一種耐磨蝕聚氨酯材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐磨蝕聚氨酯材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯彈性體具有高強度、高彈性、高伸長率的特點，并且具有優(yōu)異的耐磨性、耐油性、耐撕裂性、耐化學品性，減震性能好，硬度的調(diào)節(jié)范圍大，在許多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
[0003]但是，聚氨酯彈性體的耐熱性能較差，在高溫條件下，力學性能下降明顯，導(dǎo)致彈性體在動態(tài)、溫度較高的條件下使用時，其耐磨性降低、機械性能下降，外形尺寸發(fā)生改變，硬度、強度、模量性能均下降，從而限制了聚氨酯彈性體的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐磨蝕聚氨酯材料，本發(fā)明耐磨性好、耐腐蝕性好、機械性能高。
[0005]本發(fā)明提出的一種耐磨蝕聚氨酯材料，其原料包括:聚四氫呋喃醚二醇、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚、納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和辛酸亞錫；
[0006]其中，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚四氫呋喃醚二醇，通入氮氣，升溫，保溫攪拌，滴加二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液，繼續(xù)保溫攪拌，升溫，滴加二羥甲基丁酸的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌，降溫，滴加三異丙醇胺的N，N- 二甲基甲酰胺溶液和對苯二酚二羥乙基醚的N，N_ 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌，提純得到中間物料；向3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中加入納米二氧化鈦，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫，保溫攪拌，提純得到改性納米二氧化鈦；通入氮氣，取中間物料的N，N-二甲基甲酰胺溶液，加入辛酸亞錫，升溫，滴加改性納米二氧化鈦的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌，提純得到耐磨蝕聚氨酯材料。
[0007]優(yōu)選地，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚四氫呋喃醚二醇，通入氮氣，升溫至50-70°C，保溫攪拌50-60min，滴加二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，繼續(xù)保溫攪拌2-3h，升溫至70-80°C，滴加二羥甲基丁酸的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌3-5h，降溫至50-60°C，滴加三異丙醇胺的N，N- 二甲基甲酰胺溶液和對苯二酚二羥乙基醚的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌5-7h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到中間物料；向3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中加入納米二氧化鈦，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫至70-90°C，保溫攪拌20-28h，抽濾，乙醇洗滌，干燥得到改性納米二氧化鈦；通入氮氣，取中間物料的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，加入辛酸亞錫，升溫至80-100°C，滴加改性納米二氧化鈦的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌8-10h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到耐磨蝕聚氨酯材料。
[0008]優(yōu)選地，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，聚四氫呋喃醚二醇的干燥方法為，升溫至100-110°C，真空干燥 3-5h。
[0009]優(yōu)選地，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N- 二甲基甲酰胺溶液需在lh內(nèi)滴加完畢。
[0010]優(yōu)選地，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，N，N-二甲基甲酰胺、乙醇均需經(jīng)過脫水處理。
[0011]優(yōu)選地，聚四氫呋喃醚二醇中-0H和二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯中-NC0的摩爾比為1-3:2-6。
[0012]優(yōu)選地，聚四氫呋喃醚二醇、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚的重量比為 80-100:2-4:0.8-1:3.2-4。
[0013]優(yōu)選地，納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的重量比為10-20:
0.5-1.5o
[0014]優(yōu)選地，中間物料、改性納米二氧化鈦、辛酸亞錫的重量比為90-110:4-6:
0.3—0.7 ο
[0015]上述耐磨聚氨酯制備過程中，水均為去離子水。
[0016]上述耐磨聚氨酯制備過程中，Ν，Ν- 二甲基甲酰胺的作用是溶解分散各物質(zhì)，水的作用是沉降和洗滌，乙醇的作用是洗滌，故不規(guī)定其用量，根據(jù)具體操作確定用量。
[0017]本發(fā)明選用三異丙醇胺和對苯二酚二羥乙基醚為擴鏈劑，三異丙醇胺和對苯二酚二羥乙基醚適宜的比例，可以改善本發(fā)明的耐磨性和機械性能；聚四氫呋喃醚二醇、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯和二羥甲基丁酸反應(yīng)，將羧基引入中間物料，納米二氧化鈦具有良好的導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、耐磨性，抗紫外線能力強，但是納米二氧化鈦易團聚，親油性低，本發(fā)明將納米二氧化鈦中的羥基和3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中甲氧基反應(yīng)得到改性納米二氧化鈦，增加了納米二氧化鈦的親油性，避免了納米二氧化鈦的團聚，使納米二氧化鈦與中間物料均勻分散，從而進一步使改性納米二氧化鈦中異氰酸基與中間物料中的羧基充分、均勻的反應(yīng)，將納米二氧化鈦和硅烷偶聯(lián)劑引入聚氨酯中，從而大大增加了本發(fā)明的耐磨性、耐腐蝕性、機械性能、抗紫外線性能和導(dǎo)熱性；納米二氧化鈦、硅烷偶聯(lián)劑、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚相互協(xié)調(diào)作用，大大增加了本發(fā)明的耐磨性、耐腐蝕性、機械性能、抗紫外線性能和導(dǎo)熱性。
【具體實施方式】
[0018]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0019]實施例1
[0020]—種耐磨蝕聚氨酯材料，其原料包括:聚四氫呋喃醚二醇、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚、納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和辛酸亞錫；
[0021]其中，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚四氫呋喃醚二醇，通入氮氣，升溫至50°C，保溫攪拌60min，滴加二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，繼續(xù)保溫攪拌2h，升溫至80 °C，滴加二羥甲基丁酸的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌3h，降溫至60°C，滴加三異丙醇胺的N，N- 二甲基甲酰胺溶液和對苯二酚二羥乙基醚的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌5h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到中間物料，其中，聚四氫呋喃醚二醇的干燥方法為，升溫至110°C，真空干燥3h，二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液需在lh內(nèi)滴加完畢，聚四氫呋喃醚二醇中-0H和二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯中-NCO的摩爾比為3:2，聚四氫呋喃醚二醇、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚的重量比為100:2:1:3.2 ;向3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的N，N- 二甲基甲酰胺溶液中加入納米二氧化鈦，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫至90°C，保溫攪拌20h，抽濾，乙醇洗滌，干燥得到改性納米二氧化鈦，其中，納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的重量比為20:0.5 ;通入氮氣，取中間物料的N，N-二甲基甲酰胺溶液，加入辛酸亞錫，升溫至100°C，滴加改性納米二氧化鈦的N，N-二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌8h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到耐磨蝕聚氨酯材料，其中，N，N-二甲基甲酰胺、乙醇均需經(jīng)過脫水處理，中間物料、改性納米二氧化鈦、辛酸亞錫的重量比為110:4:
0.7。
[0022]實施例2
[0023]—種耐磨蝕聚氨酯材料，其原料包括:聚四氫呋喃醚二醇、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚、納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和辛酸亞錫；
[0024]其中，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚四氫呋喃醚二醇，通入氮氣，升溫至70°C，保溫攪拌50min，滴加二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N_ 二甲基甲酰胺溶液，繼續(xù)保溫攪拌3h，升溫至70 °C，滴加二羥甲基丁酸的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌5h，降溫至50°C，滴加三異丙醇胺的N，N- 二甲基甲酰胺溶液和對苯二酚二羥乙基醚的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌7h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到中間物料，其中，聚四氫呋喃醚二醇的干燥方法為，升溫至100°C，真空干燥5h，二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液需在lh內(nèi)滴加完畢，聚四氫呋喃醚二醇中-0H和二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯中-NC0的摩爾比為1:6，聚四氫呋喃醚二醇、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚的重量比為80:4:0.8:4 ;向3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入納米二氧化鈦，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫至70°C，保溫攪拌28h，抽濾，乙醇洗滌，干燥得到改性納米二氧化鈦，其中，納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的重量比為10:1.5 ;通入氮氣，取中間物料的N，N-二甲基甲酰胺溶液，加入辛酸亞錫，升溫至80°C，滴加改性納米二氧化鈦的N，N-二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌10h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到耐磨蝕聚氨酯材料，其中，N，N-二甲基甲酰胺、乙醇均需經(jīng)過脫水處理，中間物料、改性納米二氧化鈦、辛酸亞錫的重量比為90:6:
0.3。
[0025]實施例3
[0026]—種耐磨蝕聚氨酯材料，其原料包括:聚四氫呋喃醚二醇、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、二羥甲基丁酸、三異丙醇胺、對苯二酚二羥乙基醚、納米二氧化鈦、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和辛酸亞錫；
[0027]其中，在耐磨蝕聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚四氫呋喃醚二醇，通入氮氣，升溫至55°C，保溫攪拌57min，滴加二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯的N，N_ 二甲基甲酰胺溶液，繼續(xù)保溫攪拌2.3h，升溫至78°C，滴加二羥甲基丁酸的N，N-二甲基甲酰胺溶液，保溫攪拌3.5h，降溫至57°C，滴加三異丙醇胺的N，N- 二甲基甲酰胺溶液和對苯二