CN115340655B - 一种聚氨酯材质刮水条材料及其应用 - Google Patents

一种聚氨酯材质刮水条材料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯材质刮水条材料及其应用，涉及洗地机刮水条材料技术领域，特别涉及一种聚氨酯材料组合物的制备领域。该聚氨酯材质刮水条材料的组份包括多元醇组合物、异氰酸酯、扩链剂、改性纳米金属氧化物和功能性添加剂。其中，多元醇组合物包含聚醚多元醇、聚酯多元醇、烷羟基聚硅氧烷和端羟基聚丁二烯；功能性添加剂包含抗氧剂、银粉和紫外线吸收剂。经过上述组分的预聚体两步法工艺、硫化后得到的聚氨酯材质刮水胶条具有低硬度、高回弹性、防霉抗菌且耐黄变这些优点，同时也具有出色的耐磨性能和刮水工作性能，可应用于洗地机的刮水配件。

Description

一种聚氨酯材质刮水条材料及其应用
技术领域
本发明涉及洗地机刮水条材料技术领域，特别涉及一种聚氨酯材料组合物的制备领域。
背景技术
在现代生活快节奏的背景下，传统的人工拖把清洁地面方式效率偏低，成本偏高，对于工作人员来说也存在较大的体力劳动负担。而洗地机的清洁方式更加快速有效，尤其适合大面积硬质地面的清理，而且不需要工作人员付出过多的体力劳动。
洗地机又叫地面清洗机、洗地吸干机，通过机械代替人力的清洁。它在对硬质地面进行清洁的同时，还能够通过使用刮水胶条和吸水耙来处理掉清洁后产生的污水，其广泛应用于大型超市、商场、码头、机场、车间、仓库、学校、医院、饭店、卖场等具有广阔硬质地面的场所。刮水胶条作为刮水的部件，与硬质地面长时间的接触摩擦容易造成磨损，部分重油污的恶劣环境也容易使其霉变、黄变和裂解破损，而磨损后的刮水胶条直接降低了自身对硬质地面的刮水效果，甚至还会造成污水的残留，从而影响地面的清洁度。
目前,市场上的刮水条按材质可以分为橡胶和聚氨酯两大类。普通天然橡胶制成的刮水胶条弹性好，适用于商场、办公室等光滑的地面环境，价格也相对便宜，但是缺点是不耐油，磨损较快，最终会导致污水回收不彻底，且使用寿命较短。为了降低摩擦程度，增加刮水条的耐磨性，有文献公开对橡胶的改性方法，诸如浸渍、层压、将润滑剂和树脂进行揉合等物理处理，以及酸、碱、卤素等各种药物的化学处理。其中，卤素处理比较普遍，如氯化处理。然而，采用上述氯化处理可以降低初始摩擦系数，但长期使用会产生摩擦系数升高、滑动性变差的问题。另外，由具有饱和聚合物链结构的合成橡胶制备的刮水条，例如乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)，其表面由于饱和的聚合物链而不能通过卤化来硬化。
聚氨酯刮水条硬度低，具有耐撕裂、耐酸碱、耐油性、刮水性强、不易磨损等优异性能。其中，一些单组分的聚醚或聚酯型聚氨酯刮水条具有出色的机械强度和弹性、非常好的附着力和耐磨性以及从熔体中挤出的简单工艺，但在抗紫外线、耐黄变、耐候以及低温回弹性方面还有待改善。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明公开了一种低硬度、高回弹、刮水效果好的聚氨酯材质刮水条材料及其应用，技术方案如下：
该聚氨酯材质刮水条材料的原料包含多元醇组合物、多异氰酸酯组合物、扩链剂、改性纳米金属氧化物和功能性添加剂；其中，多元醇组合物包含聚醚多元醇、聚酯多元醇、烷羟基聚硅氧烷和端羟基聚丁二烯；扩链剂为1,4-丁二醇(BDO)或1,6-己二醇(HDO)；功能性添加剂包含抗氧剂、银粉和紫外线吸收剂。
作为本发明的进一步方案，所述聚醚多元醇为数均分子量在500-3000g/mol之间的聚氧化丙烯-聚氧化乙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)中的一种或几种。“xx-羟基的聚醚多元醇”应理解为是名义上的xx-羟基的聚醚多元醇。在实践中，由于多元醇合成过程中的各种副反应会导致羟基含量实际低于标称假定，因此标称羟值(羟基数目)有所偏离。聚醚多元醇作为聚氨酯刮水条材料中的“软段”单元，对刮水条材料的回弹性和耐水性能有主要影响，因为当聚氨酯弹性体的硬度接近时，聚醚软段比聚酯软段的回弹性高，其根本原因在于聚醚中的醚基空间位组小，分子链段柔软性好。而聚氧化丙烯-聚氧化乙烯二元醇和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)作为典型的聚醚二元醇，其链段相当柔软。本领域人员已知的是，随着软段相对分子质量提高，聚氨酯的回弹性也相应增加，其原因是随着相对分子量提高，分子的构象数目增多，分子链柔顺性增加。但相对分子量超过3000时，聚氨酯的回弹性与软段含量更直接相关，且过高的软段分子量容易造成聚氨酯刮水条的硬度和耐磨性降低。
作为本发明的进一步方案，所述聚酯多元醇制备方法如下：将反应釜抽真空并通入氮气，将邻苯二甲酸酐、二乙二醇、1,6-己二醇和三羟甲基丙烷以及催化剂依次投入反应釜中，其中，按重量份比计，邻苯二甲酸酐：二乙二醇：1，6-己二醇：三羟甲基丙烷＝51-54:10-25:12-25:10-20。开启搅拌并升温至140-150℃，并保温1-3h，除去熔融缩聚反应时产生的水分后，升温至170-180℃，保温6-10h，检测酸值低于3mg KOH/g时结束反应。本发明中的聚酯多元醇由二元酸酐、二元醇和多元醇在反应釜内的氮气氛围下经熔融缩聚而形成。本领域人员已知的是，反应釜内一直保持通氮气的状态，其主要作用有两个，一是排除反应体系中残留的氧气而避免颜色变深，另一方面也有利于带出反应产生的水分，从而促进聚合反应向预期的方向进行。另外，邻苯二甲酸酐由于有一定的结构刚性，提供硬的聚酯链段，使最终成品具有一定的硬度和耐磨性，二乙二醇、1,6-己二醇和三羟甲基丙烷的碳链较长，可以提供软的聚酯链段。这种软-硬嵌段的聚酯结构有利于形成聚氨酯的微相分离结构，提高材料的综合力学性能、协调模量和回弹性。此外，本领域人员已知的是，该缩聚反应所用催化剂一般为有机金属化合物，特别是锡，锌，铋，钛，锆，铝的有机金属化合物。例如有机羧酸的锡(II)盐，此类催化剂有乙酸锡(II)、辛酸锡(II)和月桂酸锡(II)，以及有机羧酸的二烷基锡(IV)盐，此类催化剂有二乙酸二丁基锡和二月桂酸二丁基锡。本发明所述聚酯多元醇的制备过程中使用的催化剂为单丁基氧化锡。
作为本发明的进一步方案，所述烷羟基聚硅氧烷的结构通式如下：
其中，n为5-20之间的整数，a+b为4-10之间的整数。
烷羟基聚硅氧烷的引入主要是为了进一步提高聚氨酯材质刮水条的抗紫外线、耐黄变、耐候以及低温回弹性能。聚硅氧烷中的硅-甲基结构增加了分子间距离，使大分子链易于发生沿作用力方向的取向，强化了软硬链段亚微观相分离，提高了材料聚集态状态结构规整度和拉伸强度，同时增大了拉伸伸长率。但是，当聚硅氧烷链段单元n值过大(超过20)，聚氨酯刮水条材料的机械性能，特别是拉伸强度显着受损，而且由于聚硅氧烷与聚醚/聚酯链段的进一步不相容，会导致微观相分离程度增大，聚氨酯刮水条材料的透明性将会受到影响。
所述的烷羟基聚硅氧烷可以直接从市场上购买相应规格的产品，如从康宁(Corning.Co)、瓦克化学(Wacker.Co)、崇耀科技等公司购买，也可以自制。本领域人员熟悉的是，自制方法一般为双端氢硅油在铂金催化剂作用下，与烯丙基聚醚发生硅氢-烷基化加成反应。
作为本发明的进一步方案，所述端羟基聚丁二烯(HTPB)的数据分子量为2000-4000g/mol。聚丁二烯作为软段结构单元引入到聚氨酯链段中，其拥有优秀的耐水解性、低温回弹性和耐腐蚀性，连同其他聚醚、聚酯和聚硅氧烷软段一起与多异氰酸酯硬段嵌段共聚，能够提高软段和硬段的热力学不相容性，形成两相自发微相分离的形态结构，使得聚氨酯材料的力学性能得到综合提升。所述的端羟基聚丁二烯可以直接从市场上购买相应规格的产品，如从黎明化工有限公司、德国ARCO、日本曹达株式会社等公司购买
作为本发明的进一步方案，所述异氰酸酯为脂肪族二异氰酸酯，更优选为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)。相对芳香族异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，HDI和IPDI有着更佳的回弹性和耐黄变性能。
作为本发明的进一步方案，所述改性纳米金属氧化物为硅烷偶联剂表面处理过的纳米SiO2或纳米Al2O3，添加量为总材料质量分数的0.5-2.0％。纳米金属氧化物是一种粒径微小但比表面积大的材料，将其添加到聚氨酯中可改善材料的热稳定性和耐老化性能，尤其是提高其耐磨性能。纳米SiO2或纳米Al2O3表面存在大量的活性基团羟基，可通过范德华力或者共价键与聚氨酯主体结构结合。但此类纳米粒子具有较高的比表面能，在聚氨酯中无法均匀分散，降低了混合体系的相容性，因此，需要通过例如表面改性等方式进一步提高纳米金属氧化物的分散性。
所述改性纳米金属氧化物的制备方法是：取纳米SiO2或纳米Al2O3烘干，冷却至室温后置于反应釜中，加入用无水乙醇稀释好的硅烷偶联剂溶液，超声分散搅拌后，取出干燥，得到表面改性的纳米金属氧化物。所述硅烷偶联剂优选为氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
作为本发明的进一步方案，所述功能性添加剂中，所述抗氧剂为常见市售产品，即抗氧剂1010。该抗氧剂为受阻酚类，与聚氨酯材质有很好的相容性，有效地减慢聚氨酯材质刮水条的氧化，从而提高耐黄变性能，本领域的技术人员熟知的是，抗氧剂添加量越高，耐黄变性能越好，但过量的抗氧剂对耐黄变性能无进一步改善，且增加原料成本和影响聚氨酯材质刮水条的力学性能，因此，本发明中所述抗氧剂添加量为0.1-0.5％。所述紫外线吸收剂为苯并***类1130紫外吸收剂和受阻胺类292光稳定剂组合物，添加量分别为总材料质量分数的0.5-2.0％和0.1-0.5％。1130紫外吸收剂是羟基苯基苯并三氮唑类紫外光吸收剂,与受阻胺类292光稳定剂(Hindered amines Lightstabilizer,HALS)共用。这些共用的协同剂，可显著提高聚氨酯材质刮水条的性能，防止其失光、开裂、起泡、脱落和变色。紫外线吸收剂可以直接从市场上购买相应规格的产品，如德国巴斯夫(BASF)的Tinuvin 1130与Tinuvin 292。所述银粉添加量为总材料质量分数的0.2-0.5％，其主要作用是抗菌、杀菌和/或耐久性增强活性。
作为本发明的进一步方案，所述聚氨酯材质刮水条材料的制备方法包括如下几个步骤：
(A)制备聚氨酯预聚体：按比例称取多元醇组合物，在100-110℃，-0.09～-0.1MPa负压下真空脱水，待水含量低于0.05％后，降温至70℃以下，加入异氰酸酯，升温至85-95℃反应，待异氰酸酯基(-NCO)含量到理论终点值后降温至60℃以下，并真空脱泡，得到聚氨酯预聚体封闭保存以备用。
(B)扩链和硫化：上述聚氨酯预聚体升温至80-85℃，加入改性纳米金属氧化物、抗氧剂、银粉和紫外线吸收剂搅拌均匀后，再加入计量的扩链剂后快速搅拌，真空脱泡后浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110-120℃加压硫化10-30min后脱模，并在100-120℃温度下硫化16-20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料。
作为本发明的进一步方案，本发明中所述的聚氨酯材质刮水条材料，具有低硬度、高回弹性、防霉抗菌且耐黄变的优点，同时也具备出色的耐磨性能和刮水工作性能，可应用于洗地机的刮水配件。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
聚醚多元醇、聚酯多元醇、烷羟基聚硅氧烷以及添加剂复配合成的聚氨酯材料刮水条既克服了天然橡胶材质的不耐油和磨损较快的缺点，也解决了普通单一组分聚氨酯材质的抗紫外线、耐黄变、耐候以及低温回弹性能不佳的问题，使得刮水条材料的力学性能得到综合提升。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。在以下具体实施例和对比例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。
以下示例性地说明实施例及对比例中使用的聚酯多元醇-1～6的制备方法，包含以下步骤：
1)将不锈钢反应釜抽真空，再充氮气，确保反应体系内无氧气；
2)在持续通入氮气的情况下，按照表1所示的各组分用量依次投入邻苯二甲酸酐、二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷和作为催化剂的单丁基氧化锡；
3)开启搅拌并升温至温度T1℃，并保温t1小时，分去反应过程产生的水。再升温至温度T2℃，并保温t2小时，检测酸值，当酸值低于3mg KOH/g时结束反应；其中，T1，t1，T2，t2的值见表2。
表.1聚酯多元醇1-6各组分的重量份数
表.2聚酯多元醇1-6的制备条件
制备条件 温度T1(℃) 时间t1(h) 温度T2(℃) 时间t2(h)
聚酯多元醇-1 150 1 170 10
聚酯多元醇-2 145 2 175 8
聚酯多元醇-3 140 3 180 6
聚酯多元醇-4 150 3 175 7
聚酯多元醇-5 150 2 170 8
聚酯多元醇-6 140 2 180 9
以下示例性地说明实施例及对比例中使用的聚氨酯预聚体-1～9的制备方法，包含以下步骤：
1)按照表3中给出的配方，将不同聚醚多元醇、聚酯多元醇、羟基聚丁二烯(HTPB)和烷羟基聚硅氧烷按照重量比投料混合，在100℃-0.09～-0.10MPa负压下真空脱水2h；
2)待水含量低于0.05％后，降温至70℃，加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，升温至85℃反应3h；
3)待异氰酸酯基(-NCO)含量到理论终点值后降温至60℃，并真空脱泡0.5h，得到聚氨酯预聚体1-9封闭保存以备用。
表.3聚氨酯预聚体-1～9的各组分情况
以下示例性地说明实施例及对比例中使用的改性纳米金属氧化物的制备方法，包含以下步骤：
取纳米SiO2或Al2O3在120℃下烘干，冷却至室温后置于反应釜中，加入用无水乙醇稀释好的硅烷偶联剂溶液，超声分散搅拌0.5h后，取出在鼓风干燥箱中60℃干燥，得到表面改性的纳米SiO2或Al2O3。
表4为各实施例及对比例中使用的金属氧化物种类和改性用硅烷偶联剂种类：
表.4各实施例中使用的金属氧化物及改性用的硅烷偶联剂
实施例1
将聚氨酯预聚体-1升温至85℃，加入占体系总量1.0％的改性纳米SiO2-1、0.1％的抗氧剂1010、0.3％的银粉、1.0％的Tinuvin 1130和0.1％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,4-丁二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.05)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化16h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-1。
实施例2
将聚氨酯预聚体-2升温至85℃，加入占体系总量0.5％的改性纳米Al2O3-2、0.3％的抗氧剂1010、0.5％的银粉、0.5％的Tinuvin1130和0.5％的Tinuvin292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,4-丁二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.03)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，100℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-2。
实施例3
将聚氨酯预聚体-3升温至85℃，加入占体系总量2.0％的改性纳米Al2O3-1、0.5％的抗氧剂1010、0.2％的银粉、2.0％的Tinuvin 1130和0.3％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.03)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化18h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-3。
实施例4
将聚氨酯预聚体-4升温至85℃，加入占体系总量1.5％的改性纳米SiO2-2、0.4％的抗氧剂1010、0.4％的银粉、1.0％的Tinuvin 1130和0.3％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.03)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化18h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-4。
实施例5
将聚氨酯预聚体-5升温至85℃，加入占体系总量0.8％的改性纳米Al2O3-1、0.3％的抗氧剂1010、0.3％的银粉、2.0％的Tinuvin 1130和0.5％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.03)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-5。
实施例6
将聚氨酯预聚体-6升温至85℃，加入占体系总量0.5％的改性纳米SiO2-2、0.3％的抗氧剂1010、0.3％的银粉、2.0％的Tinuvin 1130和0.5％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.05)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-6。
对比例1
将聚氨酯预聚体-7升温至85℃，加入占体系总量0.5％的改性纳米SiO2-1、0.3％的抗氧剂1010、0.3％的银粉、2.0％的Tinuvin 1130和0.5％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.05)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-7。
对比例2
将聚氨酯预聚体-8升温至85℃，加入占体系总量0.5％的改性纳米SiO2-1、0.3％的抗氧剂1010、0.3％的银粉、2.0％的Tinuvin 1130和0.5％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.05)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-8。
对比例3
将聚氨酯预聚体-9升温至85℃，加入占体系总量0.5％的改性纳米SiO2-1、0.3％的抗氧剂1010、0.3％的银粉、2.0％的Tinuvin 1130和0.5％的Tinuvin 292紫外线吸收剂搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.05)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-9。
对比例4
将聚氨酯预聚体-1升温至85℃，加入占体系总量0.5％的改性纳米SiO2-1和0.3％的银粉搅拌1h后，再加入计量的扩链剂1,6-己二醇(调整、控制异氰酸酯指数为1.05)后快速搅拌5min，真空脱泡2min，浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110℃加压硫化30min后脱模，并在100℃烘箱中硫化20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料-10。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
对以上实施例得到的样品在室温下放置熟化一周后测试样条的性能，测试条件如下：
硬度：邵氏硬度按照ISO 48-1994标准测试，测试仪器为北京时代之峰科技有限公司生产的TIME54420型邵氏硬度计，测试温度为25℃，湿度为46％，样品厚度为6mm；
500％模量和拉伸强度：试样的制备按照GB 1039规定进行，测试标准按照ASTMD412-98a(Die D)进行，测试仪器为美特斯工业***有限公司生产的CMT4303型电子万能拉伸试验机；
耐磨性：按照DIN-53516标准测试，样片最小厚度应为6mm，测试温度为23±2℃，湿度为40-50RH，测试仪器为NBS磨耗试验机；
回弹率：按照BS 903:part A8:1990标准测试，测试仪器为江都市实验机械厂生产的1121型橡胶冲击弹性试验机；
黄变程度：观察样品在阳光下暴晒2个月后的外观颜色变化。
上述实施例1-6和对比例1-4制备的聚氨酯材质刮水条材料，详细试验结果数据见表5。
表.5不同聚氨酯材质刮水条材料的性能测试
从以上数据可以看出，如果不添加聚酯多元醇或烷羟基聚硅氧烷或端羟基聚丁二烯或功能性添加剂(对比例1-4)，则材料的硬度、拉伸强度、耐磨性以及抗黄变性能会产生一定程度的减弱。而实施例1-6中所制备的聚氨酯材质刮水条材料，硬度均低于或等于邵氏硬度HA40，其500％模量均高于或等于2MPa，拉伸强度也不低于11MPa，这几种特性外加高于69％的回弹性可使刮水条在实际应用中实现更佳的刮水工作效果；其磨损率均在85mg/40M以下,这一出色的耐磨性能使得本申请保护的刮水条材料可以实现更长的使用时间。实施例中所制备的刮水条材料在经过两个月的暴晒之后，也都仅仅是轻微变黄，说明该材质的耐黄变性能也具有较大的提升。
综上可知，本发明提出的技术方案能够实现聚氨酯材质刮水条材料在硬度、耐磨性能、回弹性和耐黄变等方面的优化，使得其在实际应用中具有出色的刮水效果和耐用性。

Claims (6)

1.一种聚氨酯材质刮水条材料，其特征在于，所述聚氨酯材质刮水条材料的原料包含：多元醇组合物、异氰酸酯、扩链剂、改性纳米SiO2或改性纳米Al2O3和功能性添加剂，其中，所述多元醇组合物包含聚醚多元醇、聚酯多元醇、烷羟基聚硅氧烷和端羟基聚丁二烯；所述聚醚多元醇为数均分子量为500-3000g/mol的聚氧化丙烯-聚氧化乙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种；所述聚酯多元醇的制备步骤如下：将反应釜抽真空通氮气后，向其中投加邻苯二甲酸酐、二乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷和单丁基氧化锡，开启搅拌并升温至140-150℃，保温并除去反应过程产生的水，再升温至170-180℃，保温至反应液酸值低于3mgKOH/g时结束反应，其中，按重量份比计，邻苯二甲酸酐：二乙二醇：1,6-己二醇：三羟甲基丙烷=51-54:10-25:12-25:10-20；所述烷羟基聚硅氧烷的结构通式如下：
其中，n为5-20之间的整数，a+b为4-10之间的整数；
所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；
所述扩链剂为1,4-丁二醇或1,6-己二醇；所述功能性添加剂包含抗氧剂、银粉和紫外线吸收剂。
2.如权利要求1所述聚氨酯材质刮水条材料，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯的数均分子量为2000-4000g/mol。
3.如权利要求1所述聚氨酯材质刮水条材料，其特征在于，所述改性纳米SiO2或改性纳米Al2O3的添加量为材料总重量的0.5-2.0%，其制备方法是：取烘干后冷却至室温的纳米SiO2或纳米Al2O3置于反应釜中，加入用无水乙醇稀释好的硅烷偶联剂溶液，超声分散后干燥即得表面改性的纳米SiO2或纳米Al2O3；其中硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
4.如权利要求1所述聚氨酯材质刮水条材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010，添加量为材料总重量的0.1-0.5%；所述银粉添加量为材料总重量的0.2-0.5%；所述紫外线吸收剂为苯并***类1130紫外吸收剂和受阻胺类292光稳定剂组合物，添加量分别为材料总重量的0.5-2.0%和0.1-0.5%。
5.权利要求1-4中任意一项所述聚氨酯材质刮水条材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下几个步骤：
（A）制备聚氨酯预聚体：按比例称取多元醇组合物的各组分并混合，在100-110℃、-0.1~-0.09MPa条件下真空脱水，待水含量低于0.05%后，降温至70℃以下，加入异氰酸酯，升温至85-95℃反应，待异氰酸酯基含量到理论终点值后降温至60℃以下，并真空脱泡，得到聚氨酯预聚体封闭保存以备用；
（B）扩链和硫化：将上述聚氨酯预聚体升温至80-85℃，加入改性纳米金属氧化物、抗氧剂、银粉和紫外线吸收剂搅拌均匀后，再加入计量的扩链剂后快速搅拌，真空脱泡后浇筑到预热并涂有脱模剂的平板模具中，待达到凝胶点时，110-120℃加压硫化10-30min后脱模，并在100-120℃温度下硫化16-20h，即得到聚氨酯材质刮水条材料。
6.权利要求1-4中任意一项所述聚氨酯材质刮水条材料在洗地机的刮水配件中的应用。
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