【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子复合材料，涉及一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯弹性体材料性能优异，被广泛应用于机械、建筑、皮革、家具、医疗和化工等领域。聚氨酯的耐磨性能尤为突出，但随着科学技术的进步和生产装备的现代化，人们对耐磨材料的要求也越来越高，不仅要求材料适应不同类型的摩擦，还要求摩擦噪音小。在实际应用中，特殊工况下的滑动摩擦时不仅会产生内生热，导致摩擦表面软化，摩擦系数增大等问题，还会产生很大噪音影响机器设备的运转，限制材料的多元化、高端化应用。
2、专利cn 116872592 b通过引入改性剂与改性纳米填料来提高聚氨酯的耐磨性，虽然可以形成耐磨层，但并没有有效改善复合材料本身的内生热与摩擦噪音等问题；通过调控材料的动态力学性能的方法也可以提高其阻尼隔音特性，但往往要损失其摩擦磨损性能。由此，研制一种方法简单，降低摩擦噪音同时提高摩擦磨损性能的聚氨酯复合材料，必将有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，通过压电填料的引入，并采用电场极化诱导填料分子取向，有效改善材料摩擦磨损性能的同时，也降低摩擦过程中产生的噪音污染。
2、一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3、（1）将一种或多种低分子多元醇混合物真空除水，与异氰酸酯按一定比例混合，得到预聚体；
4、（2）将填料进行表面处理或接枝改
5、（3）再将压电填料与步骤（2）预聚体均匀混合，得到压电预聚体混合物；
6、（4）向步骤（3）压电预聚体混合物中加入扩链剂与交联剂，搅拌均匀后，倒入预热好的模具中，加热，同时施加电场极化（如附图2所示），经后熟化，得到弹性体复合材料。
7、优选的，所述弹性体复合材料，按原料质量份数计，包括：
8、低分子多元醇 100 重量份；
9、异氰酸酯 10~100 重量份；
10、扩链剂 0.3~50 重量份；
11、交联剂 0~30 重量份；
12、改性填料 0.1~50 重量份；
13、压电填料 0.1~30 重量份。
14、优选的，所述低分子多元醇为：聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚己二酸乙二醇二甘醇酯二醇、聚碳酸亚己酯二醇、聚三亚甲基醚二醇中的一种或多种；
15、如上述低分子多元醇的分子量为250~10000，应用中可以采用一种分子量的多元醇，也可以采用多种分子量的多元醇混合物。
16、优选的，所述异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯、tdi二聚体、tdi三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化mdi、六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或多种。
17、优选的，所述扩链剂为：1,4-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基)苯胺、4,4’-亚甲基双(2,6-二异丙基)苯胺、4,4’-亚甲基双(2-异丙基-6-甲基)苯胺、4,4’-亚甲基双(2-甲基-6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2-乙基苯胺)、丙二醇双(4-氨基苯甲酸酯)、3,5-二氨基-4-氯苯甲酸异丁酯、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、 间苯二酚双羟丙基醚、间苯二酚双羟丙基乙基醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、3,3’-二氯对二氨基联苯中的一种或多种；
18、所述交联剂为：氮丙啶交联剂、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、双-2-(羟丙基)苯胺、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、碳化二亚胺、环氧硅烷交联剂、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇及低分子量聚醚多元醇中的一种或多种。
19、优选的，所述改性填料为：石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、玻璃纤维、二氧化硅、二硫化钼、二氧化钛、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯腈纤维中的一种或多种。
20、优选的，所述的改性填料处理方式为：硅烷酸碱刻蚀处理、偶联剂浸泡超声处理、异氰酸酯改性接枝处理、表面活性剂修饰处理等方法中的一种或多种。
21、优选的，所述压电填料为：压电陶瓷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚丙烯腈中的一种或多种。
22、优选的，所述预聚反应的温度为50～120℃，所述预聚反应的时间为0.5～12h。
23、优选的，所述进行聚合反应的扩链系数为0.5～2.3。
24、优选的，所述电场极化温度为60~210 ℃，极化时间为5 min~48h，电场强度为20~180 mv/m。
25、优选的，所述后熟化温度为70~210 ℃，后熟化时间为6~48 h。
26、本专利技术提供了一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，在聚氨酯弹性体复合材料的制备过程中，将压电材料引入其中，并施加了电场极化工艺，利用高压电场的极化作用，使得压电材料发生取向，使得复合材料的表面更加疏水，而且摩擦过程中的噪音可以通过电能转化为热能的形式消耗，起到降噪的有益效果。
27、实验结果表明，本专利技术能够提升聚氨酯弹性体复合材料的力学性能，拉伸强度提升了37%（从36.03mpa提高至49.37mpa），断裂伸长率提高了22%（从200.02%提高至244.30%），摩擦系数降低了73%（从0.768降低到0.197），磨损率降低了97%（从2.892降低到0.088%），摩擦噪音降低了21%（从39.7db降低到31.2db）。本专利技术提供了简单易操作的方法，有效改善聚氨酯复合材料的各项性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述弹性体复合材料，按原料质量份数计，包括：
3.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的极化温度为60~210 ℃，极化时间为5 min~48h，极化电场强度为20~180 MV/m。
4.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述后熟化温度为70~210 ℃，后熟化时间为6~48 h。
5.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述低分子多元醇为：聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚己二酸乙二醇二甘醇酯二醇、聚碳酸亚己酯二醇、聚三亚
6.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯、TDI二聚体、TDI三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化MDI、六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述扩链剂为：1,4-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基)苯胺、4,4’-亚甲基双(2,6-二异丙基)苯胺、4,4’-亚甲基双(2-异丙基-6-甲基)苯胺、4,4’-亚甲基双(2-甲基-6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2-乙基苯胺)、丙二醇双(4-氨基苯甲酸酯)、3,5-二氨基-4-氯苯甲酸异丁酯、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚二羟乙基醚、 间苯二酚双羟丙基醚、间苯二酚双羟丙基乙基醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、3,3’-二氯对二氨基联苯中的一种或多种；
8.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性填料为：石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、玻璃纤维、二氧化硅、二硫化钼、二氧化钛、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯腈纤维中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述的改性填料处理方式为：硅烷酸碱刻蚀处理、偶联剂浸泡超声处理、异氰酸酯改性接枝处理、表面活性剂修饰处理等方法中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述压电填料为：压电陶瓷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚丙烯腈中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述弹性体复合材料，按原料质量份数计，包括：
3.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的极化温度为60~210 ℃，极化时间为5 min~48h，极化电场强度为20~180 mv/m。
4.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述后熟化温度为70~210 ℃，后熟化时间为6~48 h。
5.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述低分子多元醇为：聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇、聚己二酸乙二醇二甘醇酯二醇、聚碳酸亚己酯二醇、聚三亚甲基醚二醇中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯、tdi二聚体、tdi三聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化mdi、六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种低噪音高耐磨聚合物弹性体复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世伟，张钰婷，袁瑞泽，张栋秀，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。