CN111138625B - 一种探伤车轮外膜用聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热塑性聚氨酯，由组分A和组分B反应制得，组分A包含：多元醇组合物88～110份、三羟甲基丙烷2～5份、催化剂0.45～3份、消泡剂0.4～1.8份、硅烷偶联剂0.5～1.5份；所述的多元醇组合物由质量分数为27％‑41％的聚醚多元醇A和59％‑73％的聚醚多元醇B组成；组分B包含：异佛尔酮二异氰酸酯65～95份、抗氧剂1.3～3份、紫外吸收剂0.15～0.55份。本发明的热塑性聚氨酯不仅成本低、工艺简单，而且产品的透光率高，其200％定伸应力为5.3Mpa‑7Mpa，硬度(ShoreA)控制在80±3，断裂伸长率大于650％，拉伸强度大于30MPa，撕裂强度大于70N/m，密度为1.06g/cm3‑1.08g/cm3，完全满足其在探伤车探轮外膜方面的应用。

Description

一种探伤车轮外膜用聚氨酯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种探伤车轮外膜用聚氨酯材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯材料是由德国化学家Bayer在20世纪30年代发明的，1940年聚氨酯主要以弹性体和泡沫的产品类型进入市场，并迅速在市场中占有重要的地位。随后，聚氨酯产品以其原材料多样、配方灵活、产品形式多样、性能优异且可自主调控等优点，在各行各业中的应用越来越广泛。传统的聚氨酯主要以聚氨酯泡沫塑料、结构弹性体、涂料、胶粘剂、革树脂和助剂形式存在。
使用聚氨酯制备探伤车轮外膜已有报道。专利号为ZL201310145449.2，专利名称为钢板或钢轨检测轮外膜的制备方法，其公开了轮外膜的制备方法，包括：将聚氨酯材料在160-200℃、80-100公斤的条件下注塑，脱模即得检测轮外膜；所述注塑分为3个温度区间：第一区间的温度为185-200℃，第二区间的温度为170-180℃，第三区间的温度为160-170℃；所述注塑注射时的压力分为三个区间：第一区间的压力为90-100公斤，放入储料后的压力为80-90公斤；第二区间的压力为80-90公斤，放入储料后的压力为90-100公斤，第三区间放入储料后的压力为80-90公斤；所述注塑的总时间为70-80s。该专利存在以下问题：(1)产品稳定性差，加工完成后不易脱模，从而造成次品率比较高；(2)制备方法比较复杂，其注塑需要3个区间温度和压力控制因素，区间温度和压力控制因素越多，其加工要求越高，提高生产成本的同时增加了生产时间；(3)脱模后的检测轮外膜未进行烘干从而影响检测轮外膜的透析度。发明专利申请201610119904.5，发明名称为一种探伤车探轮外膜及其制备方法，其公开了一种探伤车探轮外膜，由如下重量百分比的原材料配制而成：聚氨脂60-80％，聚醚聚氨酯10-40％，脱模剂0.5-1.5％，白油0.1-0.4％。发明专利申请201611222189.4，发明名称为一种用于轨道探伤轮套的聚氨酯橡胶组合物，其公开了一种用作于轨道探伤轮套的聚氨酯橡胶组合物，是由以下质量份数的材料组成：聚氨酯橡胶100份；硫化活性剂1～3份；硫化促进剂2～6份；硫磺0.5～2份；增塑剂3～5份；填料30～60份。上述发明专利均存在以下问题：制得产品的200％定伸应力不达标、成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种探伤车轮外膜用聚氨酯材料及其制备方法，通过各组分的合理配合，使产品稳定，各项参数达标，制备工艺简单，成本低。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种聚氨酯弹性体，由组分A和组分B反应制得，其中，组分A由如下重量份的组分制得：多元醇组合物88～110份、三羟甲基丙烷2～5份、催化剂0.45～3份、消泡剂0.4～1.8份、硅烷偶联剂0.5～1.5份；所述的多元醇组合物由质量分数为27％-41％的聚醚多元醇A和59％-73％的聚醚多元醇B组成；
组分B由如下重量份的组分制得：异佛尔酮二异氰酸酯65～95份、抗氧剂1.3～3份、紫外吸收剂0.15～0.55份；
其中，聚醚多元醇A为数均分子量为1000-1800的聚四氢呋喃醚二醇，聚醚多元醇B为蓖麻油与环氧丁烷以物质的量比为1:80醚化聚合反应得到的聚醚多元醇。
优选的，所述催化剂为T-9或T-12中的一种或组合；
优选的，所述消泡剂为BYK1794、BYK141、BYK 1790中的一种或多种；
优选的，所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；
优选的，抗氧剂为BHT、168、1010中的一种或多种；
优选的，所述紫外吸收剂为UV360、UV1164中的一种或组合。
本发明还提供了探伤车轮外膜的制备方法，包括如下步骤：1)按照配方称取个组分，将聚四氢呋喃醚二醇和聚醚多元醇B加入到装有搅拌桨和水银温度计的三口烧瓶中，搅拌并升温并抽真空脱水，将至室温，然后依次加入三羟甲基丙烷、催化剂、消泡剂和硅烷偶联剂，搅拌均匀获得组分A，密封备用；
2)称取一定量的异佛尔酮二异氰酸酯、抗氧剂和紫外吸收剂，搅拌均匀获得组分B，密封备用；
3)组分A与组分B混合搅拌，抽真空脱气，迅速倒入探伤车轮外膜模具中，然后放入真空烘箱，抽真空，冷却脱模即得聚氨酯探伤车轮外膜。
本发明的有益效果是：采用上述特殊的原料组成制得热塑性聚氨酯，不仅成本低、工艺简单，而且产品的透光率高，其200％定伸应力为5.3Mpa-7Mpa，硬度(ShoreA)控制在80±3，断裂伸长率大于650％，拉伸强度大于30MPa，撕裂强度大于70N/m，密度为1.06g/cm3-1.08g/cm3，完全满足其在探伤车探轮外膜方面的应用。
具体实施方式
实施例1：
1)称取27g数均分子量为1500的聚四氢呋喃醚二醇和73g的聚醚多元醇B加入到容积为400ml的装有搅拌桨和水银温度计的三口烧瓶中，聚醚多元醇B为蓖麻油与环氧丁烷以物质的量比为1:80醚化聚合反应得到的聚醚多元醇，搅拌并升温到110℃，抽真空脱水1小时，将至室温，然后依次加入3g三羟甲基丙烷、1g催化剂、1g消泡剂和1g硅烷偶联剂，搅拌均匀获得组分A，密封备用；
2)称取70g异佛尔酮二异氰酸酯、2g抗氧剂和0.4g紫外吸收剂，搅拌均匀获得组分B，密封备用；
3)组分A与组分B混合搅拌，抽真空脱气5分钟，迅速倒入探伤车轮外膜模具中，然后放入110℃真空烘箱，抽真空2小时，冷却脱模即得聚氨酯探伤车轮外膜。
制造例
根据实施例1的制备工艺，调整各组分的用量，制得聚氨酯弹性体并测试其性能，结果见下表。
Figure BDA0002349798310000021
Figure BDA0002349798310000031
比较例9为检测发明专利申请201310145449.2中实施例1产品获得的数据；
比较例10为检测发明专利申请201610119904.5中实施例1产品获得的数据；
比较例11为检测发明专利申请201611222189.4中实施例1产品获得的数据。

Claims (7)

1.一种200％定伸应力为5.3Mpa-7Mpa的聚氨酯弹性体，其特征在于聚氨酯弹性体由组分A和组分B反应制得，其中，组分A由如下重量份的组分制得：多元醇组合物88～110份、三羟甲基丙烷2～5份、催化剂0.45～3份、消泡剂0.4～1.8份、硅烷偶联剂0.5～1.5份；组分B由如下重量份的组分制得：异佛尔酮二异氰酸酯65～75份、抗氧剂1.3～3份、紫外吸收剂0.15～0.55份；
所述的多元醇组合物由质量分数为27％-41％的聚醚多元醇A和59％-73％的聚醚多元醇B组成；
所述的聚醚多元醇A为数均分子量1000-1800的聚四氢呋喃醚二醇；
所述的聚醚多元醇B为蓖麻油与环氧丁烷以物质的量比为1:80醚化聚合反应得到的聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述催化剂为T-9或T-12中的一种或组合。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述消泡剂为BYK1794、BYK141、BYK 1790中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，抗氧剂为BHT、168、1010中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述紫外吸收剂为UV360、UV1164中的一种或组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，聚氨酯弹性体具有以下性能，ShoreA硬度80±3，断裂伸长率大于650％，拉伸强度大于30MPa，撕裂强度大于70N/m，密度为1.06g/cm3-1.08g/cm3。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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