CN115011103B - 一种弹簧用聚氨酯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高分子材料领域，具体公开了一种弹簧用聚氨酯，包含以下重量份的原料制成：聚酯多元醇50‑80份、二异氰酸酯22‑40份、扩链剂6.5‑12.5份、外加剂0.1‑0.4份、疏水纤维1‑2.5份、弹性微球2‑5份；其制备方法为：S1、称取疏水纤维添加到弹性微球中，分散均匀，制得初混料；S2、称取聚酯多元醇、二异氰酸酯、在78‑90℃条件下反应2‑3h，制得预聚体；S3、称取预聚体、扩链剂、外加剂和初混料混合均匀，然后在105‑125℃条件下反应11‑13h，制得成品聚氨酯；不仅具有较好的弹性性能，保证车辆的减震效果，而且具有较好的耐水性和机械强度，能够延长聚氨酯的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料领域，更具体地说，它涉及一种弹簧用聚氨酯及其制备方法。
背景技术
车辆在应用过程中，减震问题尤为重要，不仅能够延长车辆使用寿命，而且能够提高车辆使用舒适度。
常用弹簧作为减震器件，但弹簧耐腐蚀性较差，所以，聚氨酯减震器逐渐受到人们的重视，聚氨酯具有较好的弹性，使其减震效果良好，并且具有较好的抗腐蚀、抗老化性，能够延长其使用寿命。
随着夏季各地的严重降雨，常使路面存在积水，特别是洪水地区，积水长时间不退并且伴有泥沙以及其他杂质物质，当车辆长时间停留在积水路面上，使得聚氨酯表面长时间与水分、泥沙等物质相接触，不仅容易影响聚氨酯的使用寿命，而且泥沙容易粘附在聚氨酯表面，当水分干燥后，泥沙仍容易附着在聚氨酯表面，当大型车辆承载重物行驶过程中，附着的泥沙颗粒容易对聚氨酯产生摩擦损伤，从而进一步对聚氨酯的使用寿命产生影响。
因此，急需制得一种新的聚氨酯，使其不仅具有较好的弹性性能，保证车辆的减震效果，而且具有较好的耐水性和机械强度，能够延长聚氨酯的使用寿命。
发明内容
为了制得一种新的聚氨酯，使其不仅具有较好的弹性性能，保证车辆的减震效果，而且具有较好的耐水性和机械强度，使其在积水条件下放置较长时间后仍不易被泥沙颗粒摩擦而损伤，从而延长聚氨酯的使用寿命，本申请提供一种弹簧用聚氨酯及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种弹簧用聚氨酯，采用如下的技术方案：
一种弹簧用聚氨酯，包含以下重量份的原料制成：聚酯多元醇50-80份、二异氰酸酯22-40份、扩链剂6.5-12.5份、外加剂0.1-0.4份、疏水纤维1-2.5份、弹性微球2-5份。
通过采用上述技术方案，聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、外加剂相配合，使聚氨酯具有较高的交联度，从而使聚氨酯具有较好的弹性和机械强度；配合弹性微球较好的弹性，进一步提高成品聚氨酯的弹性；配合疏水纤维较好的机械强度和疏水性能，进一步提高成品聚氨酯的机械强度和疏水性；采用该聚氨酯制备的减震器应用在车辆上后，即使在积水路面停留较长时间，对聚氨酯寿命仍不易产生影响，而且即使表面附着泥沙，干燥后的泥沙在摩擦作用下也不易对聚氨酯表面产生划痕，从而进一步保证聚氨酯的使用寿命。
优选的，所述疏水纤维由质量比为1:0.2-0.6的改性碳纤维和改性石棉纤维组成。
通过采用上述技术方案，改性碳纤维、改性石棉纤维相配合，利用碳纤维较高的机械强度配合石棉纤维较好的柔性，当聚氨酯受到水流伴随着泥沙冲击时，利用聚氨酯较好的弹性缓冲冲击力，并利用碳纤维较高的机械强度尽量避免泥沙对聚氨酯产生划伤损害，从而延长聚氨酯的使用寿命。
优选的，所述改性碳纤维由质量比为1:0.1-0.2:0.2-0.4的碳纤维、石蜡液和氟化石墨组成。
通过采用上述技术方案，碳纤维、石蜡液、氟化石墨相配合，利用石蜡液较好的粘性便于氟化石墨粘结在碳纤维的纤维网络中，利用氟化石墨和固化的石蜡较小的摩擦系数，配合碳纤维较大的比表面积，使得氟化石墨和石蜡能够较为均匀的分布在聚氨酯中，使聚氨酯表面不易沾附泥沙；并且即使泥沙沾附在聚氨酯表面，随着减震器在使用过程中，聚氨酯表面较小的摩擦系数，便于泥沙通过震动、摩擦而脱离聚氨酯表面，从而延长聚氨酯的使用寿命。
碳纤维、石蜡液、氟化石墨相配合，利用碳纤维较大的比表面积，使改性碳纤维较为均匀的分散在聚氨酯网络结构中，利用石蜡、氟化石墨较好的疏水性，使聚氨酯具有较好的疏水性，即使聚氨酯在水中较长时间浸泡，也不易影响聚氨酯的后续使用寿命。
优选的，所述石蜡液由质量比为1:0.15-0.35的熔融石蜡和硬质酸钠组成。
通过采用上述技术方案，熔融石蜡和硬质酸钠相配合，当水中泥沙冲击聚氨酯对聚氨酯表面产生划伤后，熔融石蜡被划缝后，水分容易与硬质酸钠相接触，利用硬质酸钠的水溶性，使得硬质酸钠逐渐溶于水后具有防污效果，尽量避免聚氨酯表面附着泥沙；并且即使聚氨酯被附着在聚氨酯表面的泥沙所摩擦产生划痕，当硬质酸钠与空气中水分逐渐接触后，也能够促进聚氨酯表面泥沙脱离聚氨酯表面，从而尽量避免聚氨酯减震器使用过程中，通过长时间摩擦使聚氨酯表面产生永久划伤，延长聚氨酯的使用寿命。
优选的，所述改性石棉纤维由石棉纤维依次经全氟硅烷、聚乙二醇液处理制得。
通过采用上述技术方案，石棉纤维、全氟硅烷、聚乙二醇液相配合，利用石棉纤维较好的吸湿效果，便于吸附全氟硅烷包覆在石棉纤维表面，赋予石棉纤维较好的疏水效果；然后利用聚乙二醇液较好的粘结效果，使得改性石棉纤维、改性碳纤维较为紧密的粘结；当疏水纤维与聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂相接触并反应时，利用疏水纤维表面聚乙二醇的羟基进一步提高疏水纤维与预聚体的交联密度，从而提高成品聚氨酯的弹性、机械强度和耐水性。
优选的，所述弹性微球是刻蚀TPE颗粒经甲基丙烯酸十二氟庚酯处理制得。
通过采用上述技术方案，TPE颗粒、甲基丙烯酸十二氟庚酯相配合，利用甲基丙烯酸十二氟庚酯的超疏水性，使弹性微球具有超疏水性，同时甲基丙烯酸十二氟庚酯中的羧基能够提高弹性微球与预聚体的交联度，使弹性微球较为稳定的填充在聚氨酯内部结构中，提高聚氨酯内部结构致密度；并且TPE微球具有较好的弹性，能够进一步提高成品聚氨酯的弹性，从而使聚氨酯具有较好弹性性能的同时具有较好的机械强度。
优选的，所述刻蚀TPE颗粒是由激光将TPE颗粒表面刻蚀呈凹凸状制得。
通过采用上述技术方案，激光刻蚀使TPE颗粒表面产生圆弧凸起，从而使TPE表面能够负载较高含量的甲基丙烯酸十二氟庚酯；疏水纤维、弹性微球相配合，便于疏水纤维插入弹性微球的刻蚀凹坑中，利用疏水纤维表面聚乙二醇羟基配合甲基丙烯酸十二氟庚酯中羧基，进一步提高疏水纤维和弹性微球的连接效果，并且也能够进一步提高弹性微球与聚氨酯预聚体的交联效果，从而使疏水纤维、弹性微球与聚氨酯预聚体交联度较好，使聚氨酯具有较好的弹性性能、较高的机械强度和较好的超疏水性，延长聚氨酯的使用寿命。
优选的，所述扩链剂为1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，利用醇羟基较好的扩链效果，进一提高成品聚氨酯的交联密度，提高聚氨酯的弹性和机械性能。
优选的，所述外加剂为三异丙醇胺。
通过采用上述技术方案，利用三异丙醇胺中氨基与扩链剂、聚酯多元醇、二异氰酸酯相配合，进一步提高聚氨酯的交联密度，从而提高成品的弹性和机械性能。
第二方面，本申请提供一种弹簧用聚氨酯的制备方法，采用如下的技术方案：
一种弹簧用聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取疏水纤维添加到弹性微球中，分散均匀，制得初混料；
S2、称取聚酯多元醇、二异氰酸酯、在78-90℃条件下反应2-3h，制得预聚体；
S3、称取预聚体、扩链剂、外加剂和初混料混合均匀，然后在105-125℃条件下反应11-13h，制得成品聚氨酯。
通过采用上述技术方案，疏水纤维与弹性微球先混合，利用疏水纤维表面聚乙二醇配合弹性微球表面甲基丙烯酸十二氟庚酯，便于疏水纤维与弹性微球实现粘结，然后与预聚体、扩链剂、外加剂混合进行反应，使成品聚氨酯具有较好的弹性、较高的机械强度和较好的疏水效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、外加剂相配合，使聚氨酯具有较高的交联度，从而使聚氨酯具有较好的弹性和机械强度；配合弹性微球较好的弹性，进一步提高成品聚氨酯的弹性；配合疏水纤维较好的机械强度和疏水性能，进一步提高成品聚氨酯的机械强度和疏水性；采用该聚氨酯制备的减震器应用在车辆上，即使在积水路面停留较长时间，对聚氨酯寿命仍不易产生影响，而且即使表面附着泥沙，干燥后的泥沙在摩擦作用下也不易对聚氨酯表面产生划痕，从而进一步保证聚氨酯的使用寿命。
2、碳纤维、石蜡液、氟化石墨、石棉纤维、全氟硅烷、聚乙二醇液相配合，利用石蜡液、氟化石墨较小的摩擦系数，使改性碳纤维表面具有较小的摩擦系数，不仅使聚氨酯表面不易沾污，而且使聚氨酯具有较好的疏水效果；配合改性石棉纤维表面的聚乙二醇，使改性碳纤维较为稳定的粘结在聚氨酯内部交联结构中，从而保证改性碳纤维在聚氨酯中的相容度，利用碳纤维和石棉纤维较高的机械强度，使成品聚氨酯具有较好的疏水性和较高的机械强度。
3、石棉纤维、弹性微球、聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂相配合，利用石棉纤维较好的柔性配合弹性微球较好的弹性以及预聚体较好的交联密度，使成品聚氨酯具有较好的弹性；当受到砂石颗粒冲击时，不仅能够缓冲冲击力，而且能够尽量避免泥沙对聚氨酯表面产生划伤，从而延长成品聚氨酯的使用寿命。
4、刻蚀TPE颗粒、甲基丙烯酸十二氟庚酯相配合，使弹性微球具有超疏水性能的条件下与预聚体具有较好的交联效果，从而提高成品聚氨酯的机械强度和耐水性。
5、石蜡液、碳纤维、氟化石墨、改性石棉纤维、预聚体相配合，在聚氨酯反应温度下，石蜡液容易热熔，从而进一步促进疏水纤维与预聚体相粘结，从而提高疏水纤维在聚氨酯中的粘结交联效果，进一步提高聚氨酯的疏水性和机械强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
改性碳纤维的制备例
制备例1：改性碳纤维采用如下方法制备而成：
称取石蜡加热熔融后，制得熔融石蜡；称取1kg熔融石蜡与0.25kg硬质酸钠混合搅拌均匀，制得石蜡液；
在1kg碳纤维表面均匀喷涂0.15kg石蜡液，碳纤维长度1mm，制得负载碳纤维；然后添加0.3kg氟化石墨，氟化石墨的添加速度为2g/s，添加过程中负载碳纤维不断在60r/min的转速下搅拌，干燥后，制得改性碳纤维。
制备例2：改性碳纤维采用如下方法制备而成：
称取石蜡加热熔融后，制得熔融石蜡；称取1kg熔融石蜡与0.15kg硬质酸钠混合搅拌均匀，制得石蜡液；
在1kg碳纤维表面均匀喷涂0.1kg石蜡液，碳纤维长度1mm，制得负载碳纤维；然后添加0.2kg氟化石墨，氟化石墨的添加速度为2g/s，添加过程中负载碳纤维不断在60r/min的转速下搅拌，干燥后，制得改性碳纤维。
制备例3：改性碳纤维采用如下方法制备而成：
称取石蜡加热熔融后，制得熔融石蜡；称取1kg熔融石蜡与0.35kg硬质酸钠混合搅拌均匀，制得石蜡液；
在1kg碳纤维表面均匀喷涂0.2kg石蜡液，碳纤维长度1mm，制得负载碳纤维；然后添加0.4kg氟化石墨，氟化石墨的添加速度为2g/s，添加过程中负载碳纤维不断在60r/min的转速下搅拌，干燥后，制得改性碳纤维。
改性石棉纤维的制备例
以下原料中的全氟硅烷购买于江苏普乐司生物科技有限公司生产的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷；其他原料及设备均为普通市售。
制备例4：改性石棉纤维采用如下方法制备而成：
称取石棉纤维置于全氟硅烷中浸泡，石棉纤维长度2mm，浸泡过程中在20kHz条件下超声分散5min，取出石棉纤维后干燥，制得疏水石棉纤维；
称取10kg聚乙二醇2000加90kg水溶解，制得聚乙二醇液；
将疏水石棉纤维置于聚乙二醇液中浸泡，浸泡过程中在20kHz条件下超声分散5min，取出疏水石棉纤维，制得成品。
疏水纤维的制备例
制备例5：疏水纤维采用如下方法制备而成：
称取1kg制备例1制备的改性碳纤维均匀添加到0.4kg制备例4制备的改性石棉纤维中，改性碳纤维的添加速度为5g/s，添加过程中改性石棉纤维在60r/min的转速下搅拌，制得成品。
制备例6：疏水纤维采用如下方法制备而成：
称取1kg制备例2制备的改性碳纤维均匀添加到0.2kg制备例4制备的改性石棉纤维中，改性碳纤维的添加速度为5g/s，添加过程中改性石棉纤维在60r/min的转速下搅拌，制得成品。
制备例7：疏水纤维采用如下方法制备而成：
称取1kg制备例3制备的改性碳纤维均匀添加到0.6kg制备例4制备的改性石棉纤维中，改性碳纤维的添加速度为5g/s，添加过程中改性石棉纤维在60r/min的转速下搅拌，制得成品。
弹性微球的制备例
制备例8：弹性微球采用如下方法制备而成：
称取TPE颗粒经激光刻蚀，TPE颗粒粒径为3mm，刻蚀宽度为200μm，刻蚀深度为500μm，TPE颗粒表面产生凹凸状结构，制得刻蚀TPE颗粒；
刻蚀TPE颗粒置于甲基丙烯酸十二氟庚酯中浸泡，浸泡过程中在20kHz条件下超声分散2min，取出刻蚀TPE颗粒，干燥后，制得成品弹性微球。
实施例
实施例1：一种弹簧用聚氨酯：
聚酯多元醇68kg、二异氰酸酯32kg、扩链剂8.5kg、外加剂0.3kg、疏水纤维1.8kg、弹性微球3.6kg；聚酯多元醇为聚碳酸酯二醇，分子量为332.3909，官能度为2；扩链剂为1,4-丁二醇；外加剂为三异丙醇胺；疏水纤维为制备例5制备的疏水纤维；弹性微球为制备例8制备的弹性微球；
制备方法如下：
S1、称取疏水纤维添加到弹性微球中，疏水纤维的添加速度为5g/s，弹性微球不断在60r/min的转速下搅拌，分散混合均匀后，制得初混料；
S2、称取聚酯多元醇、二异氰酸酯、在85℃条件下反应2.5h，制得预聚体；
S3、称取预聚体、扩链剂、外加剂和初混料混合均匀，然后在120℃条件下反应12h，制得成品聚氨酯。
实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：
聚酯多元醇50kg、二异氰酸酯22kg、扩链剂6.5kg、外加剂0.1kg、疏水纤维1kg、弹性微球2kg；疏水纤维为制备例6制备的疏水纤维；扩链剂为乙二醇；
制备过程中：
S2、称取聚酯多元醇、二异氰酸酯、在78℃条件下反应3h，制得预聚体；
S3、称取预聚体、扩链剂、外加剂和初混料混合均匀，然后在105℃条件下反应13h，制得成品聚氨酯。
实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：
聚酯多元醇80kg、二异氰酸酯40kg、扩链剂12.5kg、外加剂0.4kg、疏水纤维2.5kg、弹性微球5kg；疏水纤维为制备例7制备的疏水纤维；扩链剂为丙二醇；
制备过程中：
S2、称取聚酯多元醇、二异氰酸酯、在90℃条件下反应2h，制得预聚体；
S3、称取预聚体、扩链剂、外加剂和初混料混合均匀，然后在125℃条件下反应11h，制得成品聚氨酯。
实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：
疏水纤维原料中以同等质量的碳纤维替换改性碳纤维。
实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：
改性碳纤维制备过程中未添加氟化石墨；即称取石蜡加热熔融后，制得熔融石蜡；称取1kg熔融石蜡与0.25kg硬质酸钠混合搅拌均匀，制得石蜡液；在1kg碳纤维表面均匀喷涂0.15kg石蜡液，碳纤维长度1mm，干燥后，制得改性碳纤维。
实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：
改性碳纤维制备过程中未添加石蜡液；即1kg碳纤维与0.3kg氟化石墨混合，氟化石墨的添加速度为2g/s，添加过程中碳纤维不断在60r/min的转速下搅拌，制得改性碳纤维。
实施例7：本实施例与实施例1的不同之处在于：
改性石棉纤维制备过程中未经全氟硅烷浸泡处理。
实施例8：本实施例与实施例1的不同之处在于：
改性石棉纤维制备过程中未经聚乙二醇液浸泡处理。
实施例9：本实施例与实施例1的不同之处在于：
弹性微球为TPE颗粒。
实施例10：本实施例与实施例1的不同之处在于：
弹性微球制备过程中TPE颗粒未经激光刻蚀。
实施例11：本实施例与实施例1的不同之处在于：
石蜡液原料中未添加硬质酸钠。
对比例
对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于：
原料中未添加疏水纤维和弹性微球。
对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：
原料中未添加弹性微球。
对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于：
原料中未添加疏水纤维。
性能检测试验
1、回弹性检测
分别采用实施例1-3以及对比例2的制备方法制备成品聚氨酯，参考GB/T6670-2008软质泡沫聚合材料落球法回弹性能的测定，检测成品的回弹率，记录数据。
2、拉伸强度检测
分别采用实施例1-10以及对比例1-3的制备方法制备成品聚氨酯，参考GB/T6344-2008软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定，检测成品的拉伸强度，记录数据。
3、耐水性检测
分别采用实施例1-10以及对比例1-3的制备方法制备成品聚氨酯，将其置于水中浸泡48h，取出后参考GB/T6344-2008软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定，检测成品的拉伸强度，记录数据；
4、耐水冲击检测
分别采用实施例1-10以及对比例1-3的制备方法制备成品聚氨酯(A1)，在10kg水中添加1kg泥土和1kg沙石，泥土细度1-3mm，砂石粒径2-5mm，混合搅拌均匀后，制得泥沙料；采用泥沙料以10min/吨水的流速冲击成品聚氨酯，冲击24h后取出烘干，记录聚氨酯(A2)表面缝隙以及附着的泥沙重量数据；聚氨酯长40cm，宽40cm，厚1cm，泥沙料沿长度方向冲击成品聚氨酯；附着泥沙重量＝烘干后聚氨酯的重量(A2)-未经泥沙冲击的聚氨酯重量(A1)。
表1性能测试表
结合实施例1-3并结合表1可以看出，本申请制备的聚氨酯具有较好的弹性，并且拉伸强度较高，即使在水中浸泡较长时间仍具有较好的机械强度，并且受泥沙水流冲击不易产生表面划伤缝隙，同时附着的泥沙量小，说明聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、外加剂、弹性微球和疏水纤维相配合，使成品聚氨酯同时具有弹性好、机械强度高、耐水性好且表面不易附着泥沙的优点。
结合实施例1和实施例4-10并结合表1可以看出，实施例4疏水纤维原料中以同等质量的碳纤维替换改性碳纤维，相比于实施例1，实施例4制备的聚氨酯拉伸强度低于实施例1，并且浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明碳纤维、氟化石墨、石蜡液相配合，能够提高聚氨酯的防水、防沾污效果，从而使聚氨酯在洪水泥沙冲击条件下具有较长的使用寿命。
实施例5改性碳纤维制备过程中未添加氟化石墨，相比于实施例1，实施例5制备的聚氨酯拉伸强度低于实施例1，并且浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明碳纤维、氟化石墨、石蜡液相配合，利用碳纤维较大的比表面积，配合石蜡、氟化石墨较小的摩擦系数，从而使聚氨酯具有较好的疏水性并且泥沙不易附着在聚氨酯表面使聚氨酯具有较长的使用寿命。
实施例6改性碳纤维制备过程中未添加石蜡液，相比于实施例1，实施例6制备的聚氨酯拉伸强度低于实施例1，并且浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明石蜡液能够提高改性碳纤维与预聚体之间的粘结效果，从而提高改性碳纤维与聚氨酯的相容度，保证聚氨酯的机械强度，并且石蜡液具有较好的疏水性，能够提高聚氨酯的耐水效果，同时石蜡液摩擦系数较小，改性碳纤维较为均匀的分散，使制得的聚氨酯表面不易附着泥沙，从而使聚氨酯具有较长的使用寿命。
实施例7改性石棉纤维制备过程中未经全氟硅烷浸泡处理，相比于实施例1，实施例7制备的聚氨酯浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明石棉纤维未经疏水改性处理，容易使石棉纤维在水中浸泡过程中吸水，从而容易影响成品聚氨酯的机械强度、耐水性，而机械强度减小伴随着内部水分的渗入，容易使聚氨酯表面产生划缝，从而影响聚氨酯的使用寿命。
实施例8改性石棉纤维制备过程中未经聚乙二醇液浸泡处理，相比于实施例1，实施例8制备的聚氨酯拉伸强度低于实施例1，并且浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明聚乙二醇液能够提高疏水纤维与预聚体之间粘结效果，从而提高聚氨酯的机械强度、耐水性。
实施例9弹性微球为TPE颗粒，相比于实施例1，实施例9制备的聚氨酯拉伸强度低于实施例1，并且浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明TPE颗粒、甲基丙烯酸十二氟庚酯相配合，利用甲基丙烯酸十二氟庚酯的超疏水性，使弹性微球具有超疏水性，同时甲基丙烯酸十二氟庚酯中的羧基能够提高弹性微球与预聚体的交联度，提高聚氨酯内部结构致密度；从而使聚氨酯具有较好弹性性能的同时具有较好的机械强度。
实施例10弹性微球制备过程中TPE颗粒未经激光刻蚀，相比于实施例1，实施例10制备的聚氨酯浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明激光刻蚀使TPE颗粒表面产生圆弧凸起，从而使TPE表面能够负载较高含量的甲基丙烯酸十二氟庚酯；进一步提高弹性微球与聚氨酯预聚体的交联效果，从而使聚氨酯具有较高的机械强度和较好的超疏水性，延长聚氨酯的使用寿命。
结合实施例1和对比例1-3并结合表1可以看出，对比例1原料中未添加疏水纤维和弹性微球，对比例2原料中未添加弹性微球，对比例3原料中未添加疏水纤维，相比于实施例1，对比例1、2、3制备的聚氨酯拉伸强度低于实施例1，并且浸水后拉伸强度与未浸水拉伸强度的差值大于实施例1对应差值，同时受泥沙水流冲击产生的划伤缝隙数大于实施例1，附着的泥沙重量也大于实施例1；说明疏水纤维、弹性微球相配合，利用疏水纤维的疏水性使聚氨酯具有较好的疏水效果，利用弹性微球较好的弹性使聚氨酯具有较好的弹性，配合纤维较好的机械强度，提高聚氨酯的机械强度。
5、泥沙附着检测
采用实施例1、11的制备方法制备成品聚氨酯，在聚氨酯表面划上划痕，划痕长度1cm，深度1mm，每个聚氨酯试样表面划痕数5条，然后将聚氨酯试样置于泥沙料中(同耐水冲击检测中泥沙料)，采用泥沙料以10min/吨水的流速冲击成品聚氨酯，冲击24h后取出烘干，取出后烘干，记录附着的泥沙重量。
实施例1附着泥沙量为1g，而实施例11附着泥沙量为5.5g，说明熔融石蜡、硬质酸钠相配合，即使聚氨酯表面产生划痕，也不易使泥沙附着在聚氨酯表面。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种弹簧用聚氨酯，其特征在于，包含以下重量份的原料制成：聚酯多元醇50-80份、二异氰酸酯22-40份、扩链剂6.5-12.5份、外加剂0.1-0.4份、疏水纤维1-2.5份、弹性微球2-5份；疏水纤维由质量比为1:0.2-0.6的改性碳纤维和改性石棉纤维组成；改性碳纤维由质量比为1:0.1-0.2:0.2-0.4的碳纤维、石蜡液和氟化石墨组成；改性石棉纤维由石棉纤维依次经全氟硅烷、聚乙二醇液处理制得；弹性微球是刻蚀TPE颗粒经甲基丙烯酸十二氟庚酯处理制得；刻蚀TPE颗粒是由激光将TPE颗粒表面刻蚀呈凹凸状制得；石蜡液由质量比为1:0.15-0.35的熔融石蜡和硬质酸钠组成。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧用聚氨酯，其特征在于，所述扩链剂为1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种弹簧用聚氨酯，其特征在于，所述外加剂为三异丙醇胺。
4.权利要求1-3任一项所述的一种弹簧用聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取疏水纤维添加到弹性微球中，分散均匀，制得初混料；
S2、称取聚酯多元醇、二异氰酸酯、在78-90℃条件下反应2-3h，制得预聚体；
S3、称取预聚体、扩链剂、外加剂和初混料混合均匀，然后在105-125℃条件下反应11-13h，制得成品聚氨酯。
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