[发明专利]一种自润滑高耐磨活塞密封体及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物材料领域，涉及一种自润滑高耐磨活塞密封体及其制备方法。具体地，本发明涉及一种可用于制备活塞密封体的组合物，由所述组合物制备的活塞密封体，以及制备所述活塞密封体的方法。本发明的活塞密封体可作为砼活塞密封体用于混凝土泵送设备。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，具体涉及一种可用于制备活塞密封体的组合物，由所述组合物制备的活塞密封体，以及制备活塞密封体的方法。所述活塞密封体可作为砼活塞密封体用于混凝土泵送设备。

背景技术

砼活塞密封体是混凝土泵车用的一种易损零部件，在混凝土的输送过程中起着密封腔体、提供压力等作用。由于输送混凝土介质坚硬且复杂、腔体压力大、密封性能要求高，需要砼活塞具有低摩擦系数、高耐磨的优异性能。

现用的组装式砼活塞密封体主要有橡胶材质和聚氨酯材质两种。橡胶砼活塞密封体采用耐油性能较好的丁腈橡胶为主体，添加补强剂、防老剂、增塑剂、硫化机等混炼热压而成。橡胶砼活塞密封体的耐磨性一般，强度较低，耐撕裂性能较差，因而使用较少。聚氨酯砼活塞密封体采用预聚体与扩链剂反应浇注固化成型。由于聚氨酯有较好的弹性和较高的硬度，价格适中，应用较为广泛，但由于其存在着摩擦系数大、耐磨性能较差等问题，导致使用寿命较短，需要频繁更换。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种自润滑高耐磨砼活塞密封体及其制备方法，解决现用的聚氨酯砼活塞摩擦系数大、耐磨性差等问题，使其具有良好的耐磨性能。本发明在密封体中加入经特殊处理的自润滑填料，实现砼活塞密封体自润滑，从而提高使用寿命，降低更换频率。

在一个方面，本申请提供了一种用于制备活塞密封体的组合物，以重量份数计，包括以下组分：100份聚氨酯预聚体、14～22份扩链剂、3～10份钠化的聚四氟乙烯粉、0.5～1份抗氧化剂、2～5份润滑填料。

本发明中，预聚体是指单体经初步聚合而成的物质，可以用在单体难于一次完全聚合成聚合物，或避免聚合物在加工成型中容易发生空洞和裂缝的场合。本发明使用聚氨酯预聚体作为制备活塞密封体的主要材料。

聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，是分子中含有一定量的氨基甲酸基的聚合物的总称。聚氨酯可由一元或多元有机异氰酸(例如甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))与多元醇化合物(例如聚醚多元醇或聚酯多元醇)相互作用而制得，形成的聚合物主链上含有许多重复的氨基甲酸基团。聚氨酯预聚体是多元有机异氰酸与多元醇控制一定比例反应而得的可反应性半成品。

在某些实施方案中，所述聚氨酯预聚体为聚酯型。

在某些实施方案中，所述聚氨酯预聚体选自LF T2060、LF T2090、LF T5037、LFT5042型号中的一种或几种。

在某些实施方案中，所述聚氨酯预聚体具有以下特征中的一个或多个：

游离TDI含量低于0.1wt％，例如为0.01wt％～0.05wt％；

异氰酸酯基(—NCO)含量为3.6％～6.0％，例如为3.8％～4.0％或4.0％～5.0％；

粘度为120～500cps，例如为120～150cps、200～300cps或400～500cps。

本发明中，扩链剂是指能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质，常用于提高聚氨酯、聚酯等产品的力学性能和工艺性能。在某些实施方案中，所使用的扩链剂为胺类扩链剂，例如3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(3,3,-dichloro-4,4,-diamino-diphenylmethane,MOCA)。

本发明中，钠化的聚四氟乙烯粉作为填料添加在聚氨酯中。钠化处理能够使聚四氟乙烯与密封体紧密结合，且分散均匀。

在某些实施方案中，所述钠化的聚四氟乙烯粉是经萘钠处理的聚四氟乙烯粉。