一種聚氨酯環保噴射材料及其製備方法與流程
2023-10-17 11:34:09
本發明涉及除鏽環保材料領域，更具體地說涉及一種聚氨酯環保噴射材料及其製備方法，該材料主要應用於金屬結構件表面處理，廢汙水處理行業的金屬除鏽作業使用，有較強的除鏽、除汙、除新舊油漆打磨的能力，並可反覆循環使用，是一種較實用的環保噴射材料。
背景技術：
現在國內除鏽行業現狀，絕大部分的作業單位所採用的噴射材料都是直接使用磨料或銅礦渣，河砂等，對金屬物體除鏽，使用的磨料浪費嚴重，作業的粉塵極大，尤其是野處作業更時煙塵滾滾，對環境、空氣、河流水資源造成極大的汙染，而且使用的磨料粒徑較小，難於實現野外回收工作，更帶來了環境二次汙染，磨料剛性較強，噴射時對作業面反彈力度大，容易傷及施工人員，在噴射作業的同時，整過作業區域大部分的工種，工序都要停工，等待除鏽後才能後續其它工作，不能做到除鏽的同時其它工種，因此浪費了大量的寶貴時間，人力資源及大量資金。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題在於，針對現有技術上述缺陷，提供一種聚氨酯環保噴射材料及其製作方法，該聚氨酯環保噴射材料為耐油汙，耐水解，耐鹼，耐酸，而且富有輕彈力性，柔韌性，耐磨擦性 的聚氨酯環保噴射材料，在噴砂除鏽使用過程中粉塵極低，而且有較強的除鏽、除汙、除新舊油漆、打磨的能力，並可反覆循環使用，本材料具有較彈性對作業面起到緩衝作用，反彈力度較弱，反彈範圍較小，對作業人員有較好的保護，本材料對各種不同的金屬材質的除鏽效果能達到所需的清潔度和粗糙度的標準。本聚氨酯環保噴射材料還適用於國防工業、航天工業、造船工業、發電廠等企業塗裝前的金屬除鏽、除腐作業，也可作清除或降低金屬疲勞作業。是目前國家提倡的綠色概念，實現了低汙染、低排放的綠色環保材料。
本發明的聚氨酯環保噴射材料尤其在斷裂伸長率、撕裂強度、回彈性等性能上具有優異的突出效果。具體為聚氨酯環保噴射材料的斷裂伸長率均大於180％，撕裂強度均大於12N/nm，回彈性均大於30％。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：提供一種聚氨酯環保噴射材料，由如下重量份數的組分製備而成：
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，由如下重量份數的組分製備而成：
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，由如下重量份數的組分製備而成：
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，所述聚醚多元醇為萬華化學集團股份有限公司生產的聚醚多元醇、紅寶麗集團股份有限公司生產的聚醚多元醇、國都化工有限公司生產的聚醚多元醇、東莞市宏強化工有限公司生產的聚醚多元醇、佳化化學股份有限公司生產的聚醚多元醇、山東一諾威聚氨酯股份有限公司生產的聚醚多元醇中的一種。
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，所述磨料為玻璃珠、玻璃砂、白剛玉、棕剛玉、黑剛玉、碳化矽、氧化鋁砂、玉米芯粒、尼龍砂、金剛砂、陶瓷砂、核桃粒、不鏽鋼丸、石榴石、鑄鋼砂中的一種或兩種以上，所述磨料的平均粒徑為50-1000um。
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，所述偶聯劑為矽烷類偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種；抗靜電劑為烷基磺酸鈉、乙氧基月桂酷胺、甘油-硬脂酸酯中的一種；所述穩定劑為鈣/鋅複合穩定劑、鋇/鋅複合穩定劑、鋇/鋅複合穩定劑的一種；所述催化劑為辛酸亞錫。
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二正辛酯、鄰苯二甲酸丁苄酯、鄰苯二甲酸二仲辛酯、鄰苯二甲酸二環己酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯中的一種。
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料，其中，所述防黴劑為苯酚、五氯酚、油酸苯基汞、8-羥基喹啉銅、氯化三乙、三丁基錫中的一種； 所述顏料為鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃、鐵藍、藤黃、茜素紅、靛青中的一種。
本發明還提供一種如上述的聚氨酯環保射材料的製備方法，包括如下步驟：
(1)將上述配方量的聚醚多元醇，二苯甲烷，異氰酸酯，乙二醇、純淨水、磨料、偶聯劑、拉力劑、防靜電劑、催化劑、增塑劑、防黴劑、顏料分成三組份，甲組份為聚醚多元醇、乙二醇、純淨水、偶聯劑、拉力劑、防靜電劑、催化劑、增塑劑、防黴劑和顏料；乙組份為二苯甲烷和異氰酸酯；丙組份為磨料；
(2)首先將配方量的甲組份放入反應容器中，並以每分鐘1500-3000轉的速度攪拌10-30分鐘；然後將配方量的丙組份加入至反應容器中，並以每分鐘1500-3000轉的速度攪拌10-15分鐘，再後把配方量的乙組份加入至反應容器中，並以每分鐘2000-3500轉的速度攪拌2-6秒；繼而將反應容器中的混合液放入預製的模具中，在常溫條件下發泡成型，待固化後脫模得到製品，在常溫條件下熟化四天或100-120℃的自動恆溫設備中熟化2-3小時；
(3)將步驟(2)得到的製品切塊或粉碎至粒徑為1～8mm的粒狀產品即可。
本發明所述的聚氨酯環保噴射材料的製備方法，其中，所述步驟(2)中反應容器的溫度控制在35-65℃。
實施本發明的聚氨酯環保噴射材料及其製備方法，具有以下有益效果：
(1)本發明的聚氨酯環保噴射材料為耐油汙，耐水解，耐鹼，耐酸，而且富有輕彈力性，柔韌性，耐磨擦性的聚氨酯環保噴射材料，在噴砂除鏽使用過程中粉塵極低，而且有較強的除鏽、除汙、除新舊油漆、打磨的能力，並可反覆循環使用，本材料具有較彈性對作業面起到緩衝作用，反彈力度較弱，反彈範圍較小，對作業人員有較好的保護，本材料對各種不同的金屬材質的除鏽效果能達到所需的清潔度和粗糙度的標準。本聚氨酯環保噴射材料還適用於國防工業、航天工業、造船工業、發電廠等企業塗裝前的金屬除鏽、除腐作業，也可作清除或降低金屬疲勞作業。是目前國家提倡的綠色概念，實現了低汙染、低排放的綠色環保材料。
(2)本發明的聚氨酯環保噴射材料尤其在斷裂伸長率、撕裂強度、回彈性等性能上具有優異的突出效果。具體為聚氨酯噴射砂的斷裂伸長率均大於180％，撕裂強度均大於12N/nm，回彈性均大於30％。
具體實施方式
下面，結合具體實施方式，對本發明做進一步描述：
本發明的一種聚氨酯環保噴射材料，由如下重量份數的組分製備而成：
優選地，所述的聚氨酯環保噴射材料，由如下重量份數的組分製備而成：
進一步優選地，所述的聚氨酯環保噴射材料，由如下重量份數的組分製備而成：
其中，所述聚醚多元醇為萬華化學集團股份有限公司生產的聚醚多元醇、紅寶麗集團股份有限公司生產的聚醚多元醇、國都化工有限公司生產的聚醚多元醇、東莞市宏強化工有限公司生產的聚醚多元醇、佳化化學股份有限公司生產的聚醚多元醇、山東一諾威聚氨酯股份有限公司生產的聚醚多元醇中的一種。
所述磨料為玻璃珠、玻璃砂、白剛玉、棕剛玉、黑剛玉、碳化矽、氧化鋁砂、玉米芯粒、尼龍砂、金剛砂、陶瓷砂、核桃粒、不鏽鋼丸、石榴石、鑄鋼砂中的一種或兩種以上，所述磨料的平均粒徑為50-1000um。優選地，磨料的平均粒徑為50-200um。
所述偶聯劑包括矽烷偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑，矽烷偶聯劑的通式為RSiX3，式中R代表氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基及甲基丙烯醯氧基等基團，這些基團和不同的基體樹脂均具有較強的反應能力，X代表能夠水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基等)。優選地，矽烷偶聯劑選自常用型號為KH560、KH570、KH792、DL602、DL171中的一種。鋁酸酯偶聯劑優選自型號為SG-Al821(二硬脂醯氧異丙基鋁酸酯)、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF、防沉降性鋁酸酯ASA中的一種。
所述拉力劑為鵬宇化工有限公司生產的拉力劑或山東恆鑫化工科技有限公司生產的拉力劑或者泰安市泉鑫化工科技有限公司生產的型號為xq-124的拉力劑。本發明的拉力劑的化學成分為多元高分子共聚樹脂，分子量為500-500000，粘度：400-600mpa.s，提高噴射材料的均勻度，平滑度，不透明度，白度和灰分，各種填料留著率提高30％，強度提高20％以上。該拉力劑可以和羥基產生強的分子間相互作用及氫鍵結合，且能貫徹至整個噴射材料體系中進行物理纏繞結晶和吸附，起到補強作用，各項物理指標均有不同程度提高。該拉力劑同時也是高效分散劑，能使漿中聚醯胺分布更均勻，導致聚醯胺與聚醯胺之間以及聚醯胺與磨料之間結合增加，從而提高斷裂伸長率、撕裂強度、回彈性等性能。
抗靜電劑為烷基磺酸鈉、乙氧基月桂酷胺、甘油一硬脂酸酯中的一種。
所述穩定劑為鈣/鋅複合穩定劑、鋇/鋅複合穩定劑、鋇/鋅複合穩定劑的一種，優選為鋇/鋅複合穩定劑。
所述催化劑為辛酸亞錫。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP或DnOP)、鄰苯二甲酸丁苄酯(BBP)、鄰苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、鄰苯二甲酸二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)中的一種。
所述防黴劑為苯酚、五氯酚、油酸苯基汞、8-羥基喹啉銅、氯化三乙、三丁基錫中的一種。
所述顏料為鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃、鐵藍、藤黃、茜素紅、靛青中的一種。
實施例1-15
下面，分別按下表1中的配比秤取原料，按照如下製備方法的步驟進行製備，不同之處在於所添加的原料配比不同，製備產品，具體詳見表1-3：
其中表1-3中所述聚醚多元醇為萬華化學集團股份有限公司生產的聚醚多元醇。所述磨料為玻璃砂與細砂按重量比1:4混合而成的玻璃珠、細砂混合物。所述磨料的平均粒徑為50-200um；偶聯劑為γ―氨丙基三乙氧基矽烷(KH650)，拉力劑為泰安市泉鑫化工科技有限公司生產的型號為xq-124的拉力劑。抗靜電劑為烷基磺酸鈉，穩定劑為鈣/鋅複合穩定劑，催化劑為辛酸亞錫T-9，增塑劑為鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)，防黴劑為苯酚，顏料為鈦白。
表1：實施例1-5原料配比表
表2：實施例6-10原料配比表
表3：實施例11-15原料配比表
聚氨酯環保噴射材料的製備方法，包括如下步驟：
(1)將上述配方量的聚醚多元醇，二苯甲烷，異氰酸酯，乙二醇、純淨水、磨料、偶聯劑、拉力劑、防靜電劑、催化劑、增塑劑、防黴劑、顏料分成三組份，甲組份為聚醚多元醇、乙二醇、純淨水、偶聯劑、拉力劑、防靜電劑、催化劑、增塑劑、防黴劑和顏料；乙組份為二苯甲烷和異氰酸酯；丙組份為磨料；
(2)首先將配方量的甲組份放入反應容器中，並以每分鐘1500-3000轉的速度攪拌10-30分鐘；然後將配方量的丙組份加入至反應容器中，並以每分鐘1500-3000轉的速度攪拌10-15分鐘，再後把配方量的乙組份加入至反應容器中，並以每分鐘2000-3500轉的速度攪拌2-6秒；繼而將反應容器中的混合液放入預製的模具中，在常溫條件下發泡成型，待固化後脫模得到製品，在常溫條件下熟化四天或100-120℃的自動恆溫設備中熟化2-3小時；控制反應容器的溫度控制在35-65℃。
(3)將步驟(2)得到的製品切塊或粉碎至粒徑為1～8mm的粒狀產品即可。
下面，取實施例1-15製得的聚氨酯環保噴射材料，對其斷裂伸長率、撕裂強度、回彈性等性能進行檢測，測試結果見表4。
其中，斷裂伸長率參照GB/T 4472-2011中的4.3.3的規定進行測定，撕裂強度參照GB/T 528-2009中撕裂強度的規定進行測定，回彈性參照SH/T 0768的規定進行檢測。
表4實施例1-15產品性能測試結果：
由上表中數據可以看出，由於本發明的實施例1-15的產品由多種原料經反應製備而成，尤其對產品的斷裂伸長率、撕裂強度、回彈 性等性能產生優異的效果，具體為聚氨酯噴射砂的斷裂伸長率均大於180％，撕裂強度均大於12N/nm，回彈性均大於30％。其中，實施例8的斷裂伸長率、撕裂強度、回彈性等性能最優，可以看出，採用本發明方案中的原料配比製得聚氨酯環保噴射材料的其斷裂伸長率、撕裂強度、回彈性等性能優異。
對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。