【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高分子材料，具體為一種耐磨聚氨酯材料及耐磨聚氨酯膠輥。
技術(shù)介紹
1、聚氨酯高分子材料因其優(yōu)異的力學性能及低廉的價格被廣泛應(yīng)用于不同的工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是澆注型聚氨酯材料，常被應(yīng)用于制作大型構(gòu)件，如膠輥、研磨設(shè)備的內(nèi)襯和外襯材料等，其中，聚氨酯膠輥被廣泛應(yīng)用于包裝、紡織印染等多個領(lǐng)域，作為各種生產(chǎn)線上的關(guān)鍵部件，用于傳導、輸送等多種功能。
2、聚氨酯材料雖然具有諸多優(yōu)良性能但在某些應(yīng)用場景下，其力學性能可能不足以滿足需求，特別是在需要承受高壓力、高負荷或高速運轉(zhuǎn)的環(huán)境中，聚氨酯的力學性能不足可能導致其使用壽命縮短，甚至發(fā)生損壞。因此，對于這類應(yīng)用場景，需要開發(fā)高強度的聚氨酯材料，以提高其抗壓、抗拉和耐磨性能，從而確保設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。
3、此外，聚氨酯材料本身不具備抗菌性能，這使其在醫(yī)療、食品處理等對衛(wèi)生要求極高的領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制。同時，聚氨酯材料在長期使用過程中難免會出現(xiàn)磨損、劃傷等損傷開發(fā)具有自修復能力的聚氨酯材料，可以在一定程度上延長材料的使用壽命，減少維護成本，提高設(shè)備的可靠性和安全性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種耐磨聚氨酯材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種耐磨聚氨酯材料，所述耐磨聚氨酯材料是由4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇反應(yīng)，以功能化卟啉和1,4-丁二醇作為擴鏈劑、再加入改性芳綸短纖維經(jīng)硫化
4、作為優(yōu)化，所述功能化卟啉是由4,4'-(10,20-二-4-吡啶基-21h,23h-卟吩-5,15-二基)雙苯甲酸經(jīng)還原劑還原，再經(jīng)氧化劑氧化，最后和鹽酸羥胺、三乙胺反應(yīng)得到的。
5、作為優(yōu)化，所述改性芳綸短纖維是由酸刻蝕的芳綸短纖維和3-氯丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)得到的。
6、一種耐磨聚氨酯材料的制備方法，包括以下制備步驟：
7、（1）按摩爾比1:20稱取4,4'-(10,20-二-4-吡啶基-21h,23h-卟吩-5,15-二基)雙苯甲酸、四氫化鋁鋰；將4,4'-(10,20-二-4-吡啶基-21h,23h-卟吩-5,15-二基)雙苯甲酸、四氫呋喃按質(zhì)量比1:400混合得到溶液a，將四氫化鋁鋰、四氫呋喃按質(zhì)量比1:200混合得到溶液b，在氮氣保護下，將溶液a滴加至溶液b中，滴加速度5ml/min，升溫至70℃回流反應(yīng)5h，降溫至0℃，加入四氫化鋁鋰質(zhì)量70倍的純水猝滅反應(yīng)，經(jīng)減壓旋蒸得到粗產(chǎn)物，使用丙酮洗滌粗產(chǎn)物3次，在甲醇-丙酮溶液中重沉淀，過濾并使用丙酮洗滌3次，經(jīng)真空干燥得到吡啶基羥甲基苯基卟啉；
8、（2）按摩爾比1:90:35稱取吡啶基羥甲基卟啉、三乙胺、吡啶-三氧化硫絡(luò)合物，將吡啶基羥甲基卟啉、二甲基亞砜按質(zhì)量比1:20混合，加入三乙胺、吡啶-三氧化硫絡(luò)合物，在室溫下攪拌6h后，使用二甲基亞砜體積1.2倍的純水猝滅反應(yīng)，過濾并加入至與二甲基亞砜等體積的二氯甲烷中，使用純水洗滌2次，使用飽和食鹽水洗滌2次，合并有機相并使用無水硫酸鈉干燥，最后經(jīng)減壓旋蒸得到吡啶基醛基卟啉；
9、（3）按摩爾比1:2.5:2.5稱取吡啶基醛基卟啉、鹽酸羥胺、三乙胺，將吡啶基醛基卟啉和二甲基亞砜按質(zhì)量比1:20混合，加入鹽酸羥胺、三乙胺反應(yīng)4-5h，反應(yīng)結(jié)束后，使用乙酸乙酯進行萃取，保留有機相，使用純水和飽和食鹽水分別洗滌3次，合并有機相并使用無水硫酸鈉干燥，最后經(jīng)減壓旋蒸得到功能化卟啉；
10、（4）在80℃下，將清洗后的芳綸短纖維在體積分數(shù)為15%的稀硫酸溶液中浸漬4h后，使用純水進行洗滌，并在100℃下干燥24h，干燥結(jié)束后，使用體積分數(shù)為5%的3-氯丙基三乙氧基硅烷-乙醇溶液進行噴淋處理5min，噴淋結(jié)束后在60℃下干燥24h，并使用制粉機打散，得到改性芳綸短纖維；
11、（5）將聚四氫呋喃醚二醇、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯經(jīng)脫水處理后，在氮氣保護，80℃條件下預聚2h，抽真空，直至無氣泡逸出，升溫至100℃，加入功能化卟啉、1,4-丁二醇繼續(xù)反應(yīng)，直到異氰酸酯基團的含量為0%-0.1%，降溫至50℃，加入聚四氫呋喃醚二醇質(zhì)量0.01-0.02倍的改性芳綸短纖維并攪拌均勻，倒入聚四氟乙烯模具中，經(jīng)平板硫化機硫化，得到耐磨聚氨酯材料。
12、作為優(yōu)化，步驟（1）所述甲醇-丙酮溶液由甲醇和丙酮按體積比1:5混合得到。
13、作為優(yōu)化，步驟（4）所述清洗后的芳綸短纖維的制備方法為：在70℃下將芳綸短纖維在體積分數(shù)為50%的丙酮溶液中浸漬2h，再使用純水超聲100min，經(jīng)過濾真空干燥得到清洗后的芳綸短纖維；所述芳綸短纖維型號為：twaron?1500d，長度為1mm。
14、作為優(yōu)化，步驟（5）所述聚四氫呋喃醚二醇、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、功能化卟啉、1,4-丁二醇的摩爾比為5:10:1.5:3.5；所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000。
15、作為優(yōu)化，步驟（5）所述脫水處理方法為：將聚四氫呋喃醚二醇和4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯在120℃的真空烘箱中干燥3h。
16、作為優(yōu)化，步驟（5）所述異氰酸酯基團含量的測試方法為二正丁胺滴定法。
17、作為優(yōu)化，步驟（5）所述硫化機硫化溫度為100℃，硫化時間為60min。
18、本專利技術(shù)還提供一種由上述耐磨聚氨酯材料制備得到的耐磨聚氨酯膠輥。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所達到的有益效果是：
20、本專利技術(shù)在制備耐磨聚氨酯材料時，首先，將4,4'-(10,20-二-4-吡啶基-21h,23h-卟吩-5,15-二基)雙苯甲酸經(jīng)還原劑還原，再經(jīng)氧化劑氧化，最后和鹽酸羥胺、三乙胺反應(yīng)得到功能化卟啉；其次，將酸刻蝕的芳綸短纖維和3-氯丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)得到改性芳綸短纖維；最后，將4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇反應(yīng)，以功能化卟啉和1,4-丁二醇作為擴鏈劑，再加入改性芳綸短纖維經(jīng)硫化得到耐磨聚氨酯材料。
21、首先，將4,4'-(10,20-二-4-吡啶基-21h,23h-卟吩-5,15-二基)雙苯甲酸經(jīng)還原劑將羧基還原成羥甲基，再經(jīng)氧化劑將羥甲基氧化成醛基，最后和鹽酸羥胺、三乙胺反應(yīng)使得醛基變成肟基；
22、其次，將酸刻蝕的芳綸短纖維和3-氯丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)得到改性芳綸短纖維；芳綸短纖維具有優(yōu)異的綜合性能，除了具有高強度、高模量的特點外，還具有絕緣、耐磨、耐疲勞等性能，是理想的增強材料；將聚氨酯的高彈性與纖維材料的高模量相結(jié)合，具有耐磨、抗撕、耐疲勞等作用；改性芳綸短纖維經(jīng)酸處理后纖維表面變得粗糙，酸蝕處理可以有效地腐蝕芳綸短纖維表面，使其表面粗糙，增大纖維與聚氨酯的界面結(jié)合作用，3-氯丙基三乙氧基硅烷能在纖維與聚氨酯之間形成化學鍵合作用，在高溫下，氯丙基和聚氨酯主鏈中的吡啶基生成具有抗菌性能的吡啶季銨鹽，賦予聚氨酯材料良好的抗菌性能；
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【技術(shù)保護點】
1.一種耐磨聚氨酯材料，其特征在于，所述耐磨聚氨酯材料是由4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇反應(yīng)，以功能化卟啉和1,4-丁二醇作為擴鏈劑、再加入改性芳綸短纖維經(jīng)硫化得到的；
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述甲醇-丙酮溶液由甲醇和丙酮按體積比1:5混合得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）所述清洗后的芳綸短纖維的制備方法為：在70℃下將芳綸短纖維在體積分數(shù)為50%的丙酮溶液中浸漬2h，再使用純水超聲100min，經(jīng)過濾真空干燥得到清洗后的芳綸短纖維；所述芳綸短纖維型號為：Twaron?1500D，長度為1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，步驟（5）所述聚四氫呋喃醚二醇、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、功能化卟啉、1,4-丁二醇的摩爾比為5:10:1.5:3.5；所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐磨聚氨酯材料，其特征在于，所述耐磨聚氨酯材料是由4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇反應(yīng)，以功能化卟啉和1,4-丁二醇作為擴鏈劑、再加入改性芳綸短纖維經(jīng)硫化得到的；
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述甲醇-丙酮溶液由甲醇和丙酮按體積比1:5混合得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨聚氨酯材料的制備方法，其特征在于，步驟（4）所述清洗后的芳綸短纖維的制備方法為：在70℃下將芳綸短纖維在體積分數(shù)為50%的丙酮溶液中浸漬2h，再使用純水超聲100min，經(jīng)過濾真空干燥得到清洗后的芳綸短纖維；所述芳綸短纖維型號為：twaron?1500d，長度為1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：阮波，
申請(專利權(quán))人：浙江聚德鑫新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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