[发明专利]一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。其原料包括二异氰酸酯，聚醚多元醇或聚酯多元醇，液体石蜡，正硅酸四乙酯等。制备方法为：将二异氰酸酯、液体石蜡和正硅酸四乙酯均匀混合形成油相；然后依次加入部分聚醚多元醇/聚酯多元醇、表面活性剂和去离子水，剪切乳化，缓慢滴加扩链剂，使其发生聚合反应，得到微胶囊悬浮液离心、洗涤，得到自润滑微胶囊，和剩余聚醚多元醇/聚酯多元醇混合，真空除水，加入二异氰酸酯和偶联剂，搅拌，最后倒入模具中固化即可。本发明制备的热塑性聚氨酯弹性体具有高自润滑性、低摩擦系数、高耐热性等优势，因此可广泛应用于密封工业、机械工业、电子电器工业和航空航天等领域。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体的制备方法，属于高分子复合材料领域，具体涉及一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备。

背景技术

自润滑聚氨酯弹性体是指在聚氨酯材料使用过程中添加少许润滑剂或者完全没有润滑剂而使其材料本身具有润滑性的一类材料。自润滑聚氨酯弹性体材料摆脱了复杂的润滑装置和润滑油的束缚，在工业应用中突破了油脂润滑的局限性。同时自润滑聚氨酯弹性体具有优良的抗拉拔强度、抗撕裂轻度、耐低温性和耐溶剂性能，广泛应用于合成革、轮带、轻纺、建筑、机械、医疗、汽车工业和军事工业。

目前降低聚氨酯弹性体摩擦系数、提高自润滑性的方法主要是在聚氨酯合成过程中引入润滑材料，以此减少材料的摩擦磨损。传统的润滑材料主要有固体润滑材料、液体润滑材料和气体润滑材料。固体润滑剂一般有石墨、二硫化钼、滑石粉和氮化硼等，这些固体润滑剂的粒子内部存在晶体层格结构，可能互相滑过而发生润滑作用，但是固体润滑剂与聚合物基体存在界面结合和有机-无机相容性问题，往往达不到预期的效果；液体润滑剂主要有机械油、植物性润滑剂、动物性润滑剂、硅油、脂肪酸酰胺等，在使用过程中需要考虑液体润滑剂是否满足工艺要求，是否便于脱模，以保证内外平衡，还要保证润滑剂不会和基体材料产生副反应。因此，自润滑热塑性聚氨酯弹性体的开发不仅能够满足人们日常生活的需要，而且对于经济社会发展也具有一定的推动作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：传统聚氨酯高分子材料摩擦系数大，不能在高摩擦领域大规模应用，且现有制备技术存在的生产成本过高、后处理繁琐、效果不明显等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自润滑热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，原料包括按重量份数计的以下组份：

优选地，所述的二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的至少一种。

优选地，所述的聚醚多元醇或聚酯多元醇为聚己内酯多元醇、聚氧化丙烯二醇(PPG)、蓖麻油和聚氧化乙烯二醇(PEG)中的至少一种。

优选地，所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠、月桂酰基谷氨酸和二辛基琥珀酸磺酸钠中的至少一种。

优选地，所述的扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种以上。

优选地，所述的催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、有机铋、双二甲氨基乙基醚和N,N-二甲基环己胺中的至少一种。

优选地，所述的偶联剂为1,4-丁二醇、乙烯基三氯硅烷、γ-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

本发明还提供了上述自润滑热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：