[发明专利]一种聚氨酯材料耐水性的改善方法

说明书

技术领域

本发明属于材料改性方法技术领域，具体涉及一种聚氨酯材料耐水性的改善方法。

背景技术

聚氨酯是一种性能优异的合成材料，相对于其他弹性体而言具有极高的力学性能，比如极高的拉伸强度（最高可达50MPa以上），高硬度下的高弹性、高伸长率，远高于通用橡胶的耐磨性，这些性能使聚氨酯适宜应用于工程弹性体，如造纸、轧钢胶辊覆层，实心轮胎，耐磨衬里，造纸靴压套及高压密封领域。

由于聚氨酯弹性体中含有醚键、酯键、异氰酸酯键、羟基、羧基等易于水解的化学键及基团，使得聚氨酯的耐水解性能较差，这对于需在水环境或高湿环境中使用时，显然是不适宜的。多年来，化学家和工程师们竭力寻求一种既能保留聚氨酯力学性能，又能提高聚氨酯材料耐水解能力的方法，以拓宽聚氨酯材料的应用领域。

对于聚氨酯材料的耐水解改性，主要集中在以下四个方面

一、合成新的聚酯聚醚，提高聚氨酯材料的耐水解性

德国拜耳公司和日本旭化成公司合成了聚碳酸酯多元醇，大大提高了聚氨酯材料的耐水解能力；美国亨斯曼公司合成了端胺基聚醚，使扩链并交联的聚氨酯形成聚脲基团，提高了水解稳定性。

二、通过嵌段、接枝、IPN互贯网络技术、侧基取代等反应进行化学改性

美国SARTOMER公司通过聚氨酯与甲基丙烯酸酯共聚形成IPN互贯网络改善聚氨酯的耐水解性。

美国STOWEWOODWARD公司申请的专利“castable polyurethane elastomers for industrial rollers”，采用聚醚多元醇与端羟基聚丁二烯共聚，并用二胺或二醇扩链，浇注制得胶辊覆层，聚合物具有良好的耐水解性和耐热性。

南昌大学邓锋杰等通过对聚氨酯表面分子重新进行设计，在PU表面接枝形成自由的NCO基团，再通过该基团与3-氨丙基甲氧基硅烷反应，在PU表面生成硅氧硅网络，在PU表面形成一层网状致密的耐水解膜，从而达到隔绝与水发生作用之目的。

三、通过加入耐水解剂提高耐水解能力

通过加入聚碳化亚二胺等耐水解剂提高聚氨酯的耐水解能力，这是通常采用的方法。

四、填料改性和共混改性

北京化工大学骆永标等研究了经偶联剂处理的无机颗粒填料硫酸钡、二硫化钼、石墨等对聚氨酯的耐水解能力的影响，研究指出颗粒填料的种类和用量对聚氨酯耐水解性能及其他性能的影响是不同的，适量加入硫酸钡和石墨，可以提高聚氨酯弹性体Desmopan 7683的拉伸强度，加入二硫化钼可以提高Desmopan588E的耐水解能力，当Desmopan 7683与硫酸钡的添加比例为100：1时，聚氨酯有最佳的耐水解能力。

第一和第二种方法虽能从根本上解决聚氨酯的耐水解能力，但由于需从聚合反应入手，所需设备、技术及资金要求较高，不是一般应用厂家所能够解决的。

第三种方法应用方便，但单用效果较差。

第四种方法是目前研究的热点，因为它不仅应用方便，而且可以根据产品的使用环境，利用现有聚氨酯原料系统，通过添加具有特殊功能的填料，在提高耐水解性能的同时，并赋予聚氨酯材料特殊的性能和用途。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种聚氨酯材料耐水性的改善方法的技术方案。

所述的一种聚氨酯材料耐水性的改善方法，其特征在于：每100重量份的聚氨酯材料中添加5～40重量份的聚四氟乙烯微粉。

所述的一种聚氨酯材料耐水性的改善方法，其特征在于：每100重量份的聚氨酯材料中添加10～30重量份的聚四氟乙烯微粉。

所述的一种聚氨酯材料耐水性的改善方法，其特征在于：每100重量份的聚氨酯材料中添加15～25重量份的聚四氟乙烯微粉。

所述的一种聚氨酯材料耐水性的改善方法，其特征在于：所述的聚四氟乙烯微粉的粒径为1～10微米。

本发明将聚四氟乙烯微粉添加于聚氨酯材料体系中，在一定的添加量下，他的高疏水性可以起到两种作用：一是部分屏蔽聚氨酯的亲水活性基团，阻止水分子向亲水基团进攻；二是提高材料表面的疏水性能，使水分子对材料内部的渗透能力降低，从而提高材料的耐水解性能。

利用聚四氟乙烯的疏水性和不粘性，添加于聚氨酯材料体系中，可以制得性能优越的造纸胶辊覆面，覆面较高的疏水性可以使辊面盲孔和沟纹内的水分通过离心力快速甩出，提高压榨效率；覆面不粘性可以提高辊面自清洁能力，辊面不易粘附纸浆、施胶剂等其他杂物，防止杂物通过压区压坏或压花辊面。