CN106634529B - 一种聚氨酯环保喷射材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯环保喷射材料及其制备方法，该聚氨酯环保喷射材料由如下重量份数的组分制备而成：聚醚多元醇50‑85份、二苯甲烷10‑45份、异氰酸酯40‑80份、乙二醇1‑10份、纯净水1‑6份、磨料50‑120份、偶联剂1‑5份、拉力剂2‑10份、防静电剂1‑5份、稳定剂1‑9份、催化剂0.05‑2份、增塑剂1‑3份、防霉剂1‑3份、颜料0.02‑1份。采用本发明方案中的原料配比制得聚氨酯环保喷射材料的其断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及除锈环保材料领域，更具体地说涉及一种聚氨酯环保喷射材料及其制备方法，该材料主要应用于金属结构件表面处理，废污水处理行业的金属除锈作业使用，有较强的除锈、除污、除新旧油漆打磨的能力，并可反复循环使用，是一种较实用的环保喷射材料。
背景技术
现在国内除锈行业现状，绝大部分的作业单位所采用的喷射材料都是直接使用磨料或铜矿渣，河砂等，对金属物体除锈，使用的磨料浪费严重，作业的粉尘极大，尤其是野处作业更时烟尘滚滚，对环境、空气、河流水资源造成极大的污染，而且使用的磨料粒径较小，难于实现野外回收工作，更带来了环境二次污染，磨料刚性较强，喷射时对作业面反弹力度大，容易伤及施工人员，在喷射作业的同时，整过作业区域大部分的工种，工序都要停工，等待除锈后才能后续其它工作，不能做到除锈的同时其它工种，因此浪费了大量的宝贵时间，人力资源及大量资金。
发明内容
本发明主要解决的技术问题在于，针对现有技术上述缺陷，提供一种聚氨酯环保喷射材料及其制作方法，该聚氨酯环保喷射材料为耐油污，耐水解，耐碱，耐酸，而且富有轻弹力性，柔韧性，耐磨擦性的聚氨酯环保喷射材料，在喷砂除锈使用过程中粉尘极低，而且有较强的除锈、除污、除新旧油漆、打磨的能力，并可反复循环使用，本材料具有较弹性对作业面起到缓冲作用，反弹力度较弱，反弹范围较小，对作业人员有较好的保护，本材料对各种不同的金属材质的除锈效果能达到所需的清洁度和粗糙度的标准。本聚氨酯环保喷射材料还适用于国防工业、航天工业、造船工业、发电厂等企业涂装前的金属除锈、除腐作业，也可作清除或降低金属疲劳作业。是目前国家提倡的绿色概念，实现了低污染、低排放的绿色环保材料。
本发明的聚氨酯环保喷射材料尤其在断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能上具有优异的突出效果。具体为聚氨酯环保喷射材料的断裂伸长率均大于180％，撕裂强度均大于12N/nm，回弹性均大于30％。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种聚氨酯环保喷射材料，由如下重量份数的组分制备而成：
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，由如下重量份数的组分制备而成：
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，由如下重量份数的组分制备而成：
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，所述聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的聚醚多元醇、红宝丽集团股份有限公司生产的聚醚多元醇、国都化工有限公司生产的聚醚多元醇、东莞市宏强化工有限公司生产的聚醚多元醇、佳化化学股份有限公司生产的聚醚多元醇、山东一诺威聚氨酯股份有限公司生产的聚醚多元醇中的一种。
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，所述磨料为玻璃珠、玻璃砂、白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、碳化硅、氧化铝砂、玉米芯粒、尼龙砂、金刚砂、陶瓷砂、核桃粒、不锈钢丸、石榴石、铸钢砂中的一种或两种以上，所述磨料的平均粒径为50-1000um。
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种；抗静电剂为烷基磺酸钠、乙氧基月桂酷胺、甘油-硬脂酸酯中的一种；所述稳定剂为钙/锌复合稳定剂、钡/锌复合稳定剂、钡/锌复合稳定剂的一种；所述催化剂为辛酸亚锡。
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的一种。
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料，其中，所述防霉剂为苯酚、五氯酚、油酸苯基汞、8-羟基喹啉铜、氯化三乙、三丁基锡中的一种；所述颜料为钛白、锌钡白、铅铬黄、铁蓝、藤黄、茜素红、靛青中的一种。
本发明还提供一种如上述的聚氨酯环保射材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述配方量的聚醚多元醇，二苯甲烷，异氰酸酯，乙二醇、纯净水、磨料、偶联剂、拉力剂、防静电剂、催化剂、增塑剂、防霉剂、颜料分成三组份，甲组份为聚醚多元醇、乙二醇、纯净水、偶联剂、拉力剂、防静电剂、催化剂、增塑剂、防霉剂和颜料；乙组份为二苯甲烷和异氰酸酯；丙组份为磨料；
(2)首先将配方量的甲组份放入反应容器中，并以每分钟1500-3000转的速度搅拌10-30分钟；然后将配方量的丙组份加入至反应容器中，并以每分钟1500-3000转的速度搅拌10-15分钟，再后把配方量的乙组份加入至反应容器中，并以每分钟2000-3500转的速度搅拌2-6秒；继而将反应容器中的混合液放入预制的模具中，在常温条件下发泡成型，待固化后脱模得到制品，在常温条件下熟化四天或100-120℃的自动恒温设备中熟化2-3小时；
(3)将步骤(2)得到的制品切块或粉碎至粒径为1～8mm的粒状产品即可。
本发明所述的聚氨酯环保喷射材料的制备方法，其中，所述步骤(2)中反应容器的温度控制在35-65℃。
实施本发明的聚氨酯环保喷射材料及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明的聚氨酯环保喷射材料为耐油污，耐水解，耐碱，耐酸，而且富有轻弹力性，柔韧性，耐磨擦性的聚氨酯环保喷射材料，在喷砂除锈使用过程中粉尘极低，而且有较强的除锈、除污、除新旧油漆、打磨的能力，并可反复循环使用，本材料具有较弹性对作业面起到缓冲作用，反弹力度较弱，反弹范围较小，对作业人员有较好的保护，本材料对各种不同的金属材质的除锈效果能达到所需的清洁度和粗糙度的标准。本聚氨酯环保喷射材料还适用于国防工业、航天工业、造船工业、发电厂等企业涂装前的金属除锈、除腐作业，也可作清除或降低金属疲劳作业。是目前国家提倡的绿色概念，实现了低污染、低排放的绿色环保材料。
(2)本发明的聚氨酯环保喷射材料尤其在断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能上具有优异的突出效果。具体为聚氨酯喷射砂的断裂伸长率均大于180％，撕裂强度均大于12N/nm，回弹性均大于30％。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
本发明的一种聚氨酯环保喷射材料，由如下重量份数的组分制备而成：
优选地，所述的聚氨酯环保喷射材料，由如下重量份数的组分制备而成：
进一步优选地，所述的聚氨酯环保喷射材料，由如下重量份数的组分制备而成：
其中，所述聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的聚醚多元醇、红宝丽集团股份有限公司生产的聚醚多元醇、国都化工有限公司生产的聚醚多元醇、东莞市宏强化工有限公司生产的聚醚多元醇、佳化化学股份有限公司生产的聚醚多元醇、山东一诺威聚氨酯股份有限公司生产的聚醚多元醇中的一种。
所述磨料为玻璃珠、玻璃砂、白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、碳化硅、氧化铝砂、玉米芯粒、尼龙砂、金刚砂、陶瓷砂、核桃粒、不锈钢丸、石榴石、铸钢砂中的一种或两种以上，所述磨料的平均粒径为50-1000um。优选地，磨料的平均粒径为50-200um。
所述偶联剂包括硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基等)。优选地，硅烷偶联剂选自常用型号为KH560、KH570、KH792、DL602、DL171中的一种。铝酸酯偶联剂优选自型号为SG-Al821(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF、防沉降性铝酸酯ASA中的一种。
所述拉力剂为鹏宇化工有限公司生产的拉力剂或山东恒鑫化工科技有限公司生产的拉力剂或者泰安市泉鑫化工科技有限公司生产的型号为xq-124的拉力剂。本发明的拉力剂的化学成分为多元高分子共聚树脂，分子量为500-500000，粘度：400-600mpa.s，提高喷射材料的均匀度，平滑度，不透明度，白度和灰分，各种填料留着率提高30％，强度提高20％以上。该拉力剂可以和羟基产生强的分子间相互作用及氢键结合，且能贯彻至整个喷射材料体系中进行物理缠绕结晶和吸附，起到补强作用，各项物理指标均有不同程度提高。该拉力剂同时也是高效分散剂，能使浆中聚酰胺分布更均匀，导致聚酰胺与聚酰胺之间以及聚酰胺与磨料之间结合增加，从而提高断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能。
抗静电剂为烷基磺酸钠、乙氧基月桂酷胺、甘油一硬脂酸酯中的一种。
所述稳定剂为钙/锌复合稳定剂、钡/锌复合稳定剂、钡/锌复合稳定剂的一种，优选为钡/锌复合稳定剂。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP或DnOP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二仲辛酯(DCP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)中的一种。
所述防霉剂为苯酚、五氯酚、油酸苯基汞、8-羟基喹啉铜、氯化三乙、三丁基锡中的一种。
所述颜料为钛白、锌钡白、铅铬黄、铁蓝、藤黄、茜素红、靛青中的一种。
实施例1-15
下面，分别按下表1中的配比秤取原料，按照如下制备方法的步骤进行制备，不同之处在于所添加的原料配比不同，制备产品，具体详见表1-3：
其中表1-3中所述聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的聚醚多元醇。所述磨料为玻璃砂与细砂按重量比1:4混合而成的玻璃珠、细砂混合物。所述磨料的平均粒径为50-200um；偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH650)，拉力剂为泰安市泉鑫化工科技有限公司生产的型号为xq-124的拉力剂。抗静电剂为烷基磺酸钠，稳定剂为钙/锌复合稳定剂，催化剂为辛酸亚锡T-9，增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)，防霉剂为苯酚，颜料为钛白。
表1：实施例1-5原料配比表
表2：实施例6-10原料配比表
表3：实施例11-15原料配比表
聚氨酯环保喷射材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述配方量的聚醚多元醇，二苯甲烷，异氰酸酯，乙二醇、纯净水、磨料、偶联剂、拉力剂、防静电剂、催化剂、增塑剂、防霉剂、颜料分成三组份，甲组份为聚醚多元醇、乙二醇、纯净水、偶联剂、拉力剂、防静电剂、催化剂、增塑剂、防霉剂和颜料；乙组份为二苯甲烷和异氰酸酯；丙组份为磨料；
(2)首先将配方量的甲组份放入反应容器中，并以每分钟1500-3000转的速度搅拌10-30分钟；然后将配方量的丙组份加入至反应容器中，并以每分钟1500-3000转的速度搅拌10-15分钟，再后把配方量的乙组份加入至反应容器中，并以每分钟2000-3500转的速度搅拌2-6秒；继而将反应容器中的混合液放入预制的模具中，在常温条件下发泡成型，待固化后脱模得到制品，在常温条件下熟化四天或100-120℃的自动恒温设备中熟化2-3小时；控制反应容器的温度控制在35-65℃。
(3)将步骤(2)得到的制品切块或粉碎至粒径为1～8mm的粒状产品即可。
下面，取实施例1-15制得的聚氨酯环保喷射材料，对其断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能进行检测，测试结果见表4。
其中，断裂伸长率参照GB/T 4472-2011中的4.3.3的规定进行测定，撕裂强度参照GB/T 528-2009中撕裂强度的规定进行测定，回弹性参照SH/T 0768的规定进行检测。
表4实施例1-15产品性能测试结果：
由上表中数据可以看出，由于本发明的实施例1-15的产品由多种原料经反应制备而成，尤其对产品的断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能产生优异的效果，具体为聚氨酯喷射砂的断裂伸长率均大于180％，撕裂强度均大于12N/nm，回弹性均大于30％。其中，实施例8的断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能最优，可以看出，采用本发明方案中的原料配比制得聚氨酯环保喷射材料的其断裂伸长率、撕裂强度、回弹性等性能优异。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制备而成：
聚醚多元醇 50-85份
二苯甲烷 10-45份
异氰酸酯 40-80份
乙二醇 1-10份
纯净水 1-6份
磨料 50-120份
偶联剂 1-5份
拉力剂 2-10份
防静电剂 1-5份
稳定剂 1-9份
催化剂 0.05-2份
增塑剂 1-3份
防霉剂 1-3份
颜料 0.02-1份；
所述拉力剂为鹏宇化工有限公司生产的拉力剂或山东恒鑫化工科技有限公司生产的拉力剂或者泰安市泉鑫化工科技有限公司生产的型号为xq-124的拉力剂。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制备而成：
聚醚多元醇 50-75份
二苯甲烷 10-20份
异氰酸酯 40-60份
乙二醇 1-8份
纯净水 2-4份
磨料 50-80份
偶联剂 2-3份
拉力剂 2-8份
防静电剂 2-3份
稳定剂 2-8份
催化剂 0.08-1.5份
增塑剂 2-3份
防霉剂 2-3份
颜料 0.5-1份。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，由如下重量份数的组分制备而成：
聚醚多元醇 60-75份
二苯甲烷 15-20份
异氰酸酯 50-60份
乙二醇 4-6份
纯净水 3-4份
磨料 80-120份
偶联剂 2-3份
拉力剂 4-8份
防静电剂 2.5-3份
稳定剂 5-6份
催化剂 0.1-0.8份
增塑剂 2.5-3份
防霉剂 2.5-3份
颜料 0.8-1份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的聚醚多元醇、红宝丽集团股份有限公司生产的聚醚多元醇、国都化工有限公司生产的聚醚多元醇、东莞市宏强化工有限公司生产的聚醚多元醇、佳化化学股份有限公司生产的聚醚多元醇、山东一诺威聚氨酯股份有限公司生产的聚醚多元醇中的一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，所述磨料为玻璃珠、玻璃砂、白刚玉、棕刚玉、黑刚玉、碳化硅、氧化铝砂、玉米芯粒、尼龙砂、金刚砂、陶瓷砂、核桃粒、不锈钢丸、石榴石、铸钢砂中的一种或两种以上，所述磨料的平均粒径为50-1000um。
6.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种；防 静电剂为烷基磺酸钠、乙氧基月桂酷胺、甘油-硬脂酸酯中的一种；所述催化剂为辛酸亚锡。
7.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的一种。
8.根据权利要求1-3任一项所述的聚氨酯环保喷射材料，其特征在于，所述防霉剂为苯酚、五氯酚、油酸苯基汞、8-羟基喹啉铜、氯化三乙、三丁基锡中的一种；所述颜料为钛白、锌钡白、铅铬黄、铁蓝、藤黄、茜素红、靛青中的一种。
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