一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料及制备方法技术

本发明专利技术属于液压密封件材料技术领域，具体涉及一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料及制备方法。该材料由A、B两个组分反应而成，A、B各组分的质量分数如下：A组分包括0

【技术实现步骤摘要】
一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料及制备方法


[0001]本专利技术属于液压密封件材料
，具体涉及一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料及制备方法。

技术介绍

[0002]液压缸是液压系统最核心的执行元件，它将液压能转变为机械能，可以做直线往复运动，或者摆动运动，在工程机械、矿山机械、压力机械等领域使用广泛。随着液压系统的不断发展和使用工况条件的不断提高，使得液压缸的工作速度、系统温度及工作压力也随之提高，工作时系统温度可达+100℃以上，工作压力可达40MPa以上，这都对液压密封件材料，尤其是动密封的材料提出了更高的要求，如材料必须长期适用+100～120℃的温度，还有高频往复带来的摩擦生热的老化影响，以及要应对在高温高压下，材料的机械性能下降导致的挤出破坏。
[0003]目前，液压密封件普遍采用聚氨酯材料，聚氨酯弹性体材料是由多元醇、异氰酸酯、扩链剂、助剂等原材料通过聚合反应制得。其中多元醇作为软段，异氰酸酯和扩链剂作为硬段，通过调节硬段和软段的种类、比例，使聚氨酯材料具有不同的性能。
[0004]传统的聚氨酯材料在严苛工况应用时存在几种缺陷：一、在系统高温(+100℃以上)下，其机械性能显著下降；二、高频往复及压力冲击造成材料的大量内生热，进而造成材料快速老化；三、材料在高温高压高频摩擦的综合作用下出现永久变形，丧失密封性能。
[0005]因此，研发出能耐高温且具有自润滑特性的聚氨酯材料，是解决以上缺陷的有效途径，具有非常高的实用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有材料的不足，提供一种用于液压密封件的耐高温、自润滑的聚氨酯材料及其制备方法，以满足密封件长时间在高温、高压、高频往复等严苛工况下的使用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料，该材料由A、B两个组分反应而成，A、B各组分的质量分数如下：
[0009]A组分包括0
‑
100份的聚氨酯预聚体，1
‑
5份抗氧剂，10
‑
50份耐水解剂；
[0010]B组分包括50
‑
140份扩链剂，1
‑
3份催化剂。
[0011]所述A组分中聚氨酯预聚体的制备方法如下：
[0012]将900
‑
1100份的聚酯二元醇在110
‑
130℃烘箱中加热熔化，把0
‑
150份的超高分子量聚乙烯与二元醇混合均匀；升温至120
‑
130℃，真空脱水1
‑
2小时后，降温至70
‑
80℃备用；把150
‑
200份的异氰酸酯固体直接加入多元醇中，加速搅拌直至异氰酸酯完全融化；将反应温度控制在85
‑
90℃之间，反应3小时，反应过程充氮气保护；反应结束后真空脱泡1小时，得到NCO含量4％
‑
8％的聚氨酯预聚体；
[0013]所述B组分由50
‑
140份的扩链剂和1
‑
3份的催化剂混合而成；
[0014]上述液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料的制备方法，按以下步骤完成：
[0015]第一步.将A组分中的聚氨酯预聚体加热熔化，真空脱泡1小时，把抗氧剂和耐水解剂加入预聚体中，混合搅拌均匀，直到完全溶解；
[0016]第二步.将B组分中的扩链剂加热后，真空脱泡30min，把催化剂加入到扩链剂中混合均匀备用；
[0017]第三步.将第一步与第二步得到的制得物，置于不锈钢容器中，在转速为500
‑
800r/min条件下搅拌，当物料发白、黏度变大时，倒入预热至110
‑
130℃的不锈钢托盘中，放入120℃烘箱中熟化16
‑
20小时后，冷却，粉碎，即可得到液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料。
[0018]所述的聚酯二元醇为聚己内酯二醇、聚己二酸
‑
1,4
‑
丁二醇酯二醇、聚己二酸
‑
乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一种或两种的混合物；分子量为1500
‑
3000。
[0019]所述的异氰酸酯为1,4
‑
苯二异氰酸酯(PPDI)。
[0020]所述的扩链剂为1,4
‑
丁二醇、对苯二酚二羟乙基醚、乙二醇中的一种或两种的组合物。
[0021]所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂168(亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯)中的一种或两种的组合物。
[0022]所述的耐水解剂为聚碳化二亚胺。
[0023]所述的催化剂为有机锡类催化剂，锡含量为28％。
[0024]所述的润滑助剂为表面改性的超高分子量聚乙烯粉末。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该热塑性聚氨酯弹性体解决了普通聚氨酯材料无法在高温、高频摩擦环境中长期使用的问题，使材料的耐高温性能和自润滑性能有了明显改善。本专利技术中使用的1,4
‑
苯二异氰酸酯(PPDI)比4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)耐高温性能更好，同时添加的耐水解剂聚碳化二亚胺，可与水解产生的羧酸基团反应，延缓水解，使得该体系的材料耐水解性能明显提高。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细描述。
[0027]实施例1
[0028]A组分中聚氨酯预聚体的制备：
[0029]将1000g的聚己内酯二醇加热融化投入反应器中，加入50g表面改性的超高分子量聚乙烯粉末，搅拌均匀，加热到120℃，真空脱水1小时，降温至80℃。取188.7g的1,4
‑
苯二异氰酸酯固体加入反应器中，快速搅拌至全部融化，控制反应温度在85
‑
90℃。3小时后取样分析NCO含量，合格后，温度控制在90
‑
100℃，真空脱泡30分钟，得到聚氨酯预聚体。
[0030]A组分的制备：
[0031]取1g的复配抗氧剂(抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:2)，10g聚碳化二亚胺，加入预聚体中搅拌均匀，直至完全溶解。
[0032]B组分的制备：
[0033]把62.4g的BDO加热至100℃真空脱水30min，和1.5g的锡类催化剂混合均匀，降温
至50
‑
60℃备用。
[0034]液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料的制备：
[0035]将A组分温度控制在90℃，B组分温度控制在50℃，按比例倒入容器中，转速700r/min条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料，其特征是，该材料由A、B两个组分反应而成，A、B各组分的质量分数如下：A组分包括0
‑
100份的聚氨酯预聚体，1
‑
5份抗氧剂，10
‑
50份耐水解剂；B组分包括50
‑
140份扩链剂，1
‑
3份催化剂。所述A组分中聚氨酯预聚体的制备方法如下：将900
‑
1100份的聚酯二元醇在110
‑
130℃烘箱中加热熔化，把0
‑
150份的超高分子量聚乙烯与二元醇混合均匀；升温至120
‑
130℃，真空脱水1
‑
2小时后，降温至70
‑
80℃备用；把150
‑
200份的异氰酸酯固体直接加入多元醇中，加速搅拌直至异氰酸酯完全融化；将反应温度控制在85
‑
90℃之间，反应3小时，反应过程充氮气保护；反应结束后真空脱泡1小时，得到NCO含量4％
‑
8％的聚氨酯预聚体；所述B组分由50
‑
140份的扩链剂和1
‑
3份的催化剂混合而成。2.一种液压密封件用耐高温、自润滑聚氨酯材料的制备方法，其特征是，按以下步骤完成：第一步.将A组分中的聚氨酯预聚体加热熔化，真空脱泡1小时，把抗氧剂和耐水解剂加入预聚体中，混合搅拌均匀，直到完全溶解；第二步.将B组分中的扩链剂加热后，真空脱泡30min，把催化剂加入到扩链剂中混合均匀备用；第三步.将第一步与第二步得到的制得物，置于不锈钢容器中，在转速为500
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，秦小博，刘卯，郑芳芳，
申请(专利权)人：山西泰宝密封技术有限公司，
类型：发明
国别省市：