一種耐熱耐磨聚氨酯材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚氨酯材料技術領域，尤其涉及一種耐熱耐磨聚氨酯材料。
【背景技術】
[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，硬度的調節范圍大，在許多領域獲得廣泛的應用。
[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，導致彈性體在動態、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用。
【發明內容】
[0004]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種耐熱耐磨聚氨酯材料，本發明耐熱性好、耐磨性高、機械性能好。
[0005]本發明提出的一種耐熱耐磨聚氨酯材料，其原料包括:聚己二酸乙二醇酯2000、2，4-甲苯二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷、納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基錫；
[0006]其中，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚己二酸乙二醇酯2000，通入氮氣，升溫，保溫攪拌，滴加2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液，繼續保溫攪拌，升溫，滴加二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌，降溫，滴加六氟雙酚A的N-甲基吡咯烷酮溶液和二鄰氯二苯胺甲烷的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌，提純得到中間物料；向3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的N-甲基吡咯烷酮溶液中加入納米二氧化硅，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硅；通入氮氣，取中間物料的N-甲基吡咯烷酮溶液，加入二月桂酸二丁基錫，升溫，滴加改性納米二氧化硅的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌，提純得到耐熱耐磨聚氨酯材料。
[0007]優選地，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚己二酸乙二醇酯2000，通入氮氣，升溫至60-80 °C，保溫攪拌20-40min，滴加2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液，繼續保溫攪拌l_2h，升溫至80-90°C，滴加二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌2-4h，降溫至60-70°C，滴加六氟雙酚A的N-甲基吡咯烷酮溶液和二鄰氯二苯胺甲烷的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌4-5h，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；向3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的N-甲基吡咯烷酮溶液中加入納米二氧化硅，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫至60-80°C，保溫攪拌24-30h，抽濾，乙醇洗滌，干燥得到改性納米二氧化硅；通入氮氣，取中間物料的N-甲基吡咯烷酮溶液，加入二月桂酸二丁基錫，升溫至100-120°C，滴加改性納米二氧化硅的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌6-8h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到耐熱耐磨聚氨酯材料。
[0008]優選地，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，聚己二酸乙二醇酯2000的干燥方法為，升溫至100-120°C，真空干燥2-3h。
[0009]優選地，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液需在lh內滴加完畢。
[0010]優選地，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，N-甲基吡咯烷酮、乙醇均需經過脫水處理。
[0011]優選地，聚己二酸乙二醇酯2000中-0H和2，4_甲苯二異氰酸酯中-NC0的摩爾比為 2-3:5-8ο
[0012]優選地，聚己二酸乙二醇酯2000、二羥甲基丙酸、六氟雙酚Α、二鄰氯二苯胺甲烷的重量比為 80-120:3-5:2.4-3.6:1.6-2.4。
[0013]優選地，納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的重量比為2-3:
1.4-2.5o
[0014]優選地，中間物料、改性納米二氧化硅、二月桂酸二丁基錫的重量比為100-120:3_5:0.5_0.6。
[0015]上述耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，水均為去離子水。
[0016]上述耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，N-甲基吡咯烷酮的作用是溶解分散各物質，水的作用是沉降和洗滌，乙醇的作用是洗滌，故不規定其用量，根據具體操作確定用量。
[0017]本發明選用六氟雙酚A和二鄰氯二苯胺甲烷為擴鏈劑，將氟基團引入中間物料中，大大增加了本發明的耐熱性、耐磨性和機械性能；六氟雙酚A和二鄰氯二苯胺甲烷適宜的比例，可以改善本發明的耐磨性和機械性能；聚己二酸乙二醇酯2000、2，4_甲苯二異氰酸酯和二羥甲基丙酸反應，將羧基引入中間物料，納米二氧化硅中的羥基和3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷中甲氧基反應得到改性納米二氧化硅，增加了納米二氧化硅的親油性，避免了納米二氧化硅的團聚，使納米二氧化硅與中間物料均勻分散，從而進一步使改性納米二氧化硅中異氰酸基與中間物料中的羧基充分、均勻的反應，將納米二氧化硅和硅烷偶聯劑引入聚氨酯中，從而大大增加了本發明的耐熱性和耐磨性；納米二氧化硅、硅烷偶聯劑、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷相互協調作用，大大增加了本發明的耐熱性、耐磨性和機械性能。
【具體實施方式】
[0018]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0019]實施例1
[0020]一種耐熱耐磨聚氨酯材料，其原料包括:聚己二酸乙二醇酯2000、2，4-甲苯二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷、納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基錫；
[0021]其中，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚己二酸乙二醇酯2000，通入氮氣，升溫至60°C，保溫攪拌40min，滴加2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液，繼續保溫攪拌lh，升溫至90°C，滴加二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌2h，降溫至70°C，滴加六氟雙酚A的N-甲基吡咯烷酮溶液和二鄰氯二苯胺甲烷的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌4h，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，聚己二酸乙二醇酯2000的干燥方法為，升溫至100°C，真空干燥3h，2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液需在lh內滴加完畢，聚己二酸乙二醇酯2000中-OH和2，4-甲苯二異氰酸酯中-NCO的摩爾比為3:5，聚己二酸乙二醇酯2000、二羥甲基丙酸、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷的重量比為120:3:3.6:1.6 ;向3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的N-甲基吡咯烷酮溶液中加入納米二氧化硅，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫至80°C，保溫攪拌24h，抽濾，乙醇洗滌，干燥得到改性納米二氧化硅，其中，納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的重量比為3:1.4 ;通入氮氣，取中間物料的N-甲基吡咯烷酮溶液，加入二月桂酸二丁基錫，升溫至120°C，滴加改性納米二氧化硅的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌6h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到耐熱耐磨聚氨酯材料，其中，N-甲基吡咯烷酮、乙醇均需經過脫水處理，中間物料、改性納米二氧化硅、二月桂酸二丁基錫的重量比為 120:3:0.6。
[0022]實施例2
[0023]—種耐熱耐磨聚氨酯材料，其原料包括:聚己二酸乙二醇酯2000、2，4-甲苯二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷、納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基錫；
[0024]其中，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚己二酸乙二醇酯2000，通入氮氣，升溫至80°C，保溫攪拌20min，滴加2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液，繼續保溫攪拌2h，升溫至80°C，滴加二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌4h，降溫至60°C，滴加六氟雙酚A的N-甲基吡咯烷酮溶液和二鄰氯二苯胺甲烷的N-甲基吡咯烷酮溶液，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，聚己二酸乙二醇酯2000的干燥方法為，升溫至120°C，真空干燥2h，2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液需在lh內滴加完畢，聚己二酸乙二醇酯2000中-0H和2，4-甲苯二異氰酸酯中-NC0的摩爾比為2:8，聚己二酸乙二醇酯2000、二羥甲基丙酸、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷的重量比為80:5:2.4:2.4 ;向3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的N-甲基吡咯烷酮溶液中加入納米二氧化硅，超聲分散均勻，通入氮氣，升溫至60°C，保溫攪拌30h，抽濾，乙醇洗滌，干燥得到改性納米二氧化硅，其中，納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的重量比為2:2.5 ;通入氮氣，取中間物料的N-甲基吡咯烷酮溶液，加入二月桂酸二丁基錫，升溫至100°C，滴加改性納米二氧化硅的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌8h，冷卻至室溫，加水進行沉降，過濾，水洗，減壓干燥得到耐熱耐磨聚氨酯材料，其中，N-甲基吡咯烷酮、乙醇均需經過脫水處理，中間物料、改性納米二氧化硅、二月桂酸二丁基錫的重量比為 100:5:0.5。
[0025]實施例3
[0026]—種耐熱耐磨聚氨酯材料，其原料包括:聚己二酸乙二醇酯2000、2，4-甲苯二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、六氟雙酚A、二鄰氯二苯胺甲烷、納米二氧化硅、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基錫；
[0027]其中，在耐熱耐磨聚氨酯制備過程中，取干燥后的聚己二酸乙二醇酯2000，通入氮氣，升溫至65°C，保溫攪拌35min，滴加2，4-甲苯二異氰酸酯的N-甲基吡咯烷酮溶液，繼續保溫攪拌1.3h，升溫至88°C，滴加二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌2.5h，降溫至68°C，滴加六氟雙酚A的N-甲基吡咯烷酮溶液和二鄰氯二苯胺甲烷的N-甲基吡咯烷酮溶液，保溫攪拌4.3h，冷卻至室溫，加水進行沉降