一种多组分聚氨酯橡胶制品修复胶及其制备方法和应用

本发明涉及胶黏剂，进一步地说，是涉及一种多组分聚氨酯橡胶制品修复胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、橡胶输送带具有优异的耐磨、耐灼烧、耐寒等特性，被采矿业、冶金业等广泛利用。然而随着长时间使用或受到矿物冲击会产生磨损或破损等问题，会导致输送带抗拉体(金属或织物)露出，影响输送带使用安全，严重时有可能需要更换整条输送带，更换成本较高且会产生停机损失。为了尽快让输送带继续投入使用，早期通常采用修补的方法，如贴片补法、机械卡法等，但这些方法的修补效果一般不太理想。

2、随着胶黏剂的发明与发展，其被广泛运用于各个行业，橡胶输送带的修补也位列其中，橡胶输送带用修复胶也应运而生，且因其具有修复速度快、性能强、易保存等优点而备受青睐。

3、相比于其他常用的修复胶材料，聚氨酯耐疲劳性能优异，固化温域广，适用范围广，耐低温性能突出，且使用方便易于保存，适用于针对橡胶输送带在工况下的快速修补，因此通常选择聚氨酯为橡胶修复胶的主体成分，同时，相应的添加消泡剂及催化剂等助剂以便实现对固化时间等性能的相关调控。

4、目前，已有聚氨酯修复胶相关的研究与报道，相关产品也已问世，但其力学性能较差，对橡胶的粘接强度低，耐磨性差，固化速度难以满足实际工况操作。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多组分聚氨酯橡胶制品修复胶及其制备方法和应用。本发明的修复胶固化温域广：-10℃～30℃下固化速率适宜，保证可操作时间；性能优异：胶液固化后黏附输送带表面不脱落，且耐磨耐刮蹭；使用方便：室温共混搅拌后涂抹即可，无需加热或紫外光照；低毒环保：原料毒性小，对使用者人身健康无损害；易保存：化学性质温和，可常温下保存数月。

2、本发明的目的之一是提供一种多组分聚氨酯橡胶制品修复胶，所述修复胶包括a组分、b组分和c组分；

3、a组分包括异氰酸酯和聚醇；

4、b组分包括小分子二胺类化合物、b溶剂、消泡剂和催化剂；

5、c组分包括异氰酸脲和c溶剂；

6、所述a组分中按重量份数计：

7、异氰酸酯             100重量份；

8、聚醇                 140-400重量份；

9、所述b组分中按重量份数计：

10、

11、所述c组分中按重量份数计：

12、异氰酸脲             1-20重量份；

13、c溶剂                100重量份。

14、优选的，所述a组分中按重量份数计：

15、异氰酸酯             100重量份；

16、聚醇                 170-300重量份；

17、所述b组分中按重量份数计：

18、

19、

20、所述c组分中按重量份数计：

21、异氰酸脲             3-10重量份；

22、c溶剂                100重量份。

23、优选的，a、b组分的质量比为100：(30-130)，优选为100：(40-100)；c组分的用量为橡胶制品表面的2-20μl/cm2，优选为6-10μl/cm2。

24、优选的，所述a组分中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；

25、所述a组分中的聚醇分子量为850-2000；所述聚醇为聚醚二醇或聚酯二醇；优选为聚乙二醇、聚丙二醇、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种。

26、优选的，所述b组分中小分子二胺类化合物为3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、聚醚胺、哌嗪、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯中的至少一种；

27、所述b组分中的b溶剂为四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯中的至少一种；

28、所述b组分中的消泡剂有机硅消泡剂或聚醚型消泡剂中的至少一种；

29、所述b组分中的催化剂为有机锡类催化剂、有机胺类催化剂、聚氨酯jsfh型催化剂中的至少一种。

30、优选的，所述c组分中的异氰酸脲为三氯异氰酸脲、二氯异氰酸脲、二溴异氰酸脲、三溴异氰酸脲中的至少一种；

31、所述c组分中的c溶剂为四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯中的至少一种。

32、本发明的配方中还可以依据实际情况加入常规的助剂，如在a组分中添加炭黑、气相白炭黑、纳米caco3等常规助剂，以起到补强的效果，并可以在一定范围内增强耐磨性能、减小成胶的收缩率，同时可以降低生产成本，除此之外，炭黑还可起到染色的效果，使成胶颜色更接近于橡胶制品，其用量为常规用量，技术人员可以依据实际情况添加。

33、本发明的目的之二是提供一种多组分聚氨酯橡胶制品修复胶的制备方法，所述方法包括：

34、将a组分所述组分按所述重量份搅拌预聚合得到所述a组分；

35、将b组分所述组分按所述重量份搅拌混合得到所述b组分；

36、将c组分所述组分按所述重量份搅拌混合得到所述c组分。

37、优选的，所述搅拌预聚合在保护性气体下进行，反应温度为80-90℃，反应时间为1.5-2h。

38、优选的，在搅拌预聚合之后将a组分进行真空脱泡处理，搅拌桨转速调整为50-60rad/min，真空度为0.08-0.10mpa，脱泡时间为10-20min。

39、具体可以采用如下方案：

40、a组分的合成为预聚合过程，将聚醇加入至三口烧瓶中中，搅拌桨转速调整为100-150rad/min，温度控制为105-120℃，真空度为0.09mpa的真空条件下，脱水2-2.5h，降温至55-60℃，停止抽真空，通入氮气，计量并加入异氰酸酯，升温至80-90℃，反应1.5-2h，降温至室温，在氮气氛围中密封保存，防止水分进入导致变质；

41、b组分为扩链剂成分，将小分子二胺类化合物加入到样本瓶中，加入计量好的b溶剂，磁力搅拌，待完全溶解后按顺序加入消泡剂和催化剂，继续磁力搅拌，待完全溶解后停止搅拌，通入氮气作为保护气密封保存；

42、c组分为橡胶表面化学处理剂，将异氰酸脲加入到样本瓶中，加入计量好的c溶剂，磁力搅拌，待完全溶解后停止搅拌，通入氮气作为保护气密封保存。

43、本发明的目的之三是提供一种多组分聚氨酯橡胶制品修复胶在修复橡胶制品过程中的应用，先将c组分涂抹于需要修复的橡胶制品表面后，再将a组分与b组分混合后涂抹于组分c上。

44、具体可以采用如下方案：

45、将a、b组分按照质量比100：(30-130)的比例在室温下进行混合，制得聚氨酯修复胶的主体成分，并需配合c组分使用，应用于室温下输送带或橡胶制品磨损处的快速修补，在修复前可用60目的砂纸对需要修复的橡胶制品表面进行打磨。

46、本发明的制备过程简单，只需要对a组分进行简单合成，b、c组分采用搅拌混合的方式即可；多组分的设置，提高了各组分的稳定性，便于修复胶的保存；操作工人可根据实际需要调节a、b组分的混合量，从而掌握固化时间，满足工况下的实际应用；a组分较为粘稠，通过混合b组分后粘度大幅降低，固化过程中粘度调节范围广，c组分可提升修复胶对橡胶表面的粘接强度。

47、本发明具有如下有益效果：

48、1)固化温域广：-10℃～30℃下固化速率适宜，保证可操作时间；

49、2)性能优异：胶液固化后黏附传送带表面不脱落，且耐磨耐刮蹭；

50、3)使用方便：室温共混搅拌后涂抹即可，无需加热或紫外光照；

51、4)低毒环保：原料毒性小，对使用者人身健康无损害；

52、5)易保存：化学性质温和，可常温下保存数月。