[发明专利]一种用于修补传送带的聚氨酯弹性体胶水及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种用于修补传送带的聚氨酯弹性体胶水，包括A、B组分，所述A组分包括聚氨酯预聚物、溶剂、增塑剂、消泡剂、除水剂、色料，制备工艺包括S1，制备聚氨酯预聚物，S2，将合成的预聚物降温至45±5℃，投入溶剂、增塑剂、消泡剂、除水剂，色料搅拌均匀即得到A组分；S3，制作B组分。本发明，采用聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯合成聚氨酯预聚物，配以溶剂、增塑剂、消泡剂、偶联剂、除水剂等制备出A组份胶水，另外以扩链剂制备出B组份胶水。使用时，两组分在常温下搅拌混合即可使用，四十分钟左右后即可初始固化，48小时后基本可以投入使用。固化后的弹性体具备高硬度、高强度，因此耐磨损程度较高，同时还具备良好的弹性。

技术领域

本发明涉及胶水及其制备工艺技术领域，具体为一种用于修补传送带的聚氨酯弹性体胶水及其制备工艺。

背景技术

传送带广泛应用于水泥厂、发电厂、冶炼厂、矿山等生产制造企业。在长期使用过程中，传送带频繁经受磨损、冲击，很容易出现裂口甚至断裂等损伤。如果进行更换，则会造成很大的资源浪费，而且操作比较麻烦。为了尽快让传送带继续投入使用，通常采用修补的方法，如贴片补法、机械卡法等，但这些方法的修补效果一般不太理想。聚氨酯弹性体即聚氨酯橡胶，该产品属特种合成橡胶的一类，同时是一种典型的多嵌段共聚物材料，在其聚合物分子的主链内可见较多氨基甲酸酯基团。聚氨酯弹性体一般可通过加聚反应制备，其原材料包括有聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂等，同时需要少量助剂为原料。此外，聚氨酯弹性体不仅仅含有氨基甲酸酯基团，脲基、酯基、酰胺基等功能基团均可多见。故而，通过选用不同的原材料，可获得性能差异较大的弹性体。弹性体的模量一般介于普通橡胶与塑料之间，在硬度邵氏A10～邵氏D80范围内具有较高的强度，相比于传统橡胶，聚氨酯弹性体具有更高的弹性与拉伸强度，因此，在较宽的硬度范围内，其弹性也相对更高。聚氨酯的预聚体,简单地说是多异氰酸酯和多元醇控制一定比例反应而得的可反应性半成品。由于多异氰酸酯和多元醇种类繁多,反应配比各异,故可制成各种规格的预聚体。聚氨酯预聚体广泛地应用于聚氨酯胶粘剂、涂料、弹性体、泡沫和纤维等诸多领域。因此,预聚体技术在聚氨酯制品的研究和开发方面占有重要地位最常用的聚氨酯预聚体是端NCO聚氨酯预聚体。端NCO基的预聚体制备的一般方法是：先脱除低聚物多元醇(聚醚多元醇或聚酯多元醇等)所含的少量水分,然后在氮气的围下,边搅拌边将低聚物多元醇滴加到过量的多异氰酸酯中,并及时移走反应产生的热量,使反应温度控制在一定限度以内。有时根据反应的需要,可添加适当溶剂以调节体系的粘度,添加催化剂以控制预聚反应的速度。聚氨酯胶黏剂属于一种高弹性高聚物，微观结构显示其大分子是由低于室温的玻璃化温度软段和高于室温的玻璃化温度硬段构成。其中软段一般是由分子量小于4000的低聚物多羟基化合物组成，包括聚酯或聚醚多元醇，它构成了聚氨酯中的弹性部分。聚醚多羟基化合物拥有弹性较大、粘度较低的优点，其主要应用在反应型注射产品中，大分子链中含有的醚键重复单元使得其成为一种柔性高分子链，由于醚键不易与水发生反应，所以聚酯多羟基化合物也有着较好的柔顺性、疏水性与耐低温性。由聚酯多羟基化合物合成的聚氨酯一般比聚醚多羟基化合物合成的聚氨酯有较高的强度和硬度，热氧老化性能也比聚醚型的聚氨酯优良，但是它的疏水性和价格跟聚醚型的聚氨酯相比不具优势。同时酯键(-COO-)是极性键，可以与极性基材的表面反应从而提高了粘合力，而且由于极性键的内聚能大，所以抗热氧化性比醚型的好，键合强度、耐油性都比较好，但是酯键容易与水反应，所以水解稳定性不好。通常为了获得较高的粘结强度，一般使用聚酯多羟基化合物作为合成聚氨酯胶黏剂软段。聚氨酯胶黏剂的固化粘结机理基本上是一致的，大都是利用体系中的异氰酸酯基团与空气中少量水分或是其他地方微量的活泼氢物质发生固化反应，生成了氨基基团或者是聚脲基团，因为氨基基团和脲基基团均为极性基团，极大的提升了胶黏剂与被粘接基材的粘合强度从而达到粘结的目的。其中，氨基基团(-NHCOO-)、脲基基团(-NHCONH-)形成聚氨酯结构分子中的具有非常高极性的刚性链节。修补胶用双组份聚氨酯在修补粘接过程中发生了固化反应，该过程中A组分内-NCO基团与活泼氢主要发生了扩链和交联反应。在室温条件下，-NCO基能够与-OH和-NH2等基团发生反应生成氨基甲酸酯键或脲键，当延长固化时间或升高固化温度时，-NCO基团会进一步与氨基甲酸酯键和脲键反应生成脲基甲酸酯键和缩二脲键。组分B主要作为胶粘剂和固化剂，只需适量加入，便可增加使胶粘剂的交联密度，同时拉伸强度和剥离强度均能够得到提高。增塑剂的适量加入，会降低料浆粘度，提高胶粘剂的粘接性能；橡胶表面处理剂的添加，特别是酸性物质的加入，可以活化橡胶表面，提高其表面分子的活性，对提高胶粘剂的剥离强度具有明显的效果。