CN114621043A - 一种聚醚材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚醚材料，包括按重量份计的以下组分：惰性固体填料80份、粘合剂14份、室温固化催化剂0.05~0.1份、增塑剂6.0份；其中惰性固体填料由煤灰（MH）、石英砂（SYS）和碳酸钙（TG）组成，粘合剂由聚醚（PU）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、防老剂H（FH）和三（2‑甲基‑1‑氮丙啶）氧化磷（MAPO）组成。本发明提供一种聚醚材料，使其满足训练弹要求。本发明聚醚材料采用有机铋类室温固化催化剂，在添加量较少的情况下即可降低聚醚材料固化温度，使聚醚材料在室温下固化；惰性复合聚氨酯材料具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料制造技术领域，具体涉及一种聚醚材料，用于训练弹。
背景技术
为了减少在训练过程中的危险性，需要用不燃烧的惰性推进剂替代真实推进剂。国内复合固体推进剂一般采用端羟基聚丁二烯（HTPB）作粘合剂，与异氰酸酯类固化剂在高温下（50℃~70℃）交联反应，形成聚氨酯，同时添加惰性填料，组成一种惰性、复合聚氨酯材料，广泛应用于训练、阅兵、展览等场合。
有关固体火箭用惰性高分子材料所选的固体填料的品种，主要有草酸铵、煤灰以及碳酸钙等。室温固化是降低聚醚制造成本的重要技术。添加固化催化剂可大幅度提高固化反应速率并实现反应速率可控，可以完成常温固化，降低能源。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种聚醚材料，使其满足训练弹要求。
本发明所采取的技术方案是，一种聚醚材料，包括按重量份计的以下组分：惰性固体填料80份、粘合剂14份、室温固化催化剂0.05~0.1份、增塑剂6.0份；其中惰性固体填料由煤灰（MH）、石英砂（SYS）和碳酸钙（TG）组成，粘合剂由聚醚（PU）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、防老剂H（FH）和三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷（MAPO）组成。
进一步地，所述惰性固体填料中，煤灰、石英砂和碳酸钙的重量比为2~6：38~44：38~30。
进一步地，所述粘合剂中聚醚和甲苯二异氰酸酯为15.55~15.45份、防老剂H为0.20份、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷为0.25~0.35份。
进一步地，所述增塑剂为癸二酸二异辛酯（DOS）；室温固化催化剂为三乙氧基苯基铋（Bi-G），纯度＞99.0wt%，粒度≤10μm。或室温固化催化剂用二月桂酸二丁基锡替代，加入量在配方中所占的比例为0.0004~0.0006wt%。
本发明还涉及制备所述高强度聚氨酯材料的方法，包括以下步骤：
1）将聚醚、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷、防老剂H进行预混；
2）加入部分增塑剂混匀，然后加入依次加入煤灰混匀、石英砂混匀、碳酸钙混匀；再加入室温固化催化剂混匀、剩余的增塑剂混匀；最后加入甲苯二异氰酸酯混匀得到稀浆料，浇注到发动机中，固化成型后即得高强度聚氨酯材料。
进一步地，步骤1）预混是的温度为50±2℃，混合时间为20-60min。
进一步地，步骤2）中物料混合时的温度为50±2℃，加入增塑剂后的混合时间为10-30min，加入惰性固体填料后的混合时间为20-30min，加入室温固化催化剂后的混合时间为10-20min，加入甲苯二异氰酸酯后的混合时间为25-40min。
进一步地，浇注时为真空条件，温度为50±2℃，固化温度为10-30℃，时间为6-10天。
聚醚材料配方中，选用聚醚、甲苯二异氰酸酯、防老剂H、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷的组合，形成高强度聚醚材料固化交联网络体系。通过增塑剂改善药浆工艺性能。采用惰性固体填料保证聚醚材料密度性能同时在外观上与真药相似；室温固化催化剂三乙氧基苯基铋可降低聚醚的固化温度。
制备过程中，
1）聚醚、MAPO、FH三种材料先进行预混，使除TDI外的粘合剂体系材料充分混匀。
2）加1/2DOS是为了降低粘合剂体系的粘度，有利于后续添加固体填料，降低混合机扭矩。
本发明提供的一种聚醚材料，采用有机铋类室温固化催化剂，在添加量较少的情况下即可降低聚醚材料固化温度，使聚醚材料在室温下固化；惰性复合聚氨酯材料具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例：一种聚醚材料，包括按重量份计的以下组分：惰性固体填料80份、粘合剂14份、室温固化催化剂0.1份、增塑剂6.0份；其中惰性固体填料由煤灰（MH）、石英砂（SYS）和碳酸钙（TG）组成，粘合剂由聚醚（PU）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、防老剂H（FH）和三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷（MAPO）组成。
进一步地，所述惰性固体填料中，煤灰、石英砂和碳酸钙的重量比为6：44：30。
进一步地，所述粘合剂中聚醚和甲苯二异氰酸酯为15.55~15.45份、防老剂H为0.20份、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷为0.35份。
进一步地，所述增塑剂为癸二酸二异辛酯（DOS）；室温固化催化剂为三乙氧基苯基铋（Bi-G），纯度＞99.0wt%，粒度≤10μm。或室温固化催化剂用二月桂酸二丁基锡替代，加入量在配方中所占的比例为0.0006wt%。
本发明还涉及制备所述高强度聚氨酯材料的方法，包括以下步骤：
1）将聚醚、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷、防老剂H进行预混；
2）加入部分增塑剂混匀，然后加入依次加入煤灰混匀、石英砂混匀、碳酸钙混匀；再加入室温固化催化剂混匀、剩余的增塑剂混匀；最后加入甲苯二异氰酸酯混匀得到稀浆料，浇注到发动机中，固化成型后即得高强度聚氨酯材料。
进一步地，步骤1）预混是的温度为50±2℃，混合时间为60min。
进一步地，步骤2）中物料混合时的温度为50±2℃，加入增塑剂后的混合时间为10-30min，加入惰性固体填料后的混合时间为30min，加入室温固化催化剂后的混合时间为10-20min，加入甲苯二异氰酸酯后的混合时间为40min。
进一步地，浇注时为真空条件，温度为50±2℃，固化温度为30℃，时间为10天。
Claims (9)
1.一种聚醚材料，其特征在于：包括按重量份计的以下组分：惰性固体填料80份、粘合剂14份、室温固化催化剂0.05~0.1份、增塑剂6.0份；其中惰性固体填料由煤灰、石英砂和碳酸钙组成，粘合剂由聚醚、甲苯二异氰酸酯、防老剂H和三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷组成。
2.根据权利要求1所述的聚醚材料，其特征在于：所述惰性固体填料中，煤灰、石英砂和碳酸钙的重量比为2~6：38~44：38~30。
3.根据权利要求1所述的聚醚材料，其特征在于：所述粘合剂中聚醚和甲苯二异氰酸酯为15.55~15.45份、防老剂H为0.20份、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷为0.25~0.35份。
4.根据权利要求1所述的聚醚材料，其特征在于：所述增塑剂为癸二酸二异辛酯（DOS）。
5.根据权利要求1所述的聚醚材料，其特征在于：室温固化催化剂为三乙氧基苯基铋（Bi-G），纯度＞99.0wt%，粒度≤10μm。
6.制备权利要求1-5任意一项所述的聚醚材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将聚醚、三（2-甲基-1-氮丙啶）氧化磷、防老剂H进行预混；
2）加入部分增塑剂混匀，然后加入依次加入煤灰混匀、石英砂混匀、碳酸钙混匀；再加入室温固化催化剂混匀、剩余的增塑剂混匀；最后加入甲苯二异氰酸酯混匀得到稀浆料，浇注到发动机中，固化成型后即得高强度聚氨酯材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）预混是的温度为50±2℃，混合时间为20-60min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）中物料混合时的温度为50±2℃，加入增塑剂后的混合时间为10-30min，加入惰性固体填料后的混合时间为20-30min，加入室温固化催化剂后的混合时间为10-20min，加入甲苯二异氰酸酯后的混合时间为25-40min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：浇注时为真空条件，温度为50±2℃，固化温度为10-30℃，时间为6-10天。
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