本發明涉及聚氨酯材料技術領域，尤其涉及一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料及其制備方法。
背景技術：
聚氨酯是一種新興的有機高分子材料，被譽為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被廣泛應用于國民經濟眾多領域。產品應用領域涉及輕工、化工、電子、紡織、醫療、建筑、建材、汽車、國防、航天、航空等，是應用廣泛的高分子材料，主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯彈性體、聚氨酯防水材料、聚氨酯涂料、聚氨酯膠黏劑和聚氨酯生物醫用材料等，聚氨酯具有良好的物理和力學性能，硬度范圍寬、強度高，具有耐磨、耐油、耐化學腐蝕、耐撕裂、耐臭氧、耐輻射、吸震能力強、黏合性好、加工方式多樣，在許多工業領域都有廣泛的應用。然而其耐老化性、耐高溫性、表面自由能以及耐沾污性不好，限制了進一步的應用，為了改善聚氨酯的這些缺陷，賦予聚氨酯材料一些特殊的性能，人們對聚氨酯進行了改性研究，而本發明主要將聚氨酯用于滾輪外圈，這就要求其具有更高的抗壓強度、耐老化等性能。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料及其制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的。
一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
熱塑性聚氨酯彈性體80-95、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5-0.8、丙烯醇11-13、甲基三乙氧基硅烷0.7-1、蒙脫石粉10-16、三辛酸丁基錫1-4、雙丙酮丙烯酰胺0.7-1、蓖麻酸鈣1.2-1.7、1，2-二甲基咪唑0.7-0.9、干酪素1-2、偏硼酸銨1-1.5、烷基醇酰胺0.6-2、超細二氧化硅氣凝膠7-9、異氰酸酯1-3、三元胺2-5、異氰酸甲酯基環乙烷3.5-4、高固低粘醇酸樹脂2.3-2.7。
進一步地，它是由下述重量份的原料組成的：
熱塑性聚氨酯彈性體90、脂肪醇聚氧乙烯醚0.6、丙烯醇12、甲基三乙氧基硅烷0.8、蒙脫石粉13、三辛酸丁基錫2、雙丙酮丙烯酰胺0.8、蓖麻酸鈣1.6、1，2-二甲基咪唑0.8、干酪素1.5、偏硼酸銨1.2、烷基醇酰胺1.3、超細二氧化硅氣凝膠8、異氰酸酯2、三元胺4、異氰酸甲酯基環乙烷3.7、高固低粘醇酸樹脂2.5。
一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述1，2-二甲基咪唑加入到其重量9-12倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為67-74℃，保溫攪拌10-15分鐘，加入上述干酪素，攪拌至常溫，得醇分散液；
（2）將上述蒙脫石粉在700-760℃下煅燒1-2小時，冷卻至常溫，與上述偏硼酸銨混合，加入到混合料重量9-10倍的去離子水中，升高溫度為45-50℃，滴加濃度為10-15%的硫酸，調節pH為2-3，保溫攪拌30-40分鐘，過濾，將沉淀水洗2-3次，常溫干燥，加入到其重量17-20倍的去離子水中，加入上述雙丙酮丙烯酰胺，升高溫度為58-60℃，保溫攪拌10-20分鐘，滴加3-4mol/l的氫氧化鈉，調節pH為10-12，加入上述蓖麻酸鈣，超聲3-4分鐘，過濾，將沉淀水洗2-3次，在50-60℃下真空干燥1-2小時，得改性石粉；
（3）將上述烷基醇酰胺加入到其重量71-80倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為35-40℃，加入上述改性石粉，超聲2-3分鐘，得改性石粉分散液；
（4）取上述熱塑性聚氨酯彈性體重量的15-20%，與上述丙烯醇混合，送入到110-120℃的油浴中，保溫攪拌10-14分鐘，加入上述三辛酸丁基錫，繼續保溫攪拌3-5分鐘，出料，與上述醇分散液、甲基三乙氧基硅烷、改性石粉分散液混合，超聲10-20分鐘，得硅烷醇液；
（5）將上述超細二氧化硅氣凝膠加入到其重量27-30倍的去離子水中，攪拌均勻，加入上述脂肪醇聚氧乙烯醚，攪拌均勻，與上述硅烷醇液及剩余各原料混合，超聲20-30分鐘，送入烘箱中，在65-70℃下干燥完全，即得所述環保材料。
本發明的優點是：
本發明的復合材料安全環保性好，生產過程中處理成本低，本發明將改性后的石粉與氧化硅氣凝膠混合，采用硅烷處理，得到表面分散性好的改性填料，該填料可以在聚氨酯中很好的分散，提高了成品的強度和穩定性。
具體實施方式
以下是本發明的實施例一。
一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
熱塑性聚氨酯彈性體80、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5、丙烯醇11、甲基三乙氧基硅烷0.7、蒙脫石粉10、三辛酸丁基錫1、雙丙酮丙烯酰胺0.7、蓖麻酸鈣1.2、1，2-二甲基咪唑0.7、干酪素1、偏硼酸銨1、烷基醇酰胺0.6、超細二氧化硅氣凝膠7、異氰酸酯1、三元胺2、異氰酸甲酯基環乙烷3.5、高固低粘醇酸樹脂2.3。
以下是本發明的實施例二。
一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
熱塑性聚氨酯彈性體90、脂肪醇聚氧乙烯醚0.6、丙烯醇12、甲基三乙氧基硅烷0.8、蒙脫石粉13、三辛酸丁基錫2、雙丙酮丙烯酰胺0.8、蓖麻酸鈣1.6、1，2-二甲基咪唑0.8、干酪素1.5、偏硼酸銨1.2、烷基醇酰胺1.3、超細二氧化硅氣凝膠8、異氰酸酯2、三元胺4、異氰酸甲酯基環乙烷3.7、高固低粘醇酸樹脂2.5。
以下是本發明的實施例三。
一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
熱塑性聚氨酯彈性體95、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8、丙烯醇13、甲基三乙氧基硅烷1、蒙脫石粉16、三辛酸丁基錫4、雙丙酮丙烯酰胺1、蓖麻酸鈣1.7、1，2-二甲基咪唑0.9、干酪素2、偏硼酸銨1.5、烷基醇酰胺2、超細二氧化硅氣凝膠9、異氰酸酯3、三元胺5、異氰酸甲酯基環乙烷4、高固低粘醇酸樹脂2.7。
一種環保型滾輪外圈聚氨酯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述1，2-二甲基咪唑加入到其重量11倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為67℃，保溫攪拌13分鐘，加入上述干酪素，攪拌至常溫，得醇分散液；
（2）將上述蒙脫石粉在700℃下煅燒1小時，冷卻至常溫，與上述偏硼酸銨混合，加入到混合料重量9倍的去離子水中，升高溫度為50℃，滴加濃度為13%的硫酸，調節pH為2，保溫攪拌30分鐘，過濾，將沉淀水洗3次，常溫干燥，加入到其重量19倍的去離子水中，加入上述雙丙酮丙烯酰胺，升高溫度為60℃，保溫攪拌20分鐘，滴加3mol/l的氫氧化鈉，調節pH為11，加入上述蓖麻酸鈣，超聲3分鐘，過濾，將沉淀水洗3次，在50℃下真空干燥2小時，得改性石粉；
（3）將上述烷基醇酰胺加入到其重量80倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為40℃，加入上述改性石粉，超聲3分鐘，得改性石粉分散液；
（4）取上述熱塑性聚氨酯彈性體重量的20%，與上述丙烯醇混合，送入到115℃的油浴中，保溫攪拌13分鐘，加入上述三辛酸丁基錫，繼續保溫攪拌4分鐘，出料，與上述醇分散液、甲基三乙氧基硅烷、改性石粉分散液混合，超聲15分鐘，得硅烷醇液；
（5）將上述超細二氧化硅氣凝膠加入到其重量28倍的去離子水中，攪拌均勻，加入上述脂肪醇聚氧乙烯醚，攪拌均勻，與上述硅烷醇液及剩余各原料混合，超聲25分鐘，送入烘箱中，在67℃下干燥完全，即得所述環保材料。
性能測試：
拉伸強度為14.6MPa，斷裂伸長率為258%，垂直燃燒 (1.6mm) FV-O。