述高性能砼活塞用密封件材料由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯17份、聚醚型异氰酸酯预聚体41.5份、聚四亚甲基醚二醇19.5份、聚氧化乙烯多元醇16.7份、乙二醇和苯三醇混合物17.5份、抗氧剂3.1份、填料4.6份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.43。
优选的，所述聚醚型异氰酸酯预聚体包括以下重量份的原料：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯35～45份、数均分子量为1500～3000的聚氧化乙烯烯多元醇55～65份、三丙二醇二丙烯酸酯3～5份。
优选的，所述聚醚型异氰酸酯预聚体的的制备方法如下：
将聚氧化乙烯烯多元醇和三丙二醇二丙烯酸酯，加入反应釜中，采用2000～3000rpm的高速搅拌并抽真空，并逐渐升温至100～105℃，滴加2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，20～30min滴加完毕，继续保温反应60～90min，冷却出料，得到所述聚醚型异氰酸酯预聚体。
优选的，所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为1800～2300，分子量分布为1.2～1.25；所述聚氧化乙烯多元醇的数均分子量为2000～2500，分子量分布为1.18～1.25。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂264和抗氧剂1010中的任意一种或多种。
优选的，所述填料为质量比为1：0.8～0.9的提升低温性能的稳定剂和带有润滑特性的液体填料的混合物。
优选的，所述提升低温性能的稳定剂为二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物；所述二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物为由质量比为1：0.75～0.85的二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌混合而成的混合物。
优选的，所述带有润滑特性的液体填料为非活性聚硅氧烷液体。
本发明还提供一种所述的高性能砼活塞用密封件材料的制备工艺，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇、乙二醇和苯三醇混合物、抗氧剂和填料；
B、在反应釜中加入聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇，采用500～800rpm中速搅拌，所述反应釜内的温度控制在95～100℃；
C、再加入抗氧剂和填料，采用1800～2200rpm的高速搅拌并抽真空，所述反应釜内的温度控制在102～108℃之间；
D、1～2h以后，加入对2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，采用2500～3000rpm以上的高速搅拌并抽真空，持续反应3～5h后，整个反应过程中所述反应釜内的温度始终控制在102～108℃之间，得到聚氨酯弹性体；
E、备模，将模具的内表面清洗后烘干，并通过喷枪在模具的内壁上喷涂一层厚度为35～45um脱模剂，组装后置于加热炉中进行预热烘干，预热温度为70～80℃，备用；
F、浇筑，使用弹性体浇注机，将步骤D得到的聚氨酯弹性体加热至112～115℃，加入乙二醇和苯三醇混合物，迅速搅拌均匀，浇筑在模具中；
G、热成型，将模具放置在100～108℃的烘箱中硫化18～23h，取出后自然冷却，放置6～9d；
H、脱模，脱模后取出成型体，并切除多余浇注料，并对切除部位进行打磨光滑，即得到所述高性能砼活塞用密封件材料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的高性能砼活塞用密封件(材料)的耐水解性能、耐磨性能、回弹性能、动态疲劳性能等得到了大幅提高，同等工况下，本发明的高性能砼活塞用密封件的使用寿命是现有产品的1.5倍以上，本发明的高性能砼活塞用密封件不仅优异性能，其产品质量还具有良好的一致性和稳定性。
本发明的高性能砼活塞用密封件材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，通过选择合适的异氰酸酯(异氰酸酯采用MDI)、聚醚型异氰酸酯预聚体、低聚物多元醇(聚四亚甲基醚二醇和聚氧化乙烯多元醇)、扩链剂(乙二醇和苯三醇混合物)，形成特有的材料配方，并采用本发明的浇注工艺浇注成型，相比目前国内市场上的砼活塞(异氰酸酯采用TDI，如TDI-100或者TDI-100和TDI-80混用；多元醇采用聚酯或者聚己内酯)，本发明的高性能砼活塞用密封件材料的耐水解性能、耐磨性能、回弹性能、动态疲劳性能等得到了大幅提高，从而提高组装生产的砼活塞产品的使用寿命。
本发明的高性能砼活塞用密封件材料中扩链剂采用乙二醇和苯三醇混合物，其中适当比例的苯三醇的加入，在既保证良好的回弹性能的前提下，使材料在扩链反应中，形成一些更强的三维网状结构，进一步提高了耐水解性能、耐磨性能等，进而提高使用寿命。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
本发明所述TDI全称Toluene-2,4-diisocyanate；2,4-tolylenediisocyanate是甲苯二异氰酸酯的英文缩写。
实施例1：
一种高性能砼活塞用密封件材料，由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯15～19份、聚醚型异氰酸酯预聚体35～45份、聚四亚甲基醚二醇16～24份、聚氧化乙烯多元醇14～18份、乙二醇和苯三醇混合物15～19份、抗氧剂2.5～3.5份、填料3～5份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.35～0.5。
优选的，所述高性能砼活塞用密封件材料由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯17份、聚醚型异氰酸酯预聚体41.5份、聚四亚甲基醚二醇19.5份、聚氧化乙烯多元醇16.7份、乙二醇和苯三醇混合物17.5份、抗氧剂3.1份、填料4.6份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.43。
优选的，所述聚醚型异氰酸酯预聚体包括以下重量份的原料：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯35～45份、数均分子量为1500～3000的聚氧化乙烯烯多元醇55～65份、三丙二醇二丙烯酸酯3～5份。
优选的，所述聚醚型异氰酸酯预聚体的的制备方法如下：
将聚氧化乙烯烯多元醇和三丙二醇二丙烯酸酯，加入反应釜中，采用2000～3000rpm的高速搅拌并抽真空，并逐渐升温至100～105℃，滴加2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，20～30min滴加完毕，继续保温反应60～90min，冷却出料，得到所述聚醚型异氰酸酯预聚体。
优选的，所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为1800～2300，分子量分布为1.2～1.25；所述聚氧化乙烯多元醇的数均分子量为2000～2500，分子量分布为1.18～1.25。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂264和抗氧剂1010中的任意一种或多种。
优选的，所述填料为质量比为1：0.8～0.9的提升低温性能的稳定剂和带有润滑特性的液体填料的混合物。
优选的，所述提升低温性能的稳定剂为二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物；所述二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物为由质量比为1：0.75～0.85的二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌混合而成的混合物。
优选的，所述带有润滑特性的液体填料为非活性聚硅氧烷液体。
本发明还提供一种所述的高性能砼活塞用密封件材料的制备工艺，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇、乙二醇和苯三醇混合物、抗氧剂和填料；
B、在反应釜中加入聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇，采用500～800rpm中速搅拌，所述反应釜内的温度控制在95～100℃；
C、再加入抗氧剂和填料，采用1800～2200rpm的高速搅拌并抽真空，所述反应釜内的温度控制在102～108℃之间；
D、1～2h以后，加入对2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，采用2500～3000rpm以上的高速搅拌并抽真空，持续反应3～5h后，整个反应过程中所述反应釜内的温度始终控制在102～108℃之间，得到聚氨酯弹性体；
E、备模，将模具的内表面清洗后烘干，并通过喷枪在模具的内壁上喷涂一层厚度为35～45um脱模剂，组装后置于加热炉中进行预热烘干，预热温度为70～80℃，备用；
F、浇筑，使用弹性体浇注机，将步骤D得到的聚氨酯弹性体加热至112～115℃，加入乙二醇和苯三醇混合物，迅速搅拌均匀，浇筑在模具中；
G、热成型，将模具放置在100～108℃的烘箱中硫化18～23h，取出后自然冷却，放置6～9d；
H、脱模，脱模后取出成型体，并切除多余浇注料，并对切除部位进行打磨光滑，即得到所述高性能砼活塞用密封件材料。
实施例2：
一种高性能砼活塞用密封件材料，由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯15份、聚醚型异氰酸酯预聚体35份、聚四亚甲基醚二醇16份、聚氧化乙烯多元醇14份、乙二醇和苯三醇混合物15份、抗氧剂2.5份、填料3份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.35。
在本实施例中，所述聚醚型异氰酸酯预聚体包括以下重量份的原料：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯35份、数均分子量为1500的聚氧化乙烯烯多元醇55份、三丙二醇二丙烯酸酯3份。
在本实施例中，所述聚醚型异氰酸酯预聚体的的制备方法如下：
将聚氧化乙烯烯多元醇和三丙二醇二丙烯酸酯，加入反应釜中，采用2000rpm的高速搅拌并抽真空，并逐渐升温至105℃，滴加2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，20min滴加完毕，继续保温反应60min，冷却出料，得到所述聚醚型异氰酸酯预聚体。
在本实施例中，所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为1800，分子量分布为1.2；所述聚氧化乙烯多元醇的数均分子量为2000，分子量分布为1.18。
在本实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂245。
在本实施例中，所述填料为质量比为1：0.8的提升低温性能的稳定剂和带有润滑特性的液体填料的混合物。
在本实施例中，所述提升低温性能的稳定剂为二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物；所述二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物为由质量比为1：0.75的二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌混合而成的混合物。
在本实施例中，所述带有润滑特性的液体填料为非活性聚硅氧烷液体。
在本实施例中，所述的高性能砼活塞用密封件材料的制备工艺，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇、乙二醇和苯三醇混合物、抗氧剂和填料；
B、在反应釜中加入聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇，采用500rpm中速搅拌，所述反应釜内的温度控制在95℃；
C、再加入抗氧剂和填料，采用1800rpm的高速搅拌并抽真空，所述反应釜内的温度控制在102℃之间；
D、2h以后，加入对2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，采用2500rpm以上的高速搅拌并抽真空，持续反应5h后，整个反应过程中所述反应釜内的温度始终控制在102℃，得到聚氨酯弹性体；
E、备模，将模具的内表面清洗后烘干，并通过喷枪在模具的内壁上喷涂一层厚度为35um脱模剂，组装后置于加热炉中进行预热烘干，预热温度为70℃，备用；
F、浇筑，使用弹性体浇注机，将步骤D得到的聚氨酯弹性体加热至112℃，加入乙二醇和苯三醇混合物，迅速搅拌均匀，浇筑在模具中；
G、热成型，将模具放置在100℃的烘箱中硫化23h，取出后自然冷却，放置9d；
H、脱模，脱模后取出成型体，并切除多余浇注料，并对切除部位进行打磨光滑，即得到所述高性能砼活塞用密封件材料。
实施例3：
一种高性能砼活塞用密封件材料，由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯19份、聚醚型异氰酸酯预聚体45份、聚四亚甲基醚二醇24份、聚氧化乙烯多元醇18份、乙二醇和苯三醇混合物19份、抗氧剂3.5份、填料5份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.5。
在本实施例中，所述聚醚型异氰酸酯预聚体包括以下重量份的原料：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯45份、数均分子量为3000的聚氧化乙烯烯多元醇65份、三丙二醇二丙烯酸酯5份。
在本实施例中，所述聚醚型异氰酸酯预聚体的的制备方法如下：
将聚氧化乙烯烯多元醇和三丙二醇二丙烯酸酯，加入反应釜中，采用3000rpm的高速搅拌并抽真空，并逐渐升温至100℃，滴加2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，30min滴加完毕，继续保温反应90min，冷却出料，得到所述聚醚型异氰酸酯预聚体。
在本实施例中，所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为2300，分子量分布为1.25；所述聚氧化乙烯多元醇的数均分子量为2500，分子量分布为1.25。
在本实施例中，所述抗氧剂为质量比为1：1.2的抗氧剂264和抗氧剂1010。
在本实施例中，所述填料为质量比为1：0.9的提升低温性能的稳定剂和带有润滑特性的液体填料的混合物。
在本实施例中，所述提升低温性能的稳定剂为二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物；所述二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物为由质量比为1：0.85的二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌混合而成的混合物。
在本实施例中，所述带有润滑特性的液体填料为非活性聚硅氧烷液体。
在本实施例中，所述的高性能砼活塞用密封件材料的制备工艺，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇、乙二醇和苯三醇混合物、抗氧剂和填料；
B、在反应釜中加入聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇，采用800rpm中速搅拌，所述反应釜内的温度控制在100℃；
C、再加入抗氧剂和填料，采用2200rpm的高速搅拌并抽真空，所述反应釜内的温度控制在108℃之间；
D、1h以后，加入对2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，采用3000rpm以上的高速搅拌并抽真空，持续反应3h后，整个反应过程中所述反应釜内的温度始终控制在108℃之间，得到聚氨酯弹性体；
E、备模，将模具的内表面清洗后烘干，并通过喷枪在模具的内壁上喷涂一层厚度为45um脱模剂，组装后置于加热炉中进行预热烘干，预热温度为80℃，备用；
F、浇筑，使用弹性体浇注机，将步骤D得到的聚氨酯弹性体加热至115℃，加入乙二醇和苯三醇混合物，迅速搅拌均匀，浇筑在模具中；
G、热成型，将模具放置在108℃的烘箱中硫化18h，取出后自然冷却，放置6d；
H、脱模，脱模后取出成型体，并切除多余浇注料，并对切除部位进行打磨光滑，即得到所述高性能砼活塞用密封件材料。
实施例4：
一种高性能砼活塞用密封件材料，由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯17份、聚醚型异氰酸酯预聚体41.5份、聚四亚甲基醚二醇19.5份、聚氧化乙烯多元醇16.7份、乙二醇和苯三醇混合物17.5份、抗氧剂3.1份、填料4.6份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.43。
在本实施例中，所述聚醚型异氰酸酯预聚体包括以下重量份的原料：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯40份、数均分子量为2400的聚氧化乙烯烯多元醇60份、三丙二醇二丙烯酸酯4.5份。
在本实施例中，所述聚醚型异氰酸酯预聚体的的制备方法如下：
将聚氧化乙烯烯多元醇和三丙二醇二丙烯酸酯，加入反应釜中，采用2500rpm的高速搅拌并抽真空，并逐渐升温至102℃，滴加2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，25min滴加完毕，继续保温反应80min，冷却出料，得到所述聚醚型异氰酸酯预聚体。
在本实施例中，所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为2000，分子量分布为1.22；所述聚氧化乙烯多元醇的数均分子量为2200，分子量分布为1.21。
在本实施例中，所述抗氧剂为质量比为1：1.22的抗氧剂245和抗氧剂1010。
在本实施例中，所述填料为质量比为1：0.85的提升低温性能的稳定剂和带有润滑特性的液体填料的混合物。
在本实施例中，所述提升低温性能的稳定剂为二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物；所述二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物为由质量比为1：0.8的二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌混合而成的混合物。
在本实施例中，所述带有润滑特性的液体填料为非活性聚硅氧烷液体。
在本实施例中，所述的高性能砼活塞用密封件材料的制备工艺，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇、乙二醇和苯三醇混合物、抗氧剂和填料；
B、在反应釜中加入聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇，采用700rpm中速搅拌，所述反应釜内的温度控制在98℃；
C、再加入抗氧剂和填料，采用2000rpm的高速搅拌并抽真空，所述反应釜内的温度控制在106℃之间；
D、1.5h以后，加入对2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，采用2800rpm以上的高速搅拌并抽真空，持续反应4h后，整个反应过程中所述反应釜内的温度始终控制在106℃之间，得到聚氨酯弹性体；
E、备模，将模具的内表面清洗后烘干，并通过喷枪在模具的内壁上喷涂一层厚度为40um脱模剂，组装后置于加热炉中进行预热烘干，预热温度为75℃，备用；
F、浇筑，使用弹性体浇注机，将步骤D得到的聚氨酯弹性体加热至114℃，加入乙二醇和苯三醇混合物，迅速搅拌均匀，浇筑在模具中；
G、热成型，将模具放置在105℃的烘箱中硫化21h，取出后自然冷却，放置7.5d；
H、脱模，脱模后取出成型体，并切除多余浇注料，并对切除部位进行打磨光滑，即得到所述高性能砼活塞用密封件材料。
对比例1：
与实施例4的区别在于，2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯用TAI-100替代，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，聚四亚甲基醚二醇和聚氧化乙烯多元醇均用聚己内酯多元醇替代，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，乙二醇和苯三醇混合物均乙二醇替代，其他与实施例4相同。
对比例4：
市售的砼活塞用密封件A(异氰酸酯TDI-100和TDI-80混用；多元醇采用聚己内酯)
对比例5：
市售的砼活塞用密封件B(异氰酸酯采用TDI-100；多元醇采用聚酯)
下面对本发明实施例2至实施例4得到的高性能砼活塞用密封件材料以及对比例1至对比例5的砼活塞用密封件材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
测试方法：
分别选取20个实施例2至实施例4得到的高性能砼活塞用密封件材料(即得到的高性能砼活塞用密封件)，以及分别选取20个对比例1至对比例5的砼活塞用密封件材料(即砼活塞用密封件)，均组装制作成砼活塞，安装于同一台混凝土泵车上，进行混凝土(同一工程中的性能相同或相近的混凝土)泵送浇筑，计算直至砼活塞密封件损坏时的平均输送混凝土量(使用寿命)，若砼活塞密封件未损坏，而由于其他的损坏导致砼活塞损坏则增加砼活塞密封件重新进行试验。
表1
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯15～19份、聚醚型异氰酸酯预聚体35～45份、聚四亚甲基醚二醇16～24份、聚氧化乙烯多元醇14～18份、乙二醇和苯三醇混合物15～19份、抗氧剂2.5～3.5份、填料3～5份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.35～0.5。
2.根据权利要求1所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述高性能砼活塞用密封件材料由包括以下重量份的原料制成：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯17份、聚醚型异氰酸酯预聚体41.5份、聚四亚甲基醚二醇19.5份、聚氧化乙烯多元醇16.7份、乙二醇和苯三醇混合物17.5份、抗氧剂3.1份、填料4.6份；所述乙二醇和苯三醇混合物中乙二醇和苯三醇的质量之比为1：0.43。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述聚醚型异氰酸酯预聚体包括以下重量份的原料：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯35～45份、数均分子量为1500～3000的聚氧化乙烯烯多元醇55～65份、三丙二醇二丙烯酸酯3～5份。
4.根据权利要求3所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述聚醚型异氰酸酯预聚体的的制备方法如下：
将聚氧化乙烯烯多元醇和三丙二醇二丙烯酸酯，加入反应釜中，采用2000～3000rpm的高速搅拌并抽真空，并逐渐升温至100～105℃，滴加2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，20～30min滴加完毕，继续保温反应60～90min，冷却出料，得到所述聚醚型异氰酸酯预聚体。
5.根据权利要求4所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为1800～2300，分子量分布为1.2～1.25；所述聚氧化乙烯多元醇的数均分子量为2000～2500，分子量分布为1.18～1.25。
6.根据权利要求4所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂264和抗氧剂1010中的任意一种或多种。
7.根据权利要求4所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述填料为质量比为1：0.8～0.9的提升低温性能的稳定剂和带有润滑特性的液体填料的混合物。
8.根据权利要求7所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述提升低温性能的稳定剂为二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物；所述二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌的混合物为由质量比为1：0.75～0.85的二甘醇二苯甲酸酯和硬脂酸锌混合而成的混合物。
9.根据权利要求7所述的高性能砼活塞用密封件材料，其特征在于，所述带有润滑特性的液体填料为非活性聚硅氧烷液体。
10.一种如权利要求1至2、4至9任一项所述的高性能砼活塞用密封件材料的制备工艺，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇、乙二醇和苯三醇混合物、抗氧剂和填料；
B、在反应釜中加入聚醚型异氰酸酯预聚体、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯多元醇，采用500～800rpm中速搅拌，所述反应釜内的温度控制在95～100℃；
C、再加入抗氧剂和填料，采用1800～2200rpm的高速搅拌并抽真空，所述反应釜内的温度控制在102～108℃之间；
D、1～2h以后，加入对2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，采用2500～3000rpm以上的高速搅拌并抽真空，持续反应3～5h后，整个反应过程中所述反应釜内的温度始终控制在102～108℃之间，得到聚氨酯弹性体；
E、备模，将模具的内表面清洗后烘干，并通过喷枪在模具的内壁上喷涂一层厚度为35～45um脱模剂，组装后置于加热炉中进行预热烘干，预热温度为70～80℃，备用；
F、浇筑，使用弹性体浇注机，将步骤D得到的聚氨酯弹性体加热至112～115℃，加入乙二醇和苯三醇混合物，迅速搅拌均匀，浇筑在模具中；
G、热成型，将模具放置在100～108℃的烘箱中硫化18～23h，取出后自然冷却，放置6～9d；
H、脱模，脱模后取出成型体，并切除多余浇注料，并对切除部位进行打磨光滑，即得到所述高性能砼活塞用密封件材料。
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