CN101892014A

CN101892014A - 一种用于喷砂处理的弹性磨料

Info

Publication number: CN101892014A
Application number: CN 201010261370
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 张静; 李鑫茂
Original assignee: QINGDAO SHAMU INTERNATIONAL TRADE CO Ltd
Current assignee: QINGDAO SHAMU INTERNATIONAL TRADE CO Ltd
Priority date: 2010-08-24
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2010-11-24

Abstract

本发明公开了一种用于喷砂处理的弹性体磨料，其特征在于它包括刚性磨料和包覆于其外部的由多异氰酸酯、羟基化合物和／或氨基化合物组分反应生成的弹性泡沫；刚性磨料与弹性泡沫质量比是3∶1～12∶1；所述多异氰酸酯组分与羟基化合物和／或氨基化合物组分的质量比是0.1∶99.9～99.9∶0.1；所述羟基化合物和氨基化合物组分中还含有其他助剂和颜填料；所述弹性磨料破碎后的粒度是2～40目。本发明的优点是：具有一定的弹性，能够缓冲磨料对基材表面的冲击，提高表面清洁度，减少噪声和粉尘污染，可重复使用，经济效益和环境效益显著，能够在封闭空间以及要求严格控制环境及噪声污染的环境使用。

Description

一种用于喷砂处理的弹性磨料

技术领域

本发明涉及一种用于喷砂处理的磨料，具体地说是一种由刚性磨料和包覆于其外部的由多异氰酸酯、羟基化合物和／或氨基化合物和助剂反应生成的弹性泡沫组成的弹性磨料。

背景技术

喷砂处理广泛应用于金属除锈和混凝土表面处理等领域，现有工艺采用钢砂或钢玉等刚性磨料，通过压缩空气将其喷射到被处理表面获得所需的清洁度或粗糙度。刚性磨料在喷砂过程产生严重的粉尘和噪声，不仅污染环境，且磨料损耗大。尽管人们陆续发明了湿法喷砂、水喷砂、旋转轮式机械喷砂和真空机械喷砂等基材处理方法，但是上述方法未解决根本问题，而且还造成基材潮湿、设备复杂、冷却水污染等新问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于喷砂处理的弹性磨料，克服传统喷砂时磨料破碎、粉尘飞扬和噪声刺耳等现象，从而改善喷砂作业的环境，提高磨料重复利用率，减少材料损耗。

　一种用于喷砂处理的弹性磨料：其特征在于它包括刚性磨料和包覆于其外部的由多异氰酸酯、羟基化合物和／或氨基化合物组分反应生成的弹性泡沫；刚性磨料与弹性泡沫质量比是3∶1～12∶1，最好是4∶1～10∶1；所述多异氰酸酯组分与羟基化合物和／或氨基化合物组分的质量比是0.1∶99.9～99.9∶0.1，最好是1∶10～10∶1；所述弹性磨料破碎后的粒度是2~40目，最好是3~20目。

所述的刚性磨料是石英砂、钢砂、铜矿砂、钢丸、铁砂、海砂中的一种，但不局限于这些。且其规格和形状可以根据被处理基材表面需达到的效果进行选择，刚性磨料的粒度在8~400目之间。

所述多异氰酸酯是包含异氰酸酯原子团(—NCO)化合物，多异氰酸酯的官能度为1～2.6，最好是二异氰酸酯或三异氰酸酯，可以是芳香族或脂肪族异氰酸酯。所述多异氰酸酯具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但并不局限于这些：甲苯二异氰酸酯（TDI）、TDI 2,4-与2,6-异构体80:20的混合物（TDI-80/20）、TDI 2,4-与2,6-异构体65:35的混合物（TDI-65/35）、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）、多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）、液化型二苯甲烷二异氰酸酯（LMDI）、氨基甲酸酯改性二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、苯二亚甲基异氰酸酯（XDI）、环己烷二亚甲基二异氰酸酯（H₆XDI）、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（H₁₂MDI）、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）等。

所述羟基化合物的结构式是：X(OH)_n，其中X代表对异氰酸酯基惰性的有机基团，n≥1。具体实施例中，X代表烃类基团，n的数值是从2到4。所述的羟基化合物具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：聚氧化丙烯醚多元醇（PPG）、聚四氢呋喃多元醇（PTMG）、聚丁二烯多元醇（HTPB）、聚ε-己内酯多元醇（PCL）、甘油聚醚、蓖麻油或它们的混合物中的一种或几种。如美国Du Pont公司的PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000、PTMG-2900，德国BASF公司的POLY THF 250、POLY THF 650、POLY THF 1000，美国UCC公司的Niax Polyol-D510、Niax Polyol-D520、Niax Polyol-D540，高桥石化公司化工三厂的GMN-3050等。

所述的氨基化合物包括伯胺和仲胺，伯胺化合物的结构式是：X(NH₂)_n，仲胺化合物的结构式是X₂(NH)_n，其中X代表对异氰酸酯基惰性的有机基团，n≥1。所述氨基化合物具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷（MOCA）、二乙基甲苯二胺（DETDA）、3,5-二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）、N, N’-二烷基甲基二胺、N,N’-二烷基苯二胺、异佛尔酮二胺（IPDA）、4,4'-二仲丁氨基二苯甲烷（MBDA）、乙二胺、三亚乙基二胺（TEDA）、三乙胺（TEA）、1,2 -二氨基丙烷、2,5 -二氨基- 2,5 -二甲基己烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷、2,4 '-二氨基二环己基甲烷、1-氨基-3,3,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷、2,4-或2,6-二氨基甲苯、2,4 '-或4,4 '-二氨基联苯甲烷等。

为了调节弹性磨料的性能，本发明所述的弹性磨料的组成中也可包含用于传统泡沫材料的其他助剂和颜填料，具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：增塑剂、偶联剂、匀泡剂、稳定剂、催化剂、发泡剂、表面活性剂、抗氧化剂、分散剂、着色剂、抗沉降剂、紫外线稳定剂、颜料、填料等。其中偶联剂用于增加刚性磨料和弹性泡沫之间的粘结力，可以加入羟基化合物和／或氨基化合物组分中，先与树脂混合，也可以加入刚性磨料中，先与刚性磨料混合。

所述的增塑剂具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、碳酸丙酯（PC）、碳酸乙酯（EC）等。如美国Huntsman公司的碳酸丙酯Jeffsol^TMPC和碳酸乙酯（EC）等。

所述的稳定剂具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：硅油、有机硅泡沫稳定剂L-520，聚硅氧烷泡沫稳定剂SF-1034等。

所述的发泡剂具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：水、一氟三氯甲烷（CFC-11），液态CO₂，N-甲基吗啉，N-乙基吗啉，辛酸亚锡，油酸亚锡、二丁基锡，二氟一氯甲烷（HCFC-22），一氟二氯乙烷（HCFC-141b），二氟一氯乙烷（HCFC-142b），三氟乙烷（HFC-143a）等。

所述的偶联剂具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（KH602）、乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）等。偶联剂可以加入羟基化合物和／或氨基化合物组分中，先与树脂混合，也可以加入刚性磨料中，先与刚性磨料混合。若先将偶联剂加入树脂中混合，则偶联剂与树脂的质量比为0.1:99.9~1:2，最好是0.5:99.5~1:3，若先将偶联剂加入刚性磨料中混合，则偶联剂与刚性磨料的质量比为0.1:99.9~1:2，最好是0.5:99.5~1:3。

所述的颜填料具有代表性的例子包括下列中的一种或几种，但不局限于这些：碳酸钙、石英粉、玻璃微珠、钛白、锌钡白、锑白、硫化白、炭黑、钛黑、氧化镉（绿）、酞菁蓝、镉橙、镉黄、铁黄、锌铬黄、铁红、镉红、钼铬红等。

本发明的优点是：1）采用弹性体磨料，灰尘少、噪音小、对施工人员的伤害小，不妨碍工作区内其他工作的进行，并解决了普通喷砂不能在封闭空间作业的弊端； 2）弹性体部分能够缓冲磨料冲击在基材表面产生的撞击力，使得磨料可多次回收利用，减少材料损耗； 3）清洁度高、除锈效果好，能根据需要达到不同的清洁度、粗糙度和除锈等级，颜色多样，不同的颜色对应不同清洁度、粗糙度和除锈等级，便于用户选择。

具体实施方式

下面通过具体实施例来详细说明本发明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例中。

实施例1:

（a）配制由54.4份(质量份数，以下相同)聚四亚甲基二醇（PTMG-650），24.16份甲苯二异氰酸酯（TDI-80/20），2份水，1.6份一氟二氯乙烷（HCFC-141b），0.3份硅油，9.74份油酸亚锡，5.3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，1.1份有机硅泡沫稳定剂L-520，0.4份N-乙基吗啉和1份铁红组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂16份与40目的钢砂84份混合，搅拌均匀；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至3~10目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例2:

（a）配制由57.5份(质量份数，以下相同)聚氧化丙烯三醇（GMN-3050），37.3份甲苯二异氰酸酯（TDI-65/35），1.85份水，0.6份有机硅泡沫稳定剂L-520，0.4份N-乙基吗啉，0.35份辛酸亚锡和2份炭黑组成的树脂，搅拌均匀；（b）将1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷与99份40目的钢砂混合，搅拌均匀。（c）将步骤（a）配制的树脂13份与按步骤（b）制备的40目的钢砂87份混合，搅拌均匀；（d）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（e）将上述弹性体经破碎机破碎至2~18目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例3:

（a）配制由28.3份(质量份数，以下相同)聚四亚甲基二醇（PTMG-2900），25份聚四亚甲基二醇（PTMG-1000），36.5份甲苯二异氰酸酯（TDI-80/20），1.9份水，0.06份三乙胺（TEA），0.08份辛酸亚锡，0.07份N-乙基吗啉，0.09份三亚乙基二胺（TEDA），1份有机硅泡沫稳定剂L-520，1份4,4'-二仲丁氨基二苯甲烷、5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1份锌铬黄组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂12份与50目的钢砂88份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至4~12目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例4:

（a）配制由52份(质量份数，以下相同) 聚四亚甲基二醇（PTMG-2900），26份甲苯二异氰酸酯（TDI-80/20），1份水，0.14份辛酸亚锡，1份聚硅氧烷泡沫稳定剂SF-1034，12.36份碳酸丙酯（PC），5份碳酸乙酯（EC）和2.5份钼铬红组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂13份与120目的钢玉87份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至10~18目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例5:

（a）配制由44份(质量份数，以下相同)甘油聚醚，30份甲苯二异氰酸酯（TDI-65/35），1.7份水，1份一氟二氯乙烷（HFC-141b），0.3份三氟乙烷（HFC-143a），1.5份二丁基锡，7份邻苯二甲酸二丁酯（DBP），13份邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和1.5份镉黄组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂20份与25目的钢砂80份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至2~12目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例6:

（a）配制由47份(质量份数，以下相同) 聚四氢呋喃多元醇（PTMG-2000），31.14份甲苯二异氰酸酯（TDI-65/35），2份水，2.5份一氟二氯乙烷（HFC-141b），0.15份N-甲基吗啉， 10份碳酸丙酯（PC），5份碳酸乙酯（EC）和2.21份酞菁组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂15份与50目的钢砂85份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至2~14目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例7:

（a）配制由47.2份(质量份数，以下相同) 聚四氢呋喃多元醇（PTMG-2900），27.1份甲苯二异氰酸酯（TDI-80/20），2.1份水，2.0份一氟二氯乙烷(HFC-141b)，1.1份二丁基锡，18份碳酸丙酯（PC）和2.5份镉橙组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂3份与80目的钢玉87份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至12~40目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例8:

（a）配制由47.76份(质量份数，以下相同) 聚四氢呋喃多元醇（PTMG-2000），30.5份甲苯二异氰酸酯（TDI-80/20），1.6份水，0.14份N-乙基吗啉，0.6份二丁基锡，1.1份一氟二氯乙烷(HFC-141b)，18份碳酸乙酯（EC）和0.3份铁黑组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂23份与50目的钢砂77份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至8~18目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例9:

（a）配制由42.34份(质量份数，以下相同) 聚四氢呋喃多元醇（PTMG-2900），27份二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI），1.1份水，2.2份二乙基甲苯二胺（DETDA），0.86份一氟二氯乙烷（HFC-141b），4份偶联剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570），15份碳酸丙酯（PC），7份硫化白和0.5份酞菁蓝组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂19份与50目的钢砂81份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至12~26目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

实施例10:

（a）配制由49.3份(质量份数，以下相同) 聚四亚甲基二醇（PTMG-650），39.2份甲苯二异氰酸酯（TDI-80/20），1.5份水，2.64份硅油，0.26份二氟一氯乙烷(HCFC-142b)，0.5份二丁基锡，4.2份偶联剂N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（KH602）和2.4份镉红组成的树脂，搅拌均匀；（b）将步骤（a）配制的树脂21份与120目的钢砂79份混合；（c）将上述树脂与刚性磨料的混合物充分搅拌均匀，静置，待其生成弹性泡沫，最终刚性磨料均匀的分布在弹性泡沫中形成弹性体；（d）将上述弹性体经破碎机破碎至30~40目后即可作为喷砂用的弹性磨料使用。

Claims

1.一种用于喷砂处理的弹性磨料，其特征在于它包括刚性磨料和包覆于其外部的由多异氰酸酯、羟基化合物和／或氨基化合物组分反应生成的弹性泡沫；所述刚性磨料与弹性泡沫质量比是3∶1～12∶1；所述多异氰酸酯、羟基化合物和／或氨基化合物的质量比是0.1∶99.9～99.9∶0.1。

2.根据权利要求1所述的弹性磨料，其特征在于所述的刚性磨料是石英砂、钢砂、铜矿砂、钢丸、铁砂、海砂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的弹性磨料，其特征在于所述刚性磨料与弹性泡沫质量比是4∶1～10∶1。

4.根据权利要求1所述的弹性磨料，其特征在于所述多异氰酸酯、羟基化合物和／或氨基化合物的质量比是1∶10～10∶1。

5.根据权利要求1所述的弹性磨料，其特征在于所述弹性磨料破碎后的粒度在2～40目之间。

6.根据权利要求1或4所述的弹性磨料，其特征在于所述的多异氰酸酯为下列多异氰酸酯的一种或几种：甲苯二异氰酸酯、TDI 2,4-与2,6-异构体80:20的混合物、TDI 2,4-与2,6-异构体65:35的混合物、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、液化型二苯甲烷二异氰酸酯、氨基甲酸酯改性二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯。

7.根据权利要求1或4所述的弹性磨料，其特征在于所述的羟基化合物是下列中的一种或几种：聚氧化丙烯醚多元醇，聚四氢呋喃多元醇，聚丁二烯多元醇，聚ε-己内酯多元醇，蓖麻油。

8.根据权利要求1或4所述的弹性磨料，其特征在于所述的氨基化合物是下列中的一种或几种：3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷（MOCA）、二乙基甲苯二胺（DETDA）、3,5-二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）、N, N’-二烷基甲基二胺、N,N’-二烷基苯二胺、异佛尔酮二胺（IPDA）、4,4'-二仲丁氨基二苯甲烷、三亚乙基二胺、乙二胺、1,2 -二氨基丙烷、2,5 -二氨基- 2,5 -二甲基己烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷、2,4 '-二氨基二环己基甲烷、1-氨基-3,3,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷、2,4-或2,6-二氨基甲苯、2,4 '-或4,4 '-二氨基联苯甲烷。

9.根据权利要求1所述的弹性磨料，其特征在于所述羟基化合物和／或氨基化合物组分中还含有助剂和颜填料。

10.根据权利要求9所述的弹性磨料，其特征在于所述助剂包括下列中的一种或几种：增塑剂、偶联剂、匀泡剂、稳定剂、催化剂、发泡剂、表面活性剂、抗氧化剂、分散剂、着色剂、抗沉降剂、紫外线稳定剂。