【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及叶轮材料，具体涉及一种叶轮用耐磨材料及其制备方法。
技术介绍
1、叶轮是一种重要的机械构件，其主要功能是将流体(如气体或液体)的动能转换为机械能，常被用在离心泵、发动机、风扇、污水发电和风力发电等领域。要满足在各个领域的使用，叶轮需要具备硬度高、导热性能、耐化学腐蚀、耐磨损和抗老化等性能好的优点。
2、早期使用的叶轮主要为金属材质，金属叶轮一般由铸铁、不锈钢或铜等金属材料制成，具有高强度、高硬度、便于清洗等优点，同时也具有一定的防腐性能。因此，一些要求较高的工业领域，如航空、化工等场合，常常使用金属叶轮。但是金属叶轮的弹性、耐磨性不佳，且使用时噪音较大，因此在一些对环境要求比较高、需要降低噪音的场合，如汽车制造、机械制造等行业，往往会选择使用橡胶叶轮。橡胶叶轮常用的材料有天然橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶等，天然橡胶叶轮耐磨性较好，但存在弹性差，易老化、变形，不能承受高温和热油等缺点；丁腈橡胶叶轮阻燃性好、耐油、耐磨性好，但是脆性高、不耐酸碱；硅橡胶叶轮具有优良的耐磨性能，但是强度低、易老化变质，因此开发出一种各综合性能优良的橡胶叶轮是非常必要的。
3、专利cn113557270a公开了一种叶轮及其树脂组合物，该申请通过共混芳香族聚碳酸酯树脂、液晶聚酯树脂、卤代碳酸酯树脂和环氧树脂并添加玻璃纤维/碳纤维提高树脂组合物的耐磨性，制备得到一种力学性能优良的树脂组合物，但是聚碳酸酯树脂易受紫外线照射而老化出现裂纹和脆化的现象。
4、专利cn110804300b公开了一种叶轮用耐磨材料，该申请通
5、因此市场上亟需一种耐磨性能、力学性能、耐热性能、耐水性能、耐化学腐蚀性能优异且耐紫外线照射的叶轮用材料。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于获得一种耐磨性能、力学性能、耐热性能、耐水性能、耐化学腐蚀性能优异且耐紫外线照射的叶轮用材料。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供了一种叶轮用耐磨材料，以重量份计，包含以下原料：改性tpu50-60份、peek树脂20-30份、抗氧剂1-4份、紫外吸收剂2-4份、润滑剂0.5-3份。
4、申请人选用改性tpu和pekk树脂作为橡胶基料，改性tpu具有优异的耐磨性能及耐油性能，peek树脂具有耐热性能好，耐化学腐蚀性能好、刚性大且易加工，两种树脂共混后得到一种各方面性能优异的叶轮用橡胶，同时申请人通过添加高分子紫外线吸收剂，提升了橡胶的耐老化性能。
5、在一些实施方式中，所述改性tpu的制备方法，包含以下步骤：
6、(1)将ppg、ptmg和葡萄糖加入到反应容器中，加热到100-110℃，抽真空1-2h，然后降温至70-80℃，加入ndi和mdi和催化剂，继续反应1-3h后得到预聚体；
7、(2)将bdo和溶剂加入步骤(1)得到的预聚体中，在70-80℃下反应30-60min后，烘干得到改性tpu。
8、优选地，所述葡萄糖和bdo的重量比为(2-4):(1-2)。
9、葡萄糖是一种具有六个羟基和环状结构的化合物，申请人通过使用葡萄糖改性tpu，一方面葡萄糖作为交联剂使tpu链段之间形成交联网络结构，提高tpu的力学性能、耐水性能和耐溶剂性能；另一方面可以在tpu上引入刚性基团获得了一种刚性更高的tpu，增加了tpu的耐磨性能，同时反应后葡萄糖上的剩余羟基可以与peek树脂上的醚键和羰基产生氢键，增加了tpu和peek树脂的结合能力。
10、在一些实施方式中，所述ppg和pcdl的重量比为(1-2):(2-4)。
11、优选地，所述ppg和pcdl的分子量为2000。
12、ppg作为软段制备的tpu具有耐磨性能好、柔性好的特点，而pcdl作为软段制备的tpu具有耐化学腐蚀性能好、硬度高的特点，申请人通过同时添加ppg和pcdl，使tpu的柔性和刚性具有可调节性，同时申请人通过限定ppg和pcdl的重量比获得了柔韧性能好且耐磨性能优异的改性tpu材料。
13、在一些实施方式中，所述ndi和mdi的重量比为(4-6):(1-3)。
14、ndi中具有萘结构，使用ndi制备的tpu具有很好的强度、硬度和耐磨性，但是ndi价格较高使得tpu的生产成本增高，且ndi中的萘结构刚性较大，使制备的tpu容易结晶变脆。申请人通过在添加ndi的同时加入部分mdi，既降低了tpu的生产成本又使tpu的脆性降低。
15、在一些实施方式中，所述peek树脂为粒径为10-50μm的peek细粉。
16、peek树脂具有耐热性能好、化学稳定性好、耐磨性能优异的特点但是其价格较高、加工温度较高，和tpu一起使用时，较高的加工温度容易使tpu降解。为解决这些问题，申请人选用peek细粉与tpu共混，在加工过程中细粉的加工温度较低且不需要完全熔融就可以分散在tpu中，同时改性tpu上的羟基通过氢键作用，能促进peek细粉的分散，不仅可以使tpu各部分性能稳定而且能够综合葡萄糖结晶度高和peek细粉具有半结晶度的特点，提高叶轮用耐磨材料的尺寸稳定性。
17、在一些实施方式中，所述抗氧剂为抗氧化剂1010、抗氧剂168、抗氧化剂1076中的一种或多种。
18、优选地，所述抗氧剂为抗氧化剂1010。
19、在一些实施方式中，所述紫外线吸收剂为高分子紫外线吸收剂。
20、高分子紫外线吸收剂不容易从聚合物中析出，与tpu和peek相容性更好保证了叶轮的耐紫外线照射性能的持久性。
21、在一些实施方式中，所述叶轮用耐磨材料还含有12-14重量份改性芳纶纤维。
22、在一些实施方式中，所述改性芳纶纤维的制备方法，包含以下步骤：
23、(1)将改性剂和水配置成溶液，调节ph至8-9，将芳纶纤维加入溶液中，在28-34℃下反应1-1.5h，3-5h反应完毕后，加入丙酮生成白色沉淀物；
24、(2)将步骤(1)得到的白色沉淀物进行抽滤，同时用乙醇和丙酮洗涤3-5次后，洗涤干燥至恒重，得到改性芳纶纤维。
25、优选地，所述改性芳纶纤维的制备方法，包含以下步骤：
26、(1)将改性剂和水配置成溶液，改性剂与水的重量比为(1-2):(5-10)，使用三羟甲基氨基甲烷调节ph至8-9，将芳纶纤维加入溶液中，在28-34℃下反应1-1.5h，3-5h反应完毕后，加入丙酮生成白色沉淀物；
27、(2)将步骤(1)得到的白色沉淀物进行抽滤，同时用乙醇洗涤3-5次后，洗涤干燥至恒重，得到改性芳纶纤维。
28、在一些实施方式中，所述改性剂为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叶轮用耐磨材料，其特征在于，以重量份计，包含以下原料：改性TPU50-60份、PEEK树脂20-30份、抗氧剂1-4份、紫外线吸收剂2-4份、润滑剂0.5-3份。
2.根据权利要求1所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述改性TPU的制备方法，包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述PPG和PCDL的重量比为(1-2):(2-4)。
4.根据权利要求2所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述NDI和MDI的重量比为(4-6):(1-3)。
5.根据权利要求1所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述PEEK树脂为粒径为10-50μm的PEEK细粉。
6.根据权利要求1所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为高分子紫外线吸收剂。
7.根据权利要求1所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述叶轮用耐磨材料还含有12-14重量份改性芳纶纤维。
8.根据权利要求7所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述改性芳纶纤维的制备方法，包含以下步骤：
9.根据权利要
10.一种权利要求7-9任一项所述的叶轮用耐磨材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种叶轮用耐磨材料，其特征在于，以重量份计，包含以下原料：改性tpu50-60份、peek树脂20-30份、抗氧剂1-4份、紫外线吸收剂2-4份、润滑剂0.5-3份。
2.根据权利要求1所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述改性tpu的制备方法，包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述ppg和pcdl的重量比为(1-2):(2-4)。
4.根据权利要求2所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述ndi和mdi的重量比为(4-6):(1-3)。
5.根据权利要求1所述的叶轮用耐磨材料，其特征在于，所述pee...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴民，李兆地，
申请(专利权)人：江苏晓宝复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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