CN111793173A - 一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶，所述混炼胶包括：100质量份聚氨酯生胶UR101；30～50质量份沉淀法白炭黑；0.5～1质量份硬脂酸；1～3质量份硅烷偶联剂；10～18质量份防焦烧型TMPTMA；1～2质量份交联助剂ZDMA；2～5质量份防焦烧型过氧化物硫化剂；0～4质量份加工助剂。本发明采用聚醚型聚氨酯生胶UR101生胶作为主体材料，选用一些相容性好的配合剂，使混炼胶满足高硬度要求的同时，门尼粘度控制在50以下，并且能延长焦烧时间满足加工工艺要求，最终使混炼胶满足高硬度高流动性的性能要求。

Description

一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶
技术领域
本发明涉及聚氨酯混炼胶技术，特别是指一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶。
背景技术
众所周知，聚氨酯橡胶是在所有橡胶中耐磨性能最好的，具有“耐磨橡胶”之称。以聚醚型聚氨酯橡胶为主体所制成的聚氨酯混炼胶，除了优异的耐磨性以外，还具有较高的弹性和机械强度、优异的耐油性、耐水性和耐臭氧老化性，良好的耐热性、耐低温性和加工稳定性，并且硬度范围宽广，通过不同的混炼胶配方可制成从25A到95A的材料。因此，聚氨酯混炼胶广泛应用在设备、电器、汽车、纺织、制鞋等领域，适合制成各种高性能密封件、O形圈、胶管、传动带、胶辊、减震器、高负荷齿轮箱、鞋底、抗静电制品、各种模压制品等。
混炼胶中所谓的高硬度，一般指邵A85度以上。高硬度混炼胶一般都是通过添加大量的补强剂来实现，但补强剂用量太多时会带来一些工艺问题：首先，会使混炼胶分散均匀性变差、造成物性的波动；其次，会使混炼胶的门尼粘度变大，胶料流动性变差；再次，会使混炼胶的内生热更大，焦烧时间缩短，混炼时胶料容易焦烧、硫化时流动性变差。由于这些工艺问题，使高硬度混炼胶的使用受到一定的限制。比如一些尺寸较大、形状复杂的模压制品，由于胶料流动性差，焦烧时间短，模压时胶料无法填满模腔，胶料排气不良，造成制品质量缺陷（缺胶、毛边厚不好撕边、窝气、尺寸偏差等）。因此，改善高硬度混炼胶的胶料流动性具有很重要的意义。
改善高硬度混炼胶流动性的途径主要从两方面来考虑，一是减少补强剂用量、降低胶料门尼粘度，但是减少补强剂会使胶料硬度下降，为保证满足硬度要求，可采用交联助剂提高胶料交联密度来达到目的。二是采用延迟焦烧型的硫化剂和交联助剂，延长焦烧时间，改善胶料的流动性。通过这两方面措施的结合，可以大大改善混炼胶的流动性，满足高硬度模压制品对胶料流动性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶来满足高硬度制品对胶料流动性的要求。
为了实现上述目的进行了大量试验，经研究发现，在聚醚型聚氨酯混炼胶中，交联助剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）并用甲基丙烯酸锌（ZDMA）时能产生很好的协同效应，对提高硬度和降低门尼粘度有很大的帮助，当采用防焦烧型的TMPTMA，可明显延长焦燃时间，更有利于胶料的流动加工。本发明提供了一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶，所述混炼胶包括：100质量份聚醚聚氨酯生胶UR101；30～50质量份沉淀法白炭黑；0.5～1质量份硬脂酸；1～3质量份硅烷偶联剂；10～18质量份防焦烧型TMPTMA；1～2质量份交联助剂ZDMA；2～5质量份防焦烧型过氧化物硫化剂；0～4质量份加工助剂。
所述沉淀法白炭黑为补强性好、相容性好的沉淀法白炭黑，例如Sil-233。
所述硅烷偶联剂选型主要是为了偶联有机高分子与无机填料，增强其粘结性，例如A-172。
所述防焦烧型过氧化物硫化剂为适合聚氨酯橡胶的防焦烧型硫化剂，例如DCP-40SD。
所述加工助剂为视情况需要所添加的助剂，例如内脱模剂、分散剂、着色剂等。
本发明的聚氨酯混炼胶具有突出的优点：
1、胶料门尼粘度相对较低，100℃大转子门尼粘度(ML
Figure DEST_PATH_IMAGE002
)低于50。
2、混炼胶的硬度可以为90A到95A，满足制品的高硬度要求。
3、胶料防焦烧性能好，经检测硫变性能（MDR），175℃无转子硫变仪检测15分钟，焦烧时间(ts2)大于30秒。
4、胶料可以为本色（半透明）或者调成其它颜色，满足各类制品的颜色要求。
5、通过实施例与对比例进行比较证实，本发明的高硬度混炼胶在胶料流动性上有明显优势，并且胶料性能上还有所提高，实施例和对比例性能测试结果详见表1。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
质量份数：聚氨酯生胶UR101 100，沉淀法白炭黑Sil-233 30，硬脂酸 0.5，偶联剂A-172 1.2，防焦烧型TMPTMA 12，交联助剂ZDMA 1.5，硫化剂DCP40-SD 3.8；
按上述配方配料，然后在开炼机上混炼均匀后，出片，测定硫变性能（MDR），胶料门尼粘度，175℃×6min硫化试片，经停放后检测各项物性。
实施例2
质量份数：聚氨酯生胶UR101 100，沉淀法白炭黑Sil-233 40，硬脂酸 1，偶联剂A-172 1.5，防焦烧型TMPTMA 15，交联助剂ZDMA 2，硫化剂DCP40-SD 3.8；
按上述配方配料，然后在开炼机上混炼均匀后，出片，测定硫变性能（MDR），胶料门尼粘度，175℃×6min硫化试片，经停放后检测各项物性。
对比例 1
质量份数：聚氨酯生胶UR101 100，沉淀法白炭黑Sil-233 55，硬脂酸 0.5，偶联剂A-172 1.2，交联助剂TMPTMA 3，硫化剂DCP 1.5；
按上述配方配料，然后在开炼机上混炼均匀后，出片，测定硫变性能（MDR），胶料门尼粘度，175℃×6min硫化试片，经停放后检测各项物性。
对比例 2
质量份数：聚氨酯生胶UR101 100，沉淀法白炭黑Sil-233 70，硬脂酸 1，偶联剂A-172 1.5，交联助剂TMPTMA 3，硫化剂DCP 1.5；
按上述配方配料，然后在开炼机上混炼均匀后，出片，测定硫变性能（MDR），胶料门尼粘度，175℃×6min硫化试片，经停放后检测各项物性。
对比例 3
其它厂家所售的聚醚型90A聚氨酯混炼胶。测定硫变性能（MDR），胶料门尼粘度，175℃×6min硫化试片，经停放后检测各项物性。
综上所述实施例和对比例说明：
⑴ 从力学性能来看，实施例1、实施例2的硬度分别为90A和95A，满足高硬度要求，拉伸强度、撕裂强度、DIN磨耗等性能均表现不错，分别优于对比例1和对比例2，也明显优于对比例3。
⑵ 从门尼粘度来看：实施例1、实施例2分别只有42和46，而对比例1和对比例2的分别是104和118。实施例的门尼粘度大大的低于对比例，混炼胶的流动性得到很大的提高。
⑶ 从硫变性能（MDR）测试情况来看：实施例1、实施例2的焦烧时间（ts2）都在30s以上，而对比例1、对比例2和对比例3的焦烧时间都比较短，只有15s左右，另外，实施例的最低扭矩（ML）和最高扭矩（MH）也是明显比对比例要低很多，显示实施例的防焦烧安全性要更好，同时也说明实施例的胶料流动性明显要高出很多。
⑷ 综上所述，本发明的聚氨酯混炼胶可以作为一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶使用，满足一些制品对高硬度混炼胶提出高流动性的特定要求。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE004

Claims (3)

1.一种高硬度高流动性的聚醚型聚氨酯混炼胶，其特征在于：所述混炼胶的配方成分包括：
100质量份聚醚型聚氨酯生胶UR101
30～50质量份沉淀法白炭黑
0.5～1质量份硬脂酸
1～3质量份硅烷偶联剂
10～18质量份防焦烧型TMPTMA
1～2质量份交联助剂ZDMA
2～5质量份防焦烧型过氧化物硫化剂
0～4质量份加工助剂
根据权利要求1所述的混炼胶，其特征在于：所述混炼胶硬度为邵A 90度到95度。
2.根据权利要求1所述的混炼胶，其特征在于，所述混炼胶100℃大转子门尼粘度(ML
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，预热1min，测试4min）低于50。
3.根据权利要求1所述的混炼胶，其特征在于：所述混炼胶硫变性能（MDR），175℃无转子硫变仪检测15分钟，焦烧时间(ts2)大于30秒。
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