密封用耐高温高弹性聚氨酯及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种密封用耐高温高弹性聚氨酯，包括以下重量份组成：对苯二异氰酸酯30～50份；聚四氢呋喃40～60份；聚酯多元醇50～70份；三羟甲基丙烷2～5份；1,4‑丁二醇10～20份；抗氧剂1～3份；填料2～4份。本发明专利技术对苯二异氰酸酯型热塑聚氨酯弹性体极大的扩大了聚氨酯类材料应用的温度范围，提高了聚氨酯材料的耐高温性能，以及提高了聚氨酯在高温下工作的稳定性。

High temperature and high elasticity polyurethane for sealing and its processing technology

【技术实现步骤摘要】
密封用耐高温高弹性聚氨酯及其加工工艺
本专利技术涉及一种密封用耐高温高弹性聚氨酯及其加工工艺。
技术介绍
现有技术中，挖机主油缸内的密封件由聚氨酯弹性材料制成。挖机主油缸工况：1，运动速度快，1米/秒。2，压力高，45MPA。3，极限温度高，摩擦生热厉害，最高工作温度达到115度。4，环境温度变化大，冬天低温至-25℃，夏天高温至40℃。目前市场上最好的聚氨酯弹性体材料工作温度耐温性能不超过110℃，且当工作温度达到100以上时，材料热动态性能急剧下降，材料由高弹态逐步进入黏流态，失去弹性体的密封特性。因此现有市面上的聚氨酯弹性体材料制作的密封件已经无法满足挖机油缸的工作需求，因此存在着改进的空间。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种密封用耐高温高弹性聚氨酯及其加工工艺，显著的提升了聚氨酯的耐高温性能以及材料的稳定性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种密封用耐高温高弹性聚氨酯，其特征是：包括以下重量份组成：对苯二异氰酸酯30～50份；聚四氢呋喃40～60份；聚酯多元醇50～70份；三羟甲基丙烷2～5份；1,4-丁二醇10～20份；抗氧剂1～3份；填料2～4份。优选的，所述抗氧剂由抗氧剂245、抗氧剂264和抗氧剂1330中的一种或几种组成。优选的，所述填料选用纳米级材料、自润滑性的超细粉末中的一种或几种。一种密封用耐高温高弹性聚氨酯的加工工艺，其特征是：步骤a，在反应釜中加入40～60份的聚四氢呋喃和50～70份聚酯二醇，采用低速搅拌，反应釜温度控制在90摄氏度左右；步骤b，加入1～3份抗氧剂和2～4填料，采用高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在100～110摄氏度之间；步骤c，1～2小时以后，加入30～50份对苯二异氰酸酯，采用高速搅拌并抽真空，持续反应5～8小时后，得到聚氨酯预聚体；步骤d，将10～20份1,4-丁二醇与2～5份三羟甲基丙烷先充分混合，得到混合液；步骤e，将预聚体加热至80～100℃，加入10～25份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90～110℃的烘箱中硫化15～25小时，放置6～9小时，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。优选的，在步骤a中，聚四氢呋喃的分子量为2000，聚酯二醇的分子量为2400。优选的，步骤c中，对得到的聚氨酯预聚体的羟值进行测量，羟值小于90％需重新反应，羟值大于等于90％可进行后续作业。优选的，步骤d中，静止空气中的水分进入混合液中。本专利技术的优点为：对苯二异氰酸酯型热塑聚氨酯弹性体极大的扩大了聚氨酯类材料应用的温度范围，提高了聚氨酯材料的耐高温性能，以及提高了聚氨酯在高温下工作的稳定性。附图说明图1为本专利技术的聚氨酯材料与现有聚氨酯材料的热动态性能对比图。具体实施方式一种密封用耐高温高弹性聚氨酯，其特征是：包括以下重量份组成：对苯二异氰酸酯30～50份；聚四氢呋喃40～60份；聚酯多元醇50～70份；三羟甲基丙烷2～5份；1,4-丁二醇10～20份；抗氧剂1～3份；填料2～4份。抗氧剂的选用为抗氧剂245、抗氧剂264和抗氧剂1330中的一种或几种。填料的选用为纳米级材料、自润滑性的超细粉末中的一种或几种。上述密封用耐高温高弹性聚氨酯的加工工艺：步骤a，在反应釜中加入40～60份的聚四氢呋喃和50～70份聚酯二醇，采用低速搅拌，反应釜温度控制在90摄氏度左右；步骤b，加入1～3份抗氧剂和2～4填料，采用高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在100～110摄氏度之间；步骤c，1～2小时以后，加入30～50份对苯二异氰酸酯，采用高速搅拌并抽真空，持续反应5～8小时后，得到聚氨酯预聚体；步骤d，将10～20份1,4-丁二醇与2～5份三羟甲基丙烷先充分混合，得到混合液；步骤e，将预聚体加热至80～100℃，加入10～25份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90～110℃的烘箱中硫化15～25小时，放置6～9小时，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。与传统的热塑聚氨酯材料相比,对苯二异氰酸酯型热塑聚氨酯弹性体极大的扩大了聚氨酯类材料应用的温度范围。由于对苯二异氰酸酯分子机构对称，缺少位阻悬挂基团，因此该对二异氰酸酯有极佳的硬段链堆叠效率和良好的相分离。从化学计量比上来说，虽然对苯二异氰酸酯和MDI与TODI相比，具有相似的配方、硬度和模量性能，但对苯二异氰酸酯中，异氰酸酯于多元醇的摩尔比更低。该趋势反映出对苯结构固有的较低位阻性和较高堆叠效率。上述这些属性使得高弹性对苯二异氰酸酯型热塑聚氨酯材料非常适用应用于要求最低损耗和高耐热性的行业中。测试数据表明，对苯二异氰酸酯型热塑聚氨酯弹性体具有独特的动态性能且耐热性相较来说具有很大提升，这将扩大热塑聚氨酯弹性体在关键工程中的应用。从而使得该聚氨酯材料的耐温高达130摄氏度，瞬时耐高温在150摄氏度，因此显著的提升了耐高温性能，并且使得本聚氨酯材料制成的部件能在120摄氏度以下工况下的稳定工作。具体加工工艺：实施方式1：步骤a，在反应釜中加入41份分子量为2000的聚四氢呋喃和52份分子量为2400的聚酯二醇，采用转速在100～200的低转转速进行搅拌，反应釜温度控制在90摄氏度左右；步骤b，加入1份组合抗氧剂和2份填料，采用转速在2000转以上的高速进行搅拌并且将搅拌釜内部抽真空，反应釜温度控制在100～110摄氏度之间；步骤c，1～2小时以后，加入30份对苯二异氰酸酯，采用转速在1500转以上的高转速继续搅拌并且再次抽真空，持续反应5～8小时后，得到聚氨酯预聚体，对得到的聚氨酯预聚体的羟值进行测量，羟值小于90％需重新反应，羟值大于等于90％可进行后续作业；步骤d，将10份1,4-丁二醇与2份三羟甲基丙烷先充分混合，得到混合液，该混合液在制备过程中，禁止空气中的水分进入该混合液，因为水分进入该混合液后，易造成副反应，会影响到材料的力学性能，而且水分在材料中会反应生成二氧化碳，在材料内部产生大量气体，注塑加工时会发泡，降低材料质量；步骤e，将预聚体加热至80～100℃，加入10份混合液，迅速搅拌均匀，倒入预热的模具中，在90～110℃的烘箱中硫化15～25小时，放置6～9小时，即可制得耐高温聚氨酯弹性材料。实施方式2：步骤a，在反应釜中加入51份分子量为2000的聚四氢呋喃和62份分子量为2400的聚酯二醇，采用转速在100～200的低转速进行搅拌，反应釜温度控制在90摄氏度左右；步骤b，加入1.2份组合抗氧剂和2份填料，采用转速在2000转以上的高速进行搅拌并且将搅拌釜内部抽真空，反应釜温度控制在100～110摄氏度之间；步骤c，1～2小时以后，加入41份对苯二异氰酸酯，采用转速在1500转以上的高转速继续搅拌并且再次抽真空，持续反应5～8小时后，得到聚氨酯预聚体，对得到的聚氨酯预聚体的羟值进行测量，羟值小于90％需重新反应，羟值大于等于90％可进行后续作业；步骤d，将13份1,4-丁二醇与3份三羟甲基丙烷先充分混合，得到混合液，该混合液在制备过程中，需禁止空气中的水分进入该混合液，因此水分进入该混合液后，易造成副反应，会影响到材料的力学性能，而且水分在材料会反应生成二氧化碳，在材料内部产生大量气体，注塑加工时会发泡，降低材料质量；步骤e，将预聚体加热至80～100℃，加入10份混合液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密封用耐高温高弹性聚氨酯，其特征是：包括以下重量份组成：对苯二异氰酸酯30～50份；聚四氢呋喃40～60份；聚酯多元醇50～70份；三羟甲基丙烷2～5份；1,4‑丁二醇10～20份；抗氧剂1～3份；填料2～4份。

【技术特征摘要】
1.一种密封用耐高温高弹性聚氨酯，其特征是：包括以下重量份组成：对苯二异氰酸酯30～50份；聚四氢呋喃40～60份；聚酯多元醇50～70份；三羟甲基丙烷2～5份；1,4-丁二醇10～20份；抗氧剂1～3份；填料2～4份。2.根据权利要求1所述的密封用耐高温高弹性聚氨酯，其特征是：所述抗氧剂由抗氧剂245、抗氧剂264和抗氧剂1330中的一种或几种组成。3.根据权利要求1所述的密封用耐高温高弹性聚氨酯，其特征是：所述填料选用纳米级材料、自润滑性的超细粉末中的一种或几种。4.一种密封用耐高温高弹性聚氨酯的加工工艺，其特征是：步骤a，在反应釜中加入40～60份的聚四氢呋喃和50～70份聚酯二醇，采用低速搅拌，反应釜温度控制在90摄氏度左右；步骤b，加入1～3份抗氧剂和2～4填料，采用高速搅拌并抽真空，反应釜温度控制在100～110摄氏度之间；步骤c，1～2小时以后，加入30...

【专利技术属性】
技术研发人员：董静，
申请(专利权)人：上海唯万密封科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31