本發明涉及農業機械材料領域，尤其涉及一種碳化硅聚氨酯彈性復合材料及其制備方法及其使用的輥軸。
背景技術：
：碾米機和拋光機的原理相同，都是通過輥軸在篩網上擠壓研磨谷物或大米，從而使谷物脫殼，或使大米拋光。現有的輥軸有兩種，一種是聚氨酯制備的膠輥，另一種是SiC制備的砂輥。膠輥的硬度太軟，所以在碾制拋光過程中往往會出現脫殼不干凈或拋光不充分的情況。而砂輥的硬度太大，谷物或大米常常無法承受而導致碎谷或碎米。因此，制造輥軸需要硬度處于聚氨酯與SiC之間的材料。然而，簡單的混合不能使聚氨酯與SiC形成均勻的材料。技術實現要素：針對現有的碾米機和/或拋光機輥軸存在的上述問題，現提供一種硬度適中的碳化硅聚氨酯彈性復合材料及其制備方法及其使用的輥軸。具體技術方案如下：本發明的第一個方面是提供一種碳化硅聚氨酯彈性復合材料的制備方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：S1：將γ-(乙二氨基)丙基三甲氧基硅烷和雙(3-三乙氧甲硅烷基丙基)四硫化物以1:1.5～2的重量比混合后于80～90℃下反應6～8h，制得硅烷偶聯劑；S2：向反應容器中加入100～150重量份對二甲苯、30～50重量份碳化硅微粉及70～100重量份S1中所得硅烷偶聯劑，在氮氣氣流下升溫至85～89℃，攪拌下反應6～8h，反應結束后真空抽濾，經多次超聲分散、離心洗滌，得固體產物，本發明中超聲分散、離心洗滌優選為3次；S3：將S2中固體產物在105～110℃的烘箱中干燥8～10h，得到改性納米碳化硅；S4：將30～50重量份聚四亞甲基醚二醇在100～110℃的烘箱下干燥2～3h，冷卻至35～39℃，快速攪拌下于3～5min內加入40～55重量份4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯，在溫度為80～85℃的條件下保溫反應2.5h，真空脫泡30min，得聚氨酯預聚物；S5：向S4中所得聚氨酯預聚物中加入S3中所得改性納米碳化硅，碾壓至混合均勻，于1～3min內迅速加入10～20重量份1,4-二羥基丁烷和0.2～1重量份消泡劑，充分攪拌，抽出氣泡，于85℃下固化成型，得碳化硅聚氨酯彈性復合材料。上述的制備方法，還具有這樣的特征，所述S5中聚氨酯預聚物與改性納米碳化硅的混合物中改性納米碳化硅的質量分數為15～30％。本發明的第二個方面是提供一種碳化硅聚氨酯彈性復合材料，具有這樣的特征，由上述的制備方法制備得到。本發明的第三個方面是提供一種用于碾制拋光裝置的輥軸，具有這樣的特征，由上述的碳化硅聚氨酯彈性復合材料制備得到。上述方案的有益效果是：通過使用本發明的制備方法制備獲得的碳化硅聚氨酯彈性復合材料制備的輥軸硬度適中，在應用于碾制谷物或拋光大米時，可保證碾制和拋光的效果的同時減少碎谷和碎米的情形。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。實施例1實施例1中碳化硅聚氨酯彈性復合材料的制備方法中，包括如下步驟：S1：將γ-(乙二氨基)丙基三甲氧基硅烷和雙(3-三乙氧甲硅烷基丙基)四硫化物以1:1.6的重量比混合后于85℃下反應6.5h，制得硅烷偶聯劑；S2：向反應容器中加入110重量份對二甲苯、35重量份碳化硅微粉及80重量份S1中所得硅烷偶聯劑，在氮氣氣流下升溫至85～89℃，攪拌下反應6.5h，反應結束后真空抽濾，經3次超聲分散、離心洗滌，得固體產物；S3：將S2中固體產物在106℃的烘箱中干燥8.5h，得到改性納米碳化硅；S4：將32重量份聚四亞甲基醚二醇在103℃的烘箱下干燥2.5h，冷卻至36℃，快速攪拌下于4min內加入43重量份4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯，在溫度為81℃的條件下保溫反應2.5h，真空脫泡30min，得聚氨酯預聚物；S5：向S4中所得聚氨酯預聚物中加入S3中所得改性納米碳化硅，碾壓至混合均勻，于1.5min內迅速加入13重量份1,4-二羥基丁烷和0.3重量份消泡劑，充分攪拌，抽出氣泡，于85℃下固化成型，得碳化硅聚氨酯彈性復合材料。實施例2實施例2中碳化硅聚氨酯彈性復合材料的制備方法中，包括如下步驟：S1：將γ-(乙二氨基)丙基三甲氧基硅烷和雙(3-三乙氧甲硅烷基丙基)四硫化物以1:1.9的重量比混合后于87℃下反應7h，制得硅烷偶聯劑；S2：向反應容器中加入120重量份對二甲苯、38重量份碳化硅微粉及80重量份S1中所得硅烷偶聯劑，在氮氣氣流下升溫至86℃，攪拌下反應7h，反應結束后真空抽濾，經3次超聲分散、離心洗滌，得固體產物；S3：將S2中固體產物在108℃的烘箱中干燥9h，得到改性納米碳化硅；S4：將40重量份聚四亞甲基醚二醇在106℃的烘箱下干燥2.8h，冷卻至38℃，快速攪拌下于3.5min內加入50重量份4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯，在溫度為83℃的條件下保溫反應2.5h，真空脫泡30min，得聚氨酯預聚物；S5：向S4中所得聚氨酯預聚物中加入S3中所得改性納米碳化硅，碾壓至混合均勻，于2min內迅速加入18重量份1,4-二羥基丁烷和0.5重量份消泡劑，充分攪拌，抽出氣泡，于85℃下固化成型，得碳化硅聚氨酯彈性復合材料。實施例3實施例3中碳化硅聚氨酯彈性復合材料的制備方法中，包括如下步驟：S1：將γ-(乙二氨基)丙基三甲氧基硅烷和雙(3-三乙氧甲硅烷基丙基)四硫化物以1:1.85的重量比混合后于86℃下反應7.5h，制得硅烷偶聯劑；S2：向反應容器中加入140重量份對二甲苯、49重量份碳化硅微粉及90重量份S1中所得硅烷偶聯劑，在氮氣氣流下升溫至87℃，攪拌下反應7.5h，反應結束后真空抽濾，經3次超聲分散、離心洗滌，得固體產物；S3：將S2中固體產物在109℃的烘箱中干燥9.5h，得到改性納米碳化硅；S4：將45重量份聚四亞甲基醚二醇在108℃的烘箱下干燥2h，冷卻至36.5℃，快速攪拌下于3內加入45重量份4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯，在溫度為83℃的條件下保溫反應2.5h，真空脫泡30min，得聚氨酯預聚物；S5：向S4中所得聚氨酯預聚物中加入S3中所得改性納米碳化硅，碾壓至混合均勻，于2min內迅速加入19重量份1,4-二羥基丁烷和0.35重量份消泡劑，充分攪拌，抽出氣泡，于85℃下固化成型，得碳化硅聚氨酯彈性復合材料。將實施例1～3中的碳化硅聚氨酯彈性復合材料制備成用于碾米機的輥軸，進行碾米，觀察其脫殼率以及碎米率，并以普通的聚氨酯材料和碳化硅材料制備的輥軸為對照，結果如下表所示：脫殼率(％)碎米率(％)實施例197.50.17實施例297.80.12實施例398.30.19聚氨酯870碳化硅99.112.2由上表分析可知：由實施例1～3中提供的碳化硅聚氨酯彈性復合材料制備輥軸的脫殼效果大大高于聚氨酯類輥軸；同時，相對于碳化硅類輥軸，本發明的實施例中提供的碳化硅聚氨酯彈性復合材料類輥軸基本沒有碎米的情況。以上所述僅為本發明較佳的實施例，并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護范圍內。當前第1頁1 2 3