[发明专利]一种通过改性热塑性聚氨酯弹性体提高密封件力学性能的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于对力学强度要求较高的高压密封件技术领域，具体涉及一种通过改性热塑性聚氨酯弹性体提高密封件力学性能的加工方法。

背景技术

随着工业的发展，在一些特殊的户外领域如野外机器的高压密封件、汽车减震垫等要求材料具有很高的力学强度、良好的耐紫外光降解性和较低的压缩永久变形值，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由柔性链段和刚性链段组成，在低温下具有橡胶弹性，升高温度时又能塑化成型的高分子合成材料，TPU具有良好的加工性能，硬度范围宽，耐油、耐溶剂、耐磨，是工程材料的良好选择；然而，TPU中的氨基甲酸酯键在长时间的紫外光照射下很容易发生断裂，引起TPU分子链降解，从而造成力学强度下降并影响压缩永久变形；另一方面，未经改性的TPU材料由于其分子链的线性结构，分子链在压缩过程中会产生很多不可逆的滑动，从而产生了不可逆的压缩形变，造成压缩永久形变值偏大，很难满足这些领域的要求，因此，如何改善热塑性聚氨酯弹性体的力学性能成为需要研究解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种通过改性热塑性聚氨酯弹性体提高密封件力学性能的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种通过改性热塑性聚氨酯弹性体提高密封件力学性能的加工方法，包括以下步骤：

（1）按重量份计，将40-45份的热塑性聚氨酯弹性体加热熔融后加入容器中，以转速为60-80转/分钟速度搅拌15-20分钟，加入4.5-7.5份四氯化碳、1.2-3.6份醋酸铑二聚体，在温度为110-120℃的条件下保温搅拌20分钟，得到预处理原料A；

（2）将12-16份乙烯-丙烯酸弹性体、2.2-5.8份200低分子量聚酰胺、0.6-1.2份二乙撑三胺混合后加入到行星搅拌机中，在真空度为0.002-0.006Pa的条件下以转速80-85转/分钟的速度搅拌4-5小时，得到混合料B；

（3）将与处理原料A和混合料B混合后，加入6-8份改性白炭黑和2-3份的坡缕石粉，在温度为60-80℃的条件下搅拌4-6小时，得到混合料C；

（4）将混合料C加入预热至80-90℃模具中，敞口放置45-55分钟，使其表面固化，然后合模硫化，硫化时间为24-36小时。

作为对上述方案的进一步改进，所述二乙撑三胺的胺值为200±20。

作为对上述方案的进一步改进，所述热塑性聚氨酯弹性体的硬度为80B-65D邵氏硬度。

作为对上述方案的进一步改进，所述改性白炭黑的制备方法为将白炭黑与质量浓度为12-15%的偶联剂Si69的乙醇溶液充分混合，然后在通风厨中使乙醇挥发，然后在温度为160-180℃的条件下恒温加热8-10分钟，冷却后得到改性白炭黑。

作为对上述方案的进一步改进，所述改性白炭黑和坡缕石粉的粒径不大于800μm。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中热塑性聚氨酯弹性体在预处理过程中促使其产生叠氮结构，使其硬段发生交联，进而避免紫外光照射下很容易发生断裂的发生，四氯化碳和醋酸铑二聚体可以改变热塑性聚氨酯弹性体的线性结构为三维网络结构，得到优异的力学性能和较低的压缩永久变形能力，能够适用于对力学强度要求较高的高压密封件。

具体实施方式

实施例1

一种通过改性热塑性聚氨酯弹性体提高密封件力学性能的加工方法，包括以下步骤：

（1）按重量份计，将42份的热塑性聚氨酯弹性体加热熔融后加入容器中，以转速为70转/分钟速度搅拌18分钟，加入6份四氯化碳、2.4份醋酸铑二聚体，在温度为115℃的条件下保温搅拌20分钟，得到预处理原料A；

（2）将14份乙烯-丙烯酸弹性体、4.2份200低分子量聚酰胺、0.8份二乙撑三胺混合后加入到行星搅拌机中，在真空度为0.004Pa的条件下以转速82转/分钟的速度搅拌4.5小时，得到混合料B；

（3）将与处理原料A和混合料B混合后，加入7份改性白炭黑和2.5份的坡缕石粉，在温度为70℃的条件下搅拌5小时，得到混合料C；

（4）将混合料C加入预热至5℃模具中，敞口放置50分钟，使其表面固化，然后合模硫化，硫化时间为28小时。