CN102848508B - 聚氨酯桥梁支承的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯桥梁支承的加工方法，主要包括多元醇脱水-制备预聚物-制备混合物-混合反应-浇注成型-脱模-后硫化-粘结等步骤；本方法制备的桥梁支承与传统的橡胶质桥梁支承相比，由于采用聚氨酯材料，利用聚氨酯材料利用聚氨酯材料可调范围大通过调整硬度满足弹性变形需求，利用聚氨酯材料良好的力学性能使抗疲劳性能明显好转，残余变形量大大降低，使用寿命长；另外，由于对聚氨酯材料采用浇注成型的方法进行产品制造，所得产品质量稳定，污染小，能耗低，大大节约了制造成本；同时，采用聚四氟乙烯材料或填充聚四氟乙烯材料制备滑动耐磨层，滑动摩擦系数低，有利于受力时压紧或承压支承与箱体之间的滑动。

Description

聚氨酯桥梁支承的加工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁领域的装置配件，特别涉及一种用于桥梁伸缩装置的压紧或承压支承的加工方法。

背景技术

桥梁伸缩装置是桥梁结构的一个重要组成部件，是为使车辆平稳通过桥面并满足桥面的变形需要，在桥面接缝处设置的各种装置的总称。模数式桥梁伸缩装置是指主要由异型钢材或钢组件与弹性构件组合而成的支承构造，根据需要组装成不同规格伸缩量的系列产品。其弹性构件主要包括承压支承、压紧支承、剪切弹簧、压缩控制弹簧等弹性件。现有技术中，压紧或承压支承主要采用橡胶和多块铁板的复合而成，如附图1所示，通过硫化成型的方法在铁板外包裹设置形成橡胶弹性，然后橡胶弹性体上粘结一层聚四氟乙烯层。该压紧或承压支承中，由于在压紧或承压支承的橡胶体中间设置铁板，铁板在起到承载作用的同时也大大降低了橡胶的弹性作用，动态力学性能较差；另外，橡胶材料的耐老化性能和低温性能较差，由于橡胶材料力学性能差，压紧或承压支承产品的疲劳性能较差，残余变形量较大；而且采用硫化的生产方法导致污染和能耗较大，成本较高，而且常常由于混炼胶体混合不均匀导致所得产品质量不稳定。

针对上述不足，本公司研究出一种聚氨酯压紧或承压支承的制造方法，所得产品结构如附图2所示，从上至下依次包括聚氨酯弹性层、抗压层和滑动耐磨层，三层通过粘胶方式粘接形成一体结构，所得压紧支承的力学性能能大大改善，而且生产成本降低，产品质量大大提高，同时环保。

发明内容：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种聚氨酯桥梁支承的加工方法(本发明所涉及的桥梁支承仅包括压紧支承和承压支承)，采用该方法制造的压紧或承压支承，不仅耐老化性能和低温性能好、弹性好、抗疲劳性能好、残余变形量较小，综合力学性能大大提高，使用寿命大大延长，而且极大的降低了成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种聚氨酯桥梁支承的加工方法，包括以下步骤：

A，聚氨酯弹性层的制备，具体包括：

a，多元醇脱水：将多元醇脱水使其含水不大于0.05％；

b，制备预聚物：将a中制得的脱水多元醇与过量的异氰酸酯反应，生成含-NCO基15-20％的预聚物A，预聚物粘度不大于600mPa·s；

c，制备混合物：将a中制得的多元醇和助剂充分搅拌，得到混合均匀的混合物B，所述助剂包括扩链交联剂、催化剂和颜料，所得混合物B在加工温度下粘度不大于260mPa·s；

d，混合反应：将b中制得的预聚物A和c中制得的混合物B以A/B为1-1.4的比例混合后在加工温度下反应；

e，浇注成型：将d中所得的反应物加热融化并保温，通过低压浇注机浇注到压紧支承模具，低压浇注机的转速在6000-10000转/分钟；

f，脱模：脱模时间为10-40分钟；脱模温度为80-100℃；

g，后硫化：在100-110℃的温度条件下后硫化22-24小时即可得到聚氨酯弹性层；

B，粘结：将步骤A中制备的聚氨酯弹性层与抗压板通过粘胶的方式粘结为一体，最后通过粘胶的方式将滑动耐磨层和抗压板粘结形成三层一体结构，即可完成聚氨酯桥梁支承的加工。

作为本发明的优选，步骤a中的多元醇为聚四亚甲基二醇或聚已二酸乙二醇酯；

步骤b中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-奈二异氰酸酯或对亚苯基二异氰酸酯；

步骤c中的扩链交联剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷或1，4-丁二醇。

作为本发明的另一种优选，步骤c中采用多搅拌叶分散混合搅拌机搅拌混合，分散混合搅拌机包括多个设置在混合罐内并绕其自身传动轴高速旋转的搅拌桨I和低速旋转的搅拌桨II。

作为本发明的进一步优选，步骤e中，浇注时预聚物A和混合物B通过设置在一根输出轴上的两个三通阀同步挤出。

作为本发明的进一步优选，步骤f中加入催化剂有机铋、己二酸或油酸加速脱模。

作为本发明的进一步优选，所述抗压板由环氧酚醛层压板或金属铁板制成。

作为本发明的进一步优选，所述滑动耐磨层由聚四氟乙烯材料或填充聚四氟乙烯材料制成。

本发明的有益效果：采用本发明方法加工的桥梁支承，与传统的橡胶压紧或承压支承相比，由于采用聚氨酯材料，利用聚氨酯材料利用聚氨酯材料可调范围大通过调整硬度满足弹性变形需求，利用聚氨酯材料良好的力学性能使抗疲劳性能明显好转，残余变形量大大降低，使用寿命长；另外，由于对聚氨酯材料采用浇注成型的方法进行产品制造，所得产品质量稳定，污染小，能耗低，大大节约了制造成本；同时，采用聚四氟乙烯材料或填充聚四氟乙烯材料制备滑动耐磨层，滑动摩擦系数低，有利于受力时压紧或承压支承与箱体之间的滑动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为现有技术中桥梁支承(压紧或承压支承)的结构示意图；

图2为本发明所制备的桥梁支承的结构示意图；

图3为本发明中采用的多搅拌叶分散混合搅拌机的结构示意图；

图4为本发明中采用的浇注机输出轴结构示意图；

图5为图3中的A—A向截面图。

具体实施方式

图1为现有技术中桥梁支承(压紧或承压支承)的结构示意图；图2为本发明所制备的桥梁支承的结构示意图；图3为本发明中采用的多搅拌叶分散混合搅拌机的结构示意图；图4为本发明中采用的浇注机输出轴结构示意图；图5为图3中的A—A向截面图。如图所示：

本发明制造的压紧或承压支承结构为：包括聚氨酯弹性层1、抗压层2和耐磨层3，聚氨酯弹性层1、抗压层2和滑动耐磨层3之间通过粘胶的方式粘结为一体结构。该压紧支或承压承的具体制造方法为：

实施例1：

本实施例的聚氨酯桥梁支承的加工方法，包括以下步骤：

A，聚氨酯弹性层的制备，具体包括：

a，多元醇脱水：将多元醇脱水使其含水0.05％；其中的多元醇为聚四亚甲基二醇；

b，制备预聚物：将a中制得的脱水多元醇与过量的异氰酸酯反应，生成含-NCO基15％的预聚物A，预聚物粘度为450mPa·s；其中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

c，制备混合物：将a中制得的多元醇和助剂充分搅拌，得到混合均匀的混合物B，所述助剂包括扩链交联剂、催化剂和颜料，所得混合物B在加工温度下粘度为260mPa·s；其中的扩链交联剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷。本步骤中采用多叶分散混合搅拌机进行搅拌，如图3所示，多叶分散混合搅拌机包括多个设置在混合罐内并绕其自身传动轴高速旋转的搅拌桨Ⅰ11和低速旋转的搅拌桨Ⅱ22。

d，混合反应：将步骤b中制得的预聚物A和步骤c中制得的混合物B以比例A：B等于1混合后在加工温度下反应；

e，浇注成型：将d中所得的反应物加热融化并保温，通过低压浇注机浇注到模具，低压浇注机的转速在8000转/分钟；浇注时预聚物A和混合物B通过设置在一根输出轴上的两个三通阀同步挤出。如图4和图5所示，输出轴上设置并列设置三通阀Ⅰ33和三通阀Ⅱ44。

f，脱模：脱模时间为10分钟；脱模温度为90℃；脱模过程中加入催化剂有机铋加速脱模。

g，后硫化：在110℃的温度条件下后硫化22小时即可制得聚氨酯弹性层；

B，粘结：将A中制备的聚氨酯弹性层与环氧酚醛抗压板通过粘胶的方式粘结为一体，最后通过粘胶的方式将聚四氟乙烯板和环氧酚醛抗压板粘结形成一体结构，即可完成聚氨酯桥梁支承的加工。

实施例2：

本实施例的聚氨酯桥梁支承的加工方法，包括以下步骤：

A，聚氨酯弹性层的制备，具体包括：

a，多元醇脱水：将多元醇脱水使其含水0.04％；其中的多元醇为聚四亚甲基二醇；

b，制备预聚物：将a中制得的脱水多元醇与过量的异氰酸酯反应，生成含-NCO基20％的预聚物A，预聚物粘度为420mPa·s；其中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

c，制备混合物：将a中制得的多元醇和助剂充分搅拌，得到混合均匀的混合物B，所述助剂包括扩链交联剂、催化剂和颜料，所得混合物B在加工温度下粘度为250mPa·s；其中的扩链交联剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷。本步骤中采用多叶分散混合搅拌机进行搅拌，如图3所示，多叶分散混合搅拌机包括多个设置在混合罐内并绕其自身传动轴高速旋转的搅拌桨Ⅰ11和低速旋转的搅拌桨Ⅱ22。

d，混合反应：将步骤b中制得的预聚物A和步骤c中制得的混合物B以比例A：B等于1.4混合后在加工温度下反应；

e，浇注成型：将d中所得的反应物加热融化并保温，通过低压浇注机浇注到模具，低压浇注机的转速在6000转/分钟；浇注时预聚物A和混合物B通过设置在一根输出轴上的两个三通阀同步挤出。如图4和图5所示，输出轴上设置并列设置三通阀Ⅰ33和三通阀Ⅱ44。

f，脱模：脱模时间为30分钟；脱模温度为80℃；脱模过程中加入催化剂有机铋加速脱模。

g，后硫化：在110℃的温度条件下后硫化22小时即可制得聚氨酯弹性层；

B，粘结：将A中制备的聚氨酯弹性层与金属抗压板通过粘胶的方式粘结为一体，最后通过粘胶的方式将填充聚四氟乙烯板和金属抗压板粘结形成一体结构，即可完成聚氨酯桥梁支承的加工。

实施例3：

本实施例的聚氨酯桥梁支承的加工方法，包括以下步骤：

A，聚氨酯弹性层的制备，具体包括：

a，多元醇脱水：将多元醇脱水使其含水0.03％；其中的多元醇为聚四亚甲基二醇；

b，制备预聚物：将a中制得的脱水多元醇与过量的异氰酸酯反应，生成含-NCO基18％的预聚物A，预聚物粘度为600mPa·s；其中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；

c，制备混合物：将a中制得的多元醇和助剂充分搅拌，得到混合均匀的混合物B，所述助剂包括扩链交联剂、催化剂和颜料，所得混合物B在加工温度下粘度为180mPa·s；其中的扩链交联剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷。本步骤中采用多叶分散混合搅拌机进行搅拌，如图3所示，多叶分散混合搅拌机包括多个设置在混合罐内并绕其自身传动轴高速旋转的搅拌桨Ⅰ11和低速旋转的搅拌桨Ⅱ22。

d，混合反应：将步骤b中制得的预聚物A和步骤c中制得的混合物B以比例A：B等于1.2混合后在加工温度下反应；

e，浇注成型：将d中所得的反应物加热融化并保温，通过低压浇注机浇注到模具，低压浇注机的转速在10000转/分钟；浇注时预聚物A和混合物B通过设置在一根输出轴上的两个三通阀同步挤出。如图4和图5所示，输出轴上设置并列设置三通阀Ⅰ33和三通阀Ⅱ44。

f，脱模：脱模时间为40分钟；脱模温度为90℃；脱模过程中加入催化剂有机铋加速脱模。

g，后硫化：在110℃的温度条件下后硫化22小时即可制得聚氨酯弹性层；

B，粘结：将A中制备的聚氨酯弹性层与环氧酚醛抗压板通过粘胶的方式粘结为一体，最后通过粘胶的方式将聚四氟乙烯板和环氧酚醛抗压板粘结形成一体结构，即可完成聚氨酯压紧或承压支承的加工。

采用本方法所制造的压紧或承压支承，与传统的橡胶压紧或承压支承相比，由于采用聚氨酯材料，利用聚氨酯材料利用聚氨酯材料可调范围大通过调整硬度满足弹性变形需求，利用聚氨酯材料良好的力学性能使抗疲劳性能明显好转，残余变形量大大降低，使用寿命长；另外，由于对聚氨酯材料采用浇注成型的方法进行产品制造，所得产品质量稳定，污染小，能耗低，大大节约了制造成本；同时，采用聚四氟乙烯材料或填充聚四氟乙烯材料制备滑动耐磨层，滑动摩擦系数低，有利于受力时压紧或承压支承与箱体之间的滑动。主要性能指标见下表：

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

A，聚氨酯弹性层的制备，具体包括：

a，多元醇脱水：将多元醇脱水使其含水不大于0.05％；

b，制备预聚物：将a 中制得的脱水多元醇与过量的异氰酸酯反应，生成含-NCO 基15-20％的预聚物A，预聚物粘度不大于600mPa·s ；

c，制备混合物：将a 中制得的多元醇和助剂充分搅拌，得到混合均匀的混合物B，所述助剂包括扩链交联剂、催化剂和颜料，所得混合物B 在加工温度下粘度不大于260 mPa·s；

d，混合反应：将b 中制得的预聚物A 和c 中制得的混合物B 以A/B 为1-1.4 的比例混合后在加工温度下反应；

e，浇注成型：将d 中所得的反应物加热融化并保温，通过低压浇注机浇注到压紧支承模具，低压浇注机的转速在6000-10000 转/ 分钟；

f，脱模：脱模时间为10-40分钟；脱模温度为80-100℃；

g，后硫化：在100-110℃的温度条件下后硫化22-24小时即可得到聚氨酯弹性层；

B，粘结：将步骤A 中制备的聚氨酯弹性层与抗压板通过粘胶的方式粘结为一体，最后通过粘胶的方式将滑动耐磨层和抗压板粘结形成三层一体结构，即可完成聚氨酯桥梁支承的加工。

2.根据权利要求1 所述的聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：步骤a中的多元醇为聚四亚甲基二醇或聚已二酸乙二醇酯；

步骤b中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-奈二异氰酸酯或对亚苯基二异氰酸酯；

步骤c中的扩链交联剂为3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷或1，4-丁二醇。

3.根据权利要求1 所述的聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：步骤c中采用多搅拌叶分散混合搅拌机搅拌混合，分散混合搅拌机包括多个设置在混合罐内并绕其自身传动轴高速旋转的搅拌桨I 和低速旋转的搅拌桨II。

4.根据权利要求1 所述的聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：步骤e中，浇注时预聚物A 和混合物B 通过设置在一根输出轴上的两个三通阀同步挤出。

5.根据权利要求1 所述的聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：步骤f 中加入催化剂有机铋、己二酸或油酸加速脱模。

6.根据权利要求1 所述的聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：所述抗压板由环氧酚醛层压板或金属铁板制成。

7.根据权利要求1 所述的聚氨酯桥梁支承的加工方法，其特征在于：所述滑动耐磨层由聚四氟乙烯材料或填充聚四氟乙烯材料制成。