CN108484857B - 闸机闸门用聚氨酯材料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闸机闸门用聚氨酯材料，包含以下重量份数的原料：聚酯多元醇30‑60％、聚合物多元醇15‑35％、异氰酸酯20‑45％、扩链剂1‑10％、交联剂0.1‑2％、整泡剂0.05‑1％、发泡剂0.5‑5％和水0.01‑0.2％；所述聚酯多元醇主要由乙二酸和乙二醇聚合制得；所述聚合物多元醇主要由聚醚多元醇、苯乙烯和丙烯腈聚合制得。上述闸机闸门用聚氨酯材料密度大，具有较好的拉伸强度和断裂伸长率，以及良好的耐磨性，而且其抗撕裂强度为市场上的常用PU材料闸门的3‑6倍，可用于人流较高的环境中，且不会遇冷变硬，适用于常温及低温环境下长期使用。

Description

闸机闸门用聚氨酯材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及闸机闸门领域，特别是涉及闸机闸门用聚氨酯材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚氨酯作为新型功能型材料已为人们所熟知，由于其产品具有优异的高性能、高附加值、广适性，加上制备工艺简捷、工装(设备或模具)成本低，使聚氨酯材料迅速跻身为世界六大工程塑料之一。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬不同形态的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体(聚氨酯弹性体简称为TPU)、油漆涂料、胶粘、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电，石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。

目前，在轨道交通领域，闸门主要由电机机身、控制连接机构和可伸缩闸门构成。现有的闸机闸门外层采用PU材料，但是，现有的PU材料闸机闸门韧性差，抗拉伸强度低，在人流量大的环境下使用，由于乘客的碰撞、挤压，容易造成闸机闸门表面损坏及脱落。而且，现有闸机闸门遇冷变硬，易断，不适合冷环境下使用。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种高拉伸强度、高断裂伸长率、高抗撕裂强度以及良好的耐磨性能的聚氨酯材料，可用于闸机闸门。

本发明提供一种聚氨酯材料。

具体技术方案为：

一种聚氨酯材料，包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇30-60％、聚合物多元醇15-35％、异氰酸酯20-45％、扩链剂1-10％、交联剂0.1-2％、整泡剂0.05-1％、发泡剂0.5-5％和水0.01-0.2％；

所述聚酯多元醇主要由乙二酸和乙二醇聚合制得；

所述聚合物多元醇主要由聚醚多元醇、苯乙烯和丙烯腈聚合制得。

在其中一个实施例中，所述聚氨酯材料包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇35-45％、聚合物多元醇20-30％、异氰酸酯25-35％、扩链剂1-5％、交联剂0.1-1％、整泡剂0.05-0.5％、发泡剂1-5％和水0.01-0.15％。

在其中一个实施例中，所述聚酯多元醇的分子量为1000-10000，25℃的粘度为1000-2000mPa S，羟值为20-45，固含量为20-50％；

所述聚合物多元醇的分子量为1000-10000，25℃的粘度为800-2000mPa S，羟值为25-40，固含量为20-40％。

在其中一个实施例中，所述聚酯多元醇选自聚酯多元醇JF-P-6333。

在其中一个实施例中，所述聚合物多元醇选自聚合物多元醇2140。

在其中一个实施例中，所述异氰酸酯选自异氰酸酯3400。

在其中一个实施例中，所述扩链剂选自扩链剂EG；及/或

所述交联剂选自交联剂DMPA；及/或

所述整泡剂选自整泡剂10366；及/或

所述发泡剂选自发泡剂E166。

本发明还提供上述聚氨酯材料的制备方法。

具体技术方案为：

一种聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述聚酯多元醇、聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂、整泡剂、发泡剂和水混合均匀，得混合液；

将混合液于80-90℃下固化0.8-2h，即得。

本发明还提供一种闸机闸门。

具体技术方案为：

一种闸机闸门，包括门本体和嵌入所述门本体的骨架，所述门本体由上述聚氨酯材料制备而成，所述骨架的材料选自金属铝。

本发明还提供上述闸机闸门的制备方法。

具体技术方案为：

一种闸机闸门的制备方法，包括以下步骤：

将所述聚醚多元醇、聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂、整泡剂、发泡剂和水混合均匀，得混合液；

将所述骨架放置于闸机闸门模具；

将所述混合液注入至所述放置有骨架的闸机闸门模具中，于80-90℃下固化0.8-2h，脱模即得。

与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：

上述闸机闸门用聚氨酯材料，优选了特定的聚酯多元醇搭配特定的聚合物多元醇，与现有的闸机闸门用PU材料相比，上述聚氨酯材料密度大，具有较好的抗撕裂强度，韧性为市场上的PU材料韧性的3-6倍，并具有良好的耐磨性，可用于人流较高的环境中，且不会遇冷变硬，适用于低温环境下长期使用。

进一步地，由于上述闸机闸门用聚氨酯材料制备成门本体后，聚氨酯材料密度较大，门本体的重量偏高，应用于闸机闸门领域时，选择铝材料的金属骨架，有利于减少整个闸门的重量，从而降低闸门电机的功率，减少能耗。

附图说明

图1为本发明实施例1中的闸机闸门结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下具体实施方式中，所有原料均来源于市售。

聚酯多元醇JF-P-6333购自：浙江华峰新材料股份有限公司。

聚合物多元醇2140购自：浙江华峰新材料股份有限公司。

异氰酸酯3400购自：广州东成吉昌新材料有限公司。

扩链剂EG购自：广州东成吉昌新材料有限公司。

交联剂DMPA购自：广州东成吉昌新材料有限公司。

整泡剂10366购自：广州东成吉昌新材料有限公司

发泡剂E166购自：广州东成吉昌新材料有限公司。

聚醚多元醇330购自：广州东成吉昌新材料有限公司。

聚合物多元醇3630购自：广州东成吉昌新材料有限公司。

实施例1

本实施例提供一种闸机闸门及其制备方法，包括以下步骤：

称取聚酯多元醇JF-P-6333：40.1％、聚合物多元醇2140：24％、异氰酸酯3400：31.33％、扩链剂EG：2％、交联剂DMPA：0.39％、整泡剂10366：0.2％、发泡剂E166：1.9％和水0.08％。

将上述原料混合，得混合液。

制备闸门骨架：以金属铝为原料制备闸机闸门骨架，骨架的结构如图1所示。

将金属铝骨架置于闸机闸门模具中。

再将混合液注入至上述闸机闸门模具中，于85℃下固化1h，脱模即得。

实施例2

本实施例提供一种闸机闸门及其制备方法，包括以下步骤：

称取聚酯多元醇JF-P-6333：45％、聚合物多元醇2140：20％、异氰酸酯3400：30.43％、扩链剂EG：2％、交联剂DMPA：0.39％、整泡剂10366：0.2％、发泡剂E166：1.9％和水0.08％。

将上述原料混合，得混合液。

制备闸门骨架：以金属铝为原料制备闸机闸门骨架，骨架的结构如图1所示。

将金属铝骨架置于闸机闸门模具中。

再将混合液注入至上述闸机闸门模具中，于85℃下固化1h，脱模即得。

实施例3

本实施例提供一种闸机闸门及其制备方法，包括以下步骤：

称取聚酯多元醇JF-P-6333：30％、聚合物多元醇2140：35％、异氰酸酯3400：30.43％、扩链剂EG：2％、交联剂DMPA：0.39％、整泡剂10366：0.2％、发泡剂E166：1.9％和水0.08％。

将上述原料混合，得混合液。

制备闸门骨架：以金属铝为原料制备闸机闸门骨架，骨架的结构如图1所示。

将金属铝骨架置于闸机闸门模具中。

再将混合液注入至上述闸机闸门模具中，于85℃下固化1h，脱模即得。

实施例4

本对比例提供一种闸机闸门及其制备方法，包括以下步骤：

称取聚酯多元醇JF-P-6333：40.1％、聚合物多元醇3630：24％、异氰酸酯3400：31.33％、扩链剂EG：2％、交联剂DMPA：0.39％、整泡剂10366：0.2％、发泡剂E166：1.9％和水0.08％。

将上述原料混合，得混合液。

制备闸门骨架：以金属铝为原料制备闸机闸门骨架，骨架的结构如图1所示。

将金属铝骨架置于闸机闸门模具中。

再将混合液注入至上述闸机闸门模具中，于85℃下固化1h，脱模即得。

对比例1

本对比例提供一种闸机闸门及其制备方法，包括以下步骤：

称取聚醚多元醇330：40.1％、聚合物多元醇3630：24％、异氰酸酯3400：31.33％、扩链剂EG：2％、交联剂DEOA：0.39％、整泡剂10366：0.2％、发泡剂E166：1.9％和水：0.08％。

将上述原料混合，得混合液。

制备闸门骨架：以金属铁为原料制备闸机闸门骨架，骨架的结构如图1所示。

将金属铁骨架置于闸机闸门模具中。

再将混合液注入至上述闸机闸门模具中，于85℃下固化20分钟，脱模即得。

对比例2

本对比例提供一种闸机闸门及其制备方法，包括以下步骤：

称取聚醚多元醇330：40.1％、聚合物多元醇2140：24％、异氰酸酯3400：31.33％、扩链剂EG：2％、交联剂DMPA：0.39％、整泡剂10366：0.2％、发泡剂E166：1.9％和水0.08％。

将上述原料混合，得混合液。

制备闸门骨架：以金属铝为原料制备闸机闸门骨架，骨架的结构如图1所示。

将金属铝骨架置于闸机闸门模具中。

再将混合液注入至上述闸机闸门模具中，于85℃下固化1h，脱模即得。

性能测试1

取实施例1-4和对比例1-2闸机闸门，由第三方检测机构对聚氨酯材料进行性能测试。结果如表1所示。

拉伸强度和断裂伸长率检测标准：GB6037-1985硫化橡胶高温拉伸强度和断裂伸长率的测定。

抗撕裂强度检测标准：GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定。

耐磨性检测标准：GB/T9867-2008硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)

密度测试标准：GB/T 6343-95泡沫塑料和橡胶表观(体积)密度的测定。

表1

由上表可知，实施例1-3的聚氨酯材料的抗撕裂强度高，韧性好，并且磨损量较低，具有良好的耐磨性。

实施例4的聚氨酯材料各项性能稍逊，说明选择原料中聚合物多元醇的种类不同，对聚氨酯材料的性能影响较大。

对比例1中的聚氨酯材料抗撕裂强度和拉伸强度相对较低，韧性差，耐磨性差，说明对比例1的聚氨酯材料在闸机闸门中的应用有一定的缺陷性。

对比例2中的聚氨酯材料抗撕裂强度、拉伸强度和耐磨性相对较差，说明以聚醚多元醇和聚合物多元醇2140为原料，制备的聚氨酯材料的性能不如实施例1-3的聚氨酯材料的性能好，选择原料聚酯多元醇，可以提高聚氨酯材料的性能。

性能测试2

取实施例1-4和对比例1-2的闸机闸门，测试其常温下的硬度，在于5℃下放置，分别测试其放置10天和放置30天后的硬度，结果如表2所示。

表面硬度测试标准：GB/T 2411-89塑料邵氏硬度实验方法。

表2

	常温硬度(邵氏D)	5℃下10天(邵氏D)	5℃下30天(邵氏D)
				实施例1	78	78	78
实施例2	76	76	76
				实施例3	73	73	73
实施例4	73	83	87
				对比例1	74	90	97
对比例2	75	84	89

由上表可知，实施例1-3制备而得的闸机闸门不会遇冷变硬，适用的温度范围广，能在低温下长期使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚氨酯材料，其特征在于，包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇30-60%、聚合物多元醇15-35%、异氰酸酯20-45%、扩链剂1-10%、交联剂0.1-2%、整泡剂0.05-1%、发泡剂0.5-5%和水0.01-0.2%；

所述聚酯多元醇选自聚酯多元醇JF-P-6333；

所述聚合物多元醇选自聚合物多元醇2140。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇35-45%、聚合物多元醇20-30%、异氰酸酯25-35%、扩链剂1-5%、交联剂0.1-1%、整泡剂0.05-0.5%、发泡剂1-5%和水0.01-0.15%。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇40.1%、聚合物多元醇24%、异氰酸酯31.33%、扩链剂2%、交联剂0.39%、整泡剂0.2%、发泡剂1.9%和水0.08%。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇45%、聚合物多元醇20%、异氰酸酯30.43%、扩链剂2%、交联剂0.39%、整泡剂0.2%、发泡剂1.9%和水0.08%。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，包含以下重量份数的原料：

聚酯多元醇30%、聚合物多元醇35%、异氰酸酯30.43%、扩链剂2%、交联剂0.39%、整泡剂0.2%、发泡剂1.9%和水0.08%。

6.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述异氰酸酯选自异氰酸酯3400。

7.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述扩链剂选自扩链剂EG；及/或

所述交联剂选自交联剂DMPA；及/或

所述整泡剂选自整泡剂10366；及/或

所述发泡剂选自发泡剂E166。

8.一种聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述聚酯多元醇、聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂、整泡剂、发泡剂和水混合均匀，得混合液；

将混合液于80-90℃下固化0.8-2h，即得；

所述聚酯多元醇的重量份数为30-60%、聚合物多元醇的重量份数为15-35%、异氰酸酯的重量份数为20-45%、扩链剂的重量份数为1-10%、交联剂的重量份数为0.1-2%、整泡剂的重量份数为0.05-1%、发泡剂的重量份数为0.5-5%、水的重量份数为0.01-0.2%；

所述聚酯多元醇选自聚酯多元醇JF-P-6333；

所述聚合物多元醇选自聚合物多元醇2140。

9.一种闸机闸门，其特征在于，包括门本体和嵌入所述门本体的骨架，所述门本体由权利要求1-7任一项所述的聚氨酯材料制备而成，所述骨架的材料选自金属铝。

10.一种权利要求9所述的闸机闸门的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述聚酯多元醇、聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂、整泡剂、发泡剂和水混合均匀，得混合液；

将所述骨架放置于闸机闸门模具；

将所述混合液注入至所述放置有骨架的闸机闸门模具中，于80-90℃下固化0.8-2h，脱模即得。

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