梅花形彈性元件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，涉及一種梅花形彈性元件及其制備方法，具體涉及一 種反應(yīng)注射尼龍梅花形彈性元件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，梅花形彈性元件主要分為聚氨酯彈性體元件和鑄型尼龍彈性體元件兩大 類?，F(xiàn)有的聯(lián)軸器梅花形彈性元件主要由聚氨酯橡膠構(gòu)成，其傳遞扭矩小，在交變頻繁的場 合，由于反復(fù)的壓縮與回彈，內(nèi)部易生熱并由于熱量的積累使得其壽命受到影響，在使用過 程中更換頻繁，其使用壽命約為20~30天，特別是在低轉(zhuǎn)速、高扭矩、頻繁交變的場合下容 易出現(xiàn)由于熱量積累而導(dǎo)致彈性體鼓球破碎，引起事故發(fā)生。而鑄型尼龍彈性體的成型周 期長，材料的抗沖擊性能受到限制，且低溫脆性和長時間耐熱溫度低等缺點也在一定程度 上限制了它的推廣應(yīng)用。因此，如何提高梅花形彈性元件的性能和使用壽命成為本領(lǐng)域技 術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低溫韌性優(yōu)異、耐磨 性和抗沖擊性好、壽命長的梅花形彈性元件，還提供一種工藝簡單、成型周期短、生產(chǎn)成本 低的梅花形彈性元件的制備方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種梅花形彈性元件，所述梅花形彈性元件主要由內(nèi)酰胺、催化劑和嵌段預(yù)聚物 通過反應(yīng)注射成型方法制備得到，其中，按重量份計，所述內(nèi)酰胺為100份，所述催化劑為 0. 1~15份，所述嵌段預(yù)聚物為1~40份。
[0006] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，所述內(nèi)酰胺包括己內(nèi)酰胺和/或十二內(nèi)酰胺。
[0007] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，所述催化劑為己內(nèi)酰胺鹽或格氏試劑。
[0008] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，所述己內(nèi)酰胺鹽為己內(nèi)酰胺鈉或己內(nèi)酰胺鉀； 所述格氏試劑為己內(nèi)酰胺溴化鎂或乙基溴化鎂。
[0009] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，所述嵌段預(yù)聚物是由化合物A與化合物B反應(yīng) 制備得到，所述化合物A為多元醇，所述化合物B為異氰酸酯或具有酰亞胺結(jié)構(gòu)的內(nèi)酰胺； 所述嵌段預(yù)聚物的數(shù)均分子量為1000~30000。
[0010] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，當所述嵌段預(yù)聚物是由多元醇與異氰酸酯反 應(yīng)制備時，多元醇所含羥基與異氰酸酯所含NCO基團的物質(zhì)的量之比為1 : 0.1~2; [0011] 當所述嵌段預(yù)聚物是由多元醇與具有酰亞胺結(jié)構(gòu)的內(nèi)酰胺反應(yīng)制備時，多元醇所 含羥基與具有酰亞胺結(jié)構(gòu)的內(nèi)酰胺所含酰亞胺基團的物質(zhì)的量之比為1 : 0.1~2。
[0012] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，所述多元醇包括丙二醇、丙三醇、丁二醇、聚乙 二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙三醇和季戊四醇中的一種或多種的組合。
[0013] 上述的梅花形彈性元件中，優(yōu)選的，所述異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷 二異氰酸酯、三苯甲烷三異氰酸酯和多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的一種或多種的組合； 所述具有酰亞胺結(jié)構(gòu)的內(nèi)酰胺包括己二酰雙己內(nèi)酰胺、N-乙?；簝?nèi)酰胺、間苯二甲?；?己內(nèi)酰胺和N-苯甲酰基己內(nèi)酰胺中的一種或多種的組合。
[0014] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的梅花形彈性元件的制備方法， 包括以下步驟：
[0015] (1)按重量份計，稱取內(nèi)酰胺100份，催化劑0. 1~15份，嵌段預(yù)聚物1~40份；
[0016] (2)將催化劑與一部分內(nèi)酰胺加入第一反應(yīng)釜中，將另一部分內(nèi)酰胺與嵌段預(yù)聚 物加入第二反應(yīng)釜中，然后在氮氣保護下、在80°C~140°C范圍內(nèi)對第一反應(yīng)釜和第二反 應(yīng)釜進行加熱，使第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜中的物料熔融并穩(wěn)定；
[0017] (3)將第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜內(nèi)得到的活性料通過反應(yīng)注射成型機進行混合， 然后注射到梅花形彈性元件模具的模腔內(nèi)進行聚合，控制模具溫度為140°C~180°C，得到 梅花形彈性元件。
[0018] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟（2)中，加入第一反應(yīng)釜的內(nèi)酰胺與加入第 二反應(yīng)釜的內(nèi)酰胺的質(zhì)量比為1 : 1。
[0019] 上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟（2)中，所述穩(wěn)定的時間為IOmin~40min ; 所述步驟（3)中，所述聚合的時間為Imin~5min。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0021] 1.本發(fā)明的梅花形彈性元件具有優(yōu)異的低溫韌性，良好的耐磨性、抗沖擊性和抗 疲勞性，使用壽命長，生產(chǎn)成本低且性能可調(diào)。本發(fā)明的梅花形彈性元件主要由反應(yīng)注射尼 龍構(gòu)成，與聚氨酯彈性體相比，本發(fā)明主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：（1)強度高、傳遞工程扭矩大；(2) 特別適合交變頻繁的場合，不易發(fā)熱；（3)優(yōu)異的耐候、抗老化性能，使用壽命可長達5到10 年，有利于拓寬反應(yīng)尼龍在工程機械上的應(yīng)用。
[0022] 2.本發(fā)明的制備方法采用了反應(yīng)注射成型工藝，該工藝反應(yīng)速度快，工藝簡單，且 穩(wěn)定可控，可一次成型產(chǎn)品，且成型周期短，生產(chǎn)成本相對較低。本發(fā)明的梅花形彈性元件 由反應(yīng)注射尼龍構(gòu)成，由于采用的是陰離子聚合方法，反應(yīng)注射尼龍的分子量大，分子結(jié)構(gòu) 可調(diào)，在強度、剛度、耐磨性、蠕變等方面均具有顯著的優(yōu)勢，并且反應(yīng)注射尼龍有很好的耐 溫抗沖擊性，可廣泛應(yīng)用于汽車、工程機械行業(yè)。
【具體實施方式】
[0023] 以下結(jié)合具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的 保護范圍。
[0024] 實施例1
[0025] -種本發(fā)明的梅花形彈性元件，該梅花形彈性元件由100重量份內(nèi)酰胺、6重量份 催化劑和20重量份嵌段預(yù)聚物經(jīng)反應(yīng)注射成型方法制備得到。
[0026] 本實施例中，內(nèi)酰胺具體為己內(nèi)酰胺，催化劑具體為己內(nèi)酰胺溴化鎂。嵌段預(yù)聚物 是由聚丁二醇與甲苯二異氰酸酯經(jīng)聚合反應(yīng)制備得到，其中，聚丁二醇所含羥基與甲苯二 異氰酸酯所含NCO基團的物質(zhì)的量之比為1 : 1。該嵌段預(yù)聚物的數(shù)均分子量為8000。
[0027] -種上述本實施例的梅花形彈性元件的制備方法，包括以下步驟：
[0028] (1)按上述重量份稱取己內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺溴化鎂和和嵌段預(yù)聚物；
[0029] (2)將6份催化劑與50份己內(nèi)酰胺加入第一反應(yīng)釜，將另外50份己內(nèi)酰胺與20 份嵌段預(yù)聚物加入第二反應(yīng)釜，然后均在氮氣保護下、在IKTC溫度下對第一反應(yīng)釜和第二 反應(yīng)釜進行加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)的物料熔融，并于該溫度下穩(wěn)定20分鐘。
[0030] (3)將反應(yīng)注射成型機的噴嘴與梅花形彈性元件模具的注射口對接，第一反應(yīng)釜 和第二反應(yīng)釜內(nèi)得到的活性料經(jīng)反應(yīng)注射成型機的混合腔高速碰撞混合后注射到模具的 模腔內(nèi)，保持模具溫度為150°C，聚合2min后，停止加熱，打開模具，取出制品，得到梅花形 彈性元件。該梅花形彈性元件的性能測試見表1。
[0031] 本發(fā)明的梅花形彈性元件主要應(yīng)用于聯(lián)軸器，市場容量大，以中聯(lián)重科建筑起重 機為例，一年需求量在1萬件以上。
[0032] 實施例2
[0033] -種本發(fā)明的梅花形彈性元件，該梅花形彈性元件由100重量份內(nèi)酰胺（90份己 內(nèi)酰胺與10份十二內(nèi)酰胺）、8重量份催化劑和30重量份嵌段預(yù)聚物經(jīng)反應(yīng)注射成型方法 制備得到。
[0034]