專利名稱：一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種聚氨酯彈性體的制備方法，具體地說涉及一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法。
化纖工業(yè)彈性變形絲的加工方法之一——轉(zhuǎn)子式假捻裝置中，增速輪以3萬轉(zhuǎn)/分的速度摩擦轉(zhuǎn)子并增速至33萬轉(zhuǎn)/分，以滿足工藝要求。這就要求增速輪具有優(yōu)異的彈性、耐磨性能以及足夠的摩擦系數(shù)。同時，由于高速旋轉(zhuǎn)摩擦勢必產(chǎn)生內(nèi)生熱，對增速輪的熱穩(wěn)定性及耐老化性能提出較高的要求，使普通的聚氨酯彈性體無法用作增速輪材料。國外公司大都采用以1，5-萘二異氰酸酯(NDI)為基的聚氨酯彈性體作為增速輪材料，由于NDI原料本身分子結(jié)構(gòu)的特性決定了其彈性體具有較高的熱穩(wěn)定性及機(jī)械性能，而用普通聚氨酯原料MDI為基的具有較高熱穩(wěn)定性及耐老化性能可用于增速輪材料的聚氨酯彈性體的制備方法，經(jīng)檢索尚未發(fā)現(xiàn)。
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種以普通聚氨酯原料MDI為基的，可用于增速輪材料的聚氨酯彈性體的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的通過改變鏈段的分了量分布、剛性鏈段的含量、交聯(lián)密度，使分子鏈的構(gòu)型、構(gòu)象以及聚氨酯的聚集態(tài)等結(jié)構(gòu)發(fā)生微相分離，從而提高耐熱性能和機(jī)械性能。
其制備方法如下(1)按物料組成為(當(dāng)量比)MDI∶脫水二元醇＝4∶1～8∶1的配比加入反應(yīng)器中，在攪拌狀態(tài)下升溫至80-90℃，反應(yīng)2-4小時，制得聚聚體；(2)按物料組成為(重量比)預(yù)聚體∶耐熱無機(jī)填料＝100∶5～100∶20加入無機(jī)填料后，混合均勻得到原料；(3)將第二步得到的原料中-NCO與混合擴(kuò)鏈劑中-OH按物料組成為(當(dāng)量比)1∶0.85～1∶1混合，擴(kuò)鏈反應(yīng)3-8分鐘，澆注；(4)澆注體在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得產(chǎn)品。
如上所述的二元醇包括聚ε-己內(nèi)酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙/丙二醇酯的所有聚酯二元醇，分子量為800～2000。
如上所述的擴(kuò)鏈劑為二元醇與三元醇的混合物，其當(dāng)量比為二元醇∶三元醇＝1.5∶1～8∶1
如上所述的二元醇擴(kuò)鏈劑包括乙二醇、丙二醇、1.4-丁二醇(BDO)、己二醇、對苯二酚二羥乙基醚等。
三元醇擴(kuò)鏈劑包括三羥甲基丙烷(TMP)、甘油、1.2.6-己三醇等。
如上所述的耐熱無機(jī)填料包括炭黑、白炭黑、超細(xì)二氧化硅等。可單一加入也可混合加入。粒度為200-300目。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點，1.以普通的MDI原料代替價格較高的NDI原料。
2.產(chǎn)品的成本降低。
3.制備過程簡單、易行。
4.具有較高熱穩(wěn)定性及耐老化性，可用于增速輪材料。
本發(fā)明的實施例如下實施例一(1)將50gMDI與44.4g聚己二酸乙二醇酯二元醇(M＝1000)加入反應(yīng)器中，在攪拌狀態(tài)下自由升溫10分鐘后，加熱至85℃，維持反應(yīng)3.5小時，制得預(yù)聚體。反應(yīng)物的當(dāng)量比為MDI∶聚己二酸乙二醇酯＝4.5∶1。預(yù)聚體經(jīng)脫泡后分析游離異氰酸酯基(-NCO)含量為-NCO％＝13.3％。
(2)按預(yù)聚體∶炭黑＝100∶10(重量比)，在預(yù)聚體中加入9.4g炭黑，混合均勻得到原料。
(3)按第二步得到的原料中的-NCO∶擴(kuò)鏈劑中-OH＝1∶0.9(當(dāng)量比)，取808第二步得到的原料與5.5gBDO+3.7gTMP混合擴(kuò)鏈劑在85℃時混合，迅速攪拌3.5分鐘，澆注。
混合擴(kuò)鏈劑當(dāng)量比為BDO∶TMP＝1.5∶1。
(4)澆注體在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得到產(chǎn)品。
實施例二(1)60gMDI與64.0g聚己二酸乙/丙二醇酯(M＝2000)在83℃維持反應(yīng)3.0小時，制得預(yù)聚體，反應(yīng)物的當(dāng)量比為MDI∶聚己二酸乙/丙二醇酯＝7.5∶1，預(yù)聚體經(jīng)脫泡后分析-NCO％＝13.4％，(2)按預(yù)聚體∶炭黑＝100∶5(重量比)，在預(yù)聚體中加入6.2g炭黑，混合均勻得到原料。
(3)按第二步得到的原料中的-NCO∶擴(kuò)鏈劑中-OH＝1∶0.95(當(dāng)量比)，取80g第二步得到的原料與8.3gBDO+1.4g甘油混合擴(kuò)鏈劑在83℃時混合，攪拌反應(yīng)4分鐘后，澆注。
混合擴(kuò)鏈劑當(dāng)量比BDO∶甘油＝4∶1(4)澆注體在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得到產(chǎn)品。
實施例三(1)60gMDI與68.6g聚己二酸乙/丙二醇酯(M＝2000)在85℃維持反應(yīng)3.5小時，制得預(yù)聚體。
反應(yīng)物的當(dāng)量比為MDI∶聚己二酸乙/丙二醇酯＝7∶1預(yù)聚體經(jīng)脫泡后分析NCO％＝13.0％(2)按預(yù)聚體∶超細(xì)二氧化硅＝100∶8(重量比)在預(yù)聚體中加入10.3g超細(xì)二氧化硅，混合均勻后得到原料。
(3)按第二步得到的原料中的-NCO∶擴(kuò)鏈劑中-OH＝1∶0.98(當(dāng)量比)，取808第二步得到的原料與5.2g乙二醇+2.5gTMP混合擴(kuò)鏈劑在85℃混合，攪拌3.5分鐘，澆注。
混合擴(kuò)鏈劑當(dāng)量比為乙二醇∶TMP＝3∶1(4)澆注在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得到產(chǎn)品。
實施例四(1)608MDI與56.9g聚ε-己內(nèi)酯(M＝996)在80℃維持反應(yīng)3小時，制得預(yù)聚體。反應(yīng)物的當(dāng)量比為MDI∶聚ε-己內(nèi)酯＝4.2∶1預(yù)聚體經(jīng)脫泡后分析-NCO％＝12.8％。
(2)按預(yù)聚體∶白炭黑＝100∶15(重量比)，在預(yù)聚體中加入17.5％白炭黑，混合均勻后得到原料。
(3)按第二步得到的原料中的-NCO∶擴(kuò)鏈劑中-OH＝1∶0.96(當(dāng)量比)，取808第二步得到的原料與9.8g己二醇+1.5gTMP混合擴(kuò)鏈劑在80℃混合，攪拌反應(yīng)5分鐘，澆注。
混合擴(kuò)鏈劑當(dāng)量比為己二醇∶TMP＝5∶1。
(4)澆注體在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得到產(chǎn)品。
實施例五(1)60gMDI與73.3g聚ε-己內(nèi)酯(M＝1680)在82℃維持反應(yīng)3.5小時，制得預(yù)聚體。反應(yīng)物當(dāng)量比MDI∶聚ε-己內(nèi)酯＝5.5∶1預(yù)聚體經(jīng)脫汽后分析NCO％＝12.1％。
(2)按預(yù)聚體∶超細(xì)二氧化硅＝100∶10(重量比)在預(yù)聚體中加入13.3g超細(xì)二氧化硅，混合均勻后得到原料。
(3)按第二步得到的原料中的-NC∶擴(kuò)鏈劑中-OH＝1∶0.95(當(dāng)量比)，取80g第二步得到的原料與7.6gBDO+0.9g甘油混合擴(kuò)鏈劑在82℃混合，攪拌反應(yīng)4分鐘，澆注。
混合擴(kuò)鏈劑當(dāng)量比為BDO∶甘油＝6∶1。
(4)澆注體在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法，其制征在于(1)按物料組成為(當(dāng)量比)MDI∶脫水二元醇＝4∶1～8∶1的配比加入反應(yīng)器中，在攪拌狀態(tài)下升溫至80-90℃，反應(yīng)2-4小時，制得聚聚體；(2)按物料組成為(重量比)預(yù)聚體∶耐熱無機(jī)填料＝100∶5～100∶20加入無機(jī)填料后，混合均勻得到原料；(3)將第二步得到的原料中-NCO與混合擴(kuò)鏈劑中-OH按物料組成為(當(dāng)量比)1∶0.85～1∶1混合，擴(kuò)鏈反應(yīng)3-8分鐘，澆注；(4)澆注體在100℃硫化6小時后，經(jīng)退火處理，即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的二元醇包括聚ε-己內(nèi)酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙/丙二醇酯的所有聚酯二元醇，分子量為800～2000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的擴(kuò)鏈劑為二元醇與三元醇的混合物，其當(dāng)量比為二元醇∶三元醇＝1.5∶1～8∶1
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的二元醇擴(kuò)鏈劑包括乙二醇、丙二醇、1.4-丁二醇(BDO)、己二醇、對苯二酚二羥乙基醚.
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的三元醇擴(kuò)鏈劑包括三羥甲基丙烷(TMP)、甘油、1.2.6-己三醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于所述的耐熱無機(jī)填料包括炭黑、白炭黑、超細(xì)二氧化硅。可單一加入也可混合加入。粒度為200-300目。
全文摘要
一種用于增速輪的聚氨酯彈性體的制備方法,是以普通聚氨酯原料MDI為基的,通過改變鏈段的分子量分布、剛性鏈段的含量、交聯(lián)密度,使分子鏈的構(gòu)型、構(gòu)象以及聚氨酯的聚集態(tài)等結(jié)構(gòu)發(fā)生微相分離,從而提高耐熱性能及機(jī)械性能。使產(chǎn)品具有較高的熱穩(wěn)定性和耐高化性,可用作增速輪材料,其制備方法簡單易行。
文檔編號C08L75/00GK1188120SQ9710161
公開日1998年7月22日 申請日期1997年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月17日
發(fā)明者王心葵, 亢茂青, 張岱山, 張亮玟, 殷寧, 馮月蘭 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所