专利名称：传动摩擦轮用聚氨酯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯及其制备方法，具体是一种应用于制造传动摩擦轮的聚氨酯及其制备方法。
背景技术：
摩擦轮传动是一种应用广泛的机械传动方式，其通过摩擦轮与互擦件的摩擦力， 利用摩擦轮的转动把另外一个物件带动转动或是带动物件移动。其具有结构紧凑、传动噪音低、控制灵活、维修费用低、在过载时尚能产生打滑而避免损坏装置等优点。工作时，摩擦轮最重要的是要避免产生打滑现象，以防损坏摩擦轮，影响正常传动。为了克服打滑现象， 必须适当增大接触处的摩擦力，增大摩擦力的途径，一是增大正压力，二是增大摩擦系数。 但是采用增大正压力的方法会增加作用在轴与轴承上的载荷，导致增大传动件的尺寸，使机构笨重。因此，正压力只能适当增加。因此，增大摩擦轮表面的摩擦系数是一个更为可行的方案。现有技术中，增大摩擦轮表面摩擦系数的方案通常是在轮芯外缘包覆弹性胶体层，利用弹性胶体层作为摩擦表面，通过弹性胶体层的弹性易变特性，使其产生足够大的摩擦力来带动其他物件的转动或移动。目前常用的弹性胶体层的材料一般选用聚氨酯弹性体，聚氨酯是一种弹性好、变形小、强度高、耐磨性佳的特种弹性体材料，其耐磨性和抗拉强度是天然橡胶的2 5倍，聚氨酯弹性体的原料品种多，硬度调节范围广，各种原料有各自的优缺点，其中比较典型聚氨酯原料有聚酯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚己内酯多元醇等，其各自的优缺点如下(1)聚酯多元醇制作的聚氨酯弹性体具有强度高、弹性好、耐磨性好、抗撕裂性能好、耐油等优点，但是其耐水性和耐霉变性差。(2)聚四氢呋喃醚多元醇制作的聚氨酯弹性体具有强度高、弹性好、变形小、耐磨性优异、耐水性和耐霉变性好等优点，但是其耐油比聚酯差，抗撕裂性能差，易定向开裂，而且原料价格比较贵。(3)聚己内酯多元醇制作的聚氨酯弹性体由于分子结构具有聚酯和聚醚双面性， 所以其性能兼具聚酯多元醇和聚四氢呋喃醚多元醇优点如强度高、弹性好、变形小、耐水、 耐油、耐老化性能好，并且动态变形小、恢复性好、耐高温性好，综合性能优异等，但是其原料价格比聚酯多元醇和聚四氢呋喃醚多元醇贵，而且原料生产企业少。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种适用于制造传动摩擦轮的弹性胶体层的聚氨酯及其制备方法，该聚氨酯具有耐磨性能好、弹性好、变形小、动态性能好、耐温性能好等优点，而且制造成本相对低廉。按照本发明提供的技术方案传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于按重量份数计算包含以下组分聚己内酯多元醇，90 100份；聚酯多元醇，15 25份；甲苯二异氰酸酯，20 30份；固化剂，5 10份；扩链剂，15 20份。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述各组分的重量份数具体为聚己内酯多元醇，100份；聚酯多元醇，20份；甲苯二异氰酸酯，25份，二苯基甲烷二异氰酸酯，7 份；扩链剂，18份。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述聚己内酯多元醇的分子量为 1500 2000。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述聚酯多元醇的分子量为1500 2000。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述聚酯多元醇采用聚己二酸丁二醇乙二醇酯。由于聚己二酸丁二醇乙二醇酯的单分子链长，柔软性好。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述的甲苯二异氰酸酯为纯的甲苯_2， 4-二异氰酸酯。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述采用二苯基甲烷二异氰酸酯。由于二苯基甲烷二异氰酸酯中含有大量的异氰酸基(NCO)，异氰酸基(NCO)容易与聚己内酯多元醇和聚酯多元醇树脂中的羟基起反应生成比较长的柔性链，使所制备的聚氨酯柔软性好，强度高。作为所述摩擦轮用聚氨酯的进一步改进，所述的扩链剂是二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物，二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的重量份数为3 1。这样所做的聚氨酯强度高，弹性好，变形恢复性快。传动摩擦轮用聚氨酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)、按重量份数配比称取下述组分聚己内酯多元醇，90 100份；聚酯多元醇， 15 25份；甲苯二异氰酸酯，20 30份；二苯基甲烷二异氰酸酯，5 10份；扩链剂，15 20份；O)、将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯一起加入具有温度调节控制功能的容器内，搅拌混合均勻，并将容器内的温度升到65 75°C ；(3)、然后把聚己内酯多元醇和聚酯多元醇一起加入到上述的容器内充分搅拌混合，在70 85°C的温度下反应1. 5 2. 5小时，然后抽真空，在真空状态下反应0. 5 1. 5 小时，温度85 95度，获得预聚体；、测定上述预聚体中的异氰酸基(NCO)的百分含量，当异氰酸基(NCO)的百分含量低于4. 5%时，停止反应，获得符合要求的预聚体，预聚体用于下一步骤或倒出密封储存；如果异氰酸基(NCO)的百分含量仍高于4.5%，继续在真空状态下反应，直至符合要求；(5)、将步骤(4)得到的预聚体加热至80°C 90°C，然后加入扩链剂，充分搅拌 1 2分钟后，即可直接倒入预热好的传动摩擦轮成型模具中，用作传动摩擦轮弹性胶体层的材料。作为所述聚氨酯制备方法的进一步改进，所述步骤(3)中抽真空至真空度为 0.095 0. 098MPa。本发明与现有技术相比，优点在于本发明采用聚己内酯多元醇和聚酯多元醇作为原料制成聚氨酯弹性胶体材料，利用此弹性胶体材料制成的弹性胶体层具有耐磨性能好、弹性好、变形小、动态性能好、耐温性能好等优点，而且制造成本相对低廉。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1(1)、按重量份数配比称取下述组分聚己内酯多元醇(分子量为1800)，100份； 聚己二酸丁二醇乙二醇酯(分子量为1600)，20份；甲苯二异氰酸酯(TDI-100)，25份；二苯基甲烷二异氰酸酯，7份；二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物，18份；O)、将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯一起加入具有温度调节控制功能的容器内，搅拌混合均勻，并将容器内的温度升到70°C ；(3)、然后把聚己内酯多元醇和聚酯多元醇一起加入到上述的容器内充分搅拌混合，在90°C的温度下反应2小时，然后抽真空至0. 095MPa，在真空状态下反应1小时，真空状态下的反应温度控制在100度以下，获得预聚体；(4)、测得上述预聚体中的异氰酸基(NCO)的百分含量为4. 2%，停止反应，获得符合要求的预聚体；(5)、将步骤(4)得到的预聚体加热至85°C，然后加入二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物作为扩链剂，充分搅拌1 2分钟后，直接倒入预热好的传动摩擦轮成型模具中，在120°C下硫化反应1小时，然后开模取出产品，再放入100°C 120°C的恒温烘箱加热保温8 10小时，室温冷却48小时后，测试其物理性能(见表1)。实施例2(1)、按重量份数配比称取下述组分聚己内酯多元醇(分子量为1600)，90份 ’聚己二酸丁二醇乙二醇酯(分子量为2000)；甲苯二异氰酸酯，20份；二苯基甲烷二异氰酸酯，10份；二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物，16份；O)、将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯一起加入具有温度调节控制功能的容器内，搅拌混合均勻，并将容器内的温度升到65°C ；(3)、然后把聚己内酯多元醇和聚酯多元醇，一起加入到上述的容器内充分搅拌混合，在85°C的温度下反应2. 5小时，然后抽真空至0. 098MPa，在真空状态下反应1. 5小时， 真空状态下的反应温度控制在100度以下，获得预聚体；(4)、测得上述预聚体中的异氰酸基(NCO)的百分含量为4%，停止反应，获得符合要求的预聚体；(5)、将步骤(4)得到的预聚体加热至80°C，然后加入二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物作为扩链剂，充分搅拌1 2分钟后，直接倒入预热好的传动摩擦轮成型模具中，在120°C下硫化反应1小时，然后开模取出产品，再放入100°C 120°C的恒温烘箱加热保温8 10小时，室温冷却48小时后，测试其物理性能(见表1)。实施例3(1)、按重量份数配比称取下述组分聚己内酯多元醇(分子量为1500)，95份 ’聚己二酸丁二醇乙二醇酯(分子量为1500)，20份；甲苯二异氰酸酯(TDI-100)，20份；二苯基甲烷二异氰酸酯，5份；二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物，15份；O)、将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯一起加入具有温度调节控制功能的容器内，搅拌混合均勻，并将容器内的温度升到75°C ；(3)、然后把聚己内酯多元醇和聚酯多元醇，一起加入到上述的容器内充分搅拌混合，在95°C的温度下反应1. 5小时，然后抽真空至0. 096MPa，在真空状态下反应0. 5小时， 真空状态下的反应温度控制在100度以下，获得预聚体；(4)、测得上述预聚体中的异氰酸基(NCO)的百分含量为4. 5%时，停止反应，获得符合要求的预聚体；(5)、将步骤(4)得到的预聚体加热至90°C，然后加入二甲硫基甲苯二胺混合物作为扩链剂，充分搅拌1 2分钟后，直接倒入预热好的传动摩擦轮成型模具中，在120°C下硫化反应1小时，然后开模取出产品，再放入100°C 120°C的恒温烘箱加热保温8 10小时，室温冷却48小时后，测试其物理性能(见表1)。表1 实施例1-3的产品物理性能
权利要求
1.传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于按重量份数计算包含以下组分聚己内酯多元醇，90 100份；聚酯多元醇，15 25份；甲苯二异氰酸酯，20 30份；固化剂，5 10份； 扩链剂，15 20份。
2.如权利要求1所述的传动摩擦轮用聚氨酯，所述各组分的重量份数具体为聚己内酯多元醇，100份；聚酯多元醇，20份；甲苯二异氰酸酯，25份；二苯基甲烷二异氰酸酯，7 份；扩链剂，18份。
3.如权利要求1或2所述的传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于所述聚己内酯多元醇的分子量为1500 2000。
4.如权利要求1或2所述的传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于所述聚酯多元醇的分子量为1500 2000。
5.如权利要求1或2所述的传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于所述聚酯多元醇采用聚己二酸丁二醇乙二醇酯。
6.如权利要求1或2所述的传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于所述的甲苯二异氰酸酯为纯的甲苯-2，4-二异氰酸酯。
7.根据权利要求1或2所述的传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于所述的扩链剂是二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的混合物，二甲硫基甲苯二胺和三羟甲基丙烷的重量份数为 3 1。
8.根据权利要求1或2所述的传动摩擦轮用聚氨酯，其特征在于所述异氰酸酯采用二苯基甲烷二异氰酸酯作增链剂.
9.传动摩擦轮用聚氨酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)、按重量份数配比称取下述组分聚己内酯多元醇，90 100份；聚酯多元醇，15 25份；甲苯二异氰酸酯，20 30份；固化剂，5 10份；扩链剂，15 20份；O)、将甲苯二异氰酸酯和固化剂一起加入具有温度调节控制功能的容器内，搅拌混合均勻，并将容器内的温度升到65 75°C ；(3)、然后把聚己内酯多元醇和聚酯多元醇一起加入到上述的容器内充分搅拌混合，在 85 95°C的温度下反应1. 5 2. 5小时，然后抽真空，在真空状态下反应0. 5 1. 5小时， 获得预聚体；、测定上述预聚体中的异氰酸基(NCO)的百分含量，当异氰酸基(NCO)的百分含量低于4. 5%时，停止反应，获得符合要求的预聚体，预聚体用于下一步骤或倒出密封储存； 如果异氰酸基(NCO)的百分含量仍高于4.5%，继续在真空状态下反应，直至符合要求；(5)、将步骤(4)得到的预聚体加热至80°C 90°C，然后加入扩链剂，充分搅拌1 2分钟后，即可直接倒入预热好的传动摩擦轮成型模具中，用作传动摩擦轮弹性胶体层的材料。
10.如权利要求9所述的传动摩擦轮用聚氨酯的制备方法，其特征在于所述步骤(3) 中抽真空至真空度为0. 095 0. 098MPa。
全文摘要
本发明涉及一种应用于制造传动摩擦轮的聚氨酯及其制备方法。所述聚氨酯按重量份数计算包含以下组分聚己内酯多元醇，90～100份；聚酯多元醇，15～25份；甲苯二异氰酸酯，20～30份；固化剂，5～10份；扩链剂，15～20份。本发明采用聚己内酯多元醇和聚酯多元醇作为原料制成聚氨酯弹性胶体材料，利用此弹性胶体材料制成的弹性胶体层具有耐磨性能好、弹性好、变形小、动态性能好、耐温性能好等优点，而且制造成本相对低廉。
文档编号C08G18/42GK102336886SQ201110187050
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者方正千, 杨九成, 白开军, 谢计怀, 郭大宏 申请人:嵊州市科鼎聚氨酯制品厂, 江苏天奇物流系统工程股份有限公司