一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及聚氨酯技术领域，且公开了一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法和应用，通过异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和改性二硫化钼接枝聚乙烯反应得到改性聚氨酯，再将质量比为100:20

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯
，具体为一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯弹性体(PUE)是一种介于橡胶和塑料之间的一种材料，具有优良的耐磨性能、力学性能和耐溶剂性能，且回弹性好。其中聚氨酯弹性体在密封圈上有着广泛的使用，聚氨酯密封圈是机械设备液压、气动系统最常用的动密封元件，常用于杆、阀门等零件的密封，此时密封圈材料的性能对机械设备的寿命和使用安全起着重要的作用。机械长期的使用，聚氨酯弹性体制成的密封圈有着很大的磨损，且随着时间的推移，会发生老化，严重影响使用寿命，因此提高聚氨酯弹性体的耐磨和耐老化性能尤为重要。
[0003]中国专利CN103923457B公开了一种高耐磨聚氨酯弹性体及其制备方法，通过在预聚体组分中加入软化剂、有机减磨剂和气相白炭黑，制得具有优异耐磨性能和力学性能的聚氨酯弹性体，但该聚氨酯弹性体的耐老化性能一般，对材料的使用寿命有很大的影响。中国专利申请CN110452433A公开了一种抗老化橡胶密封圈材料及其制备方法，通过原料混合、初级混料的再处理、二级混炼胶的再处理、合模硫化成型、裁边修边处理、质检分类处理，得到抗老化橡胶密封圈，该方法较为复杂，且通过添加铝矾土粉提高材料的耐磨性，相容性差，局限性较大。因此，如何同时提高聚氨酯弹性体的耐磨性能和耐老化性能十分必要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法和应用，得到了一种耐磨、耐老化性能优良的聚氨酯弹性体复合材料。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤(1)将甲苯、二硫化钼(MoS2)和3
‑
氯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，加热发生反应，反应结束后，过滤，使用甲苯洗涤，在70
‑
80℃真空干燥6
‑
8h，得到氯硅烷修饰二硫化钼；
[0007]步骤(2)将N,N
‑
二甲基甲酰胺、2,2
’
,4,4
’‑
四羟基二苯甲酮、氯硅烷修饰二硫化钼和碳酸钾混合均匀，在氩气氛围中，发生反应，反应结束后，过滤，使用丙酮洗涤，在60
‑
70℃真空干燥8
‑
10h，得到羟基二苯甲酮改性二硫化钼；
[0008]步骤(3)将二甲苯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、丙烯酸和引发剂过氧化二苯甲酰混合均匀，发生反应，反应结束后，过滤，使用无水乙醇洗涤，在60
‑
80℃干燥12
‑
24h，得到丙烯酸接枝聚乙烯；
[0009]步骤(4)将二氯甲烷、羟基二苯甲酮改性二硫化钼、丙烯酸接枝聚乙烯、4
‑
二甲基
氨基吡啶(DMAP)和N,N
’‑
二环己基碳二亚胺(DCC)混合均匀，发生反应，反应结束后，过滤，使用二氯甲烷洗涤，在50
‑
60℃干燥8
‑
12h，得到改性二硫化钼接枝聚乙烯；
[0010]步骤(5)将聚己内酯二醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)按照2:1的摩尔比混合，升温搅拌，在85℃反应3
‑
4h，得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体加入到二甲苯中，再加入改性二硫化钼接枝聚乙烯，在氮气氛围中，升温搅拌，发生反应，反应结束后，加入无水乙醇封端，过滤，使用N,N
‑
二甲基甲酰胺洗涤，在65
‑
75℃干燥12
‑
15h，得到改性聚氨酯；
[0011]步骤(6)将聚氨酯弹性体、改性聚氨酯、抗氧剂和润滑剂加入到开炼机中进行混炼，混炼后，硫化，得到耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料。
[0012]优选地，所述步骤(1)中甲苯、二硫化钼和3
‑
氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为1200
‑
1500:100:65
‑
95。
[0013]优选地，所述步骤(1)中反应的温度为70
‑
80℃，反应的时间为15
‑
18h。
[0014]优选地，所述步骤(2)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、2,2
’
,4,4
’‑
四羟基二苯甲酮、氯硅烷修饰二硫化钼和碳酸钾的质量比为1800
‑
2400:135
‑
160:100:90
‑
108。
[0015]优选地，所述步骤(2)中反应的温度为50
‑
60℃，反应的时间为36
‑
48h。
[0016]优选地，所述步骤(3)中二甲苯、超高分子量聚乙烯、丙烯酸和引发剂过氧化二苯甲酰的质量比为900
‑
1400:100:42
‑
70:2
‑
5。
[0017]优选地，所述超高分子量聚乙烯的分子量为(200
‑
300)
×
104。
[0018]优选地，所述步骤(3)中反应的温度为85
‑
95℃，反应的时间为5
‑
8h。
[0019]优选地，所述步骤(4)中二氯甲烷、羟基二苯甲酮改性二硫化钼、丙烯酸接枝聚乙烯、4
‑
二甲基氨基吡啶和N,N
’‑
二环己基碳二亚胺的质量比为2400
‑
3000:35
‑
50:100:2
‑
4:45
‑
72。
[0020]优选地，所述步骤(4)中反应的温度为20
‑
35℃，反应的时间为48
‑
60h。
[0021]优选地，所述步骤(5)中异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体、二甲苯和改性二硫化钼接枝聚乙烯的质量比为100:650
‑
800:9
‑
15。
[0022]优选地，所述步骤(5)中甲苯二异氰酸酯为甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯。
[0023]优选地，所述步骤(5)中反应的温度为115
‑
125℃，反应的时间为1
‑
2h。
[0024]优选地，所述步骤(6)中聚氨酯弹性体、改性聚氨酯、抗氧剂和润滑剂的质量比为100:20
‑
42:0.3
‑
1.2:0.1
‑
0.3。
[0025]优选地，所述步骤(6)中混炼的温度为170
‑
180℃，混炼的时间为8
‑
10min。
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)将甲苯、二硫化钼和3
‑
氯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，加热发生反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到氯硅烷修饰二硫化钼；步骤(2)将N,N
‑
二甲基甲酰胺、2,2
’
,4,4
’‑
四羟基二苯甲酮、氯硅烷修饰二硫化钼和碳酸钾混合均匀，在氩气氛围中，发生反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到羟基二苯甲酮改性二硫化钼；步骤(3)将二甲苯、超高分子量聚乙烯、丙烯酸和引发剂过氧化二苯甲酰混合均匀，发生反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到丙烯酸接枝聚乙烯；步骤(4)将二氯甲烷、羟基二苯甲酮改性二硫化钼、丙烯酸接枝聚乙烯、4
‑
二甲基氨基吡啶和N,N
’‑
二环己基碳二亚胺混合均匀，发生反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到改性二硫化钼接枝聚乙烯；步骤(5)将聚己内酯二醇、甲苯二异氰酸酯按照2:1的摩尔比混合，升温搅拌，在85℃反应3
‑
4h，得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体加入到二甲苯中，再加入改性二硫化钼接枝聚乙烯，在氮气氛围中，升温搅拌，发生反应，反应结束后，加入无水乙醇封端，过滤，洗涤，干燥，得到改性聚氨酯；步骤(6)将聚氨酯弹性体、改性聚氨酯、抗氧剂和润滑剂加入到开炼机中进行混炼，混炼后，硫化，得到耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料。2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中甲苯、二硫化钼和3
‑
氯丙基甲基二甲氧基硅烷的质量比为1200
‑
1500:100:65
‑
95，反应的温度为70
‑
80℃，反应的时间为15
‑
18h。3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐老化的改性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中N,N
‑
二甲基甲酰胺、2,2
’
,4,4
’‑
四羟基二苯甲酮、氯硅烷修饰二硫化钼和碳酸钾的质量比为1800
‑
2400:135
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160:100:90
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108，反应的温度为50
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60℃，反应的时间为36
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48h。4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐老化的改...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵甜甜，潘玉汛，徐彬，程敏清，
申请(专利权)人：苏州美福瑞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：