CN108514725A - 一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，以卷曲的柔软性竹篾或竹束作为基本加工单元，在其上进行环氧树脂混合物上浆剂的涂抹，通过调节竹质单元和环氧树脂混合物上浆剂的比例，控制球杆密度；然后利用聚氨酯硬泡组合物作为填充物，从模压模具端头注射填充物，使得填充物沿着竹质单元顺纹方向进入竹质单元间隙和孔隙，在中高温作用下，使得聚氨酯组合物反应一段时间后，即得。本发明可以有效提高产品的合格率，提高生产效率和资源利用率，同时通过调节聚氨酯配方和竹质单元组坯结构，制作不同密度和性能的竹质球杆。

Description

一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高，体育休闲运动成为了人们追求美好生活的一种方式，台球和棒球等体育活动被越来越多的人接受和认可。其中台球杆和棒球杆主要利用白蜡木、枫木、槐木、橡木等优质木材资源制作而成，为了节约木材，人们开发出利用竹集成材制作竹质球杆。
在竹质球杆的制作过程中，主要是利用铣削工艺，将竹集成材或竹重组材加工成圆柱状球杆，竹材利用率较低，且制造工艺精度要求较高，废品率较高。
发明内容
为了提高竹材利用率、提高产品一次合格率，并且制造性能均匀，密度合适的球杆，本发明提供了一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，可以有效提高产品的合格率，提高生产效率和资源利用率，同时通过调节聚氨酯配方和竹质单元组坯结构，制作不同密度和性能的竹质球杆。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，以卷曲的柔软性竹篾或竹束作为基本加工单元，聚氨酯硬泡组合物作为填充填料，环氧树脂混合物作为上浆剂，采用模压成型工艺制备；所述聚氨酯硬泡组合物由聚醚多元醇80-100份、催化剂3-5份、发泡剂1-2份、均泡剂2-4份和多亚甲基多异氰酸酯40-50份高速混合而成；所述环氧树脂混合物由环氧树脂、乳化剂、催化剂和冰乙酸按一定比例构成；所述催化剂为三乙醇胺或二乙醇胺。
进一步地，该制备方法具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇100份、催化剂三乙醇胺5份、发泡剂水2g、均泡剂亲水硅油4份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯50份；
加入到发泡机料缸内，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1000cps，其中，环氧树脂、乳化剂、二乙醇胺、冰乙酸的质量比为100：5：25：15；
竹束卷材的制备：将壁厚大于4mm、直径60mm-80mm的竹材截断长为600mm，平分剖成2片，利用碾压帚化机，帚化成宽度大于10mm的松散状竹束，喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的15％，然后卷成直径为30mm，体密度为0.30g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.5MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：5，加热至80℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
进一步地，该制备方法具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇80份、催化剂二乙醇胺3份、发泡剂水1.5g、均泡剂亲水硅油3份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯45份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51和E44按1:1混合后溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1800cps，其中，环氧树脂、乳化剂、三乙烯四胺、冰乙酸的比例为100：4：20：10。
竹束卷材制备：将壁厚大于4mm、直径60mm-80mm的竹材截断长为600mm，平分剖成2片，利用碾压帚化机，帚化成宽度大于10mm的松散状竹束，喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的20％，然后卷成直径为35mm，体密度为0.28g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.2MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：6，加热至100℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
进一步地，该制备方法具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇100份、催化剂三乙醇胺5份、发泡剂水2g、均泡剂亲水硅油4份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯50份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51溶解到无水乙醇中，加入乳化机OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1000cps，其中，环氧树脂、乳化剂、二乙醇胺、冰乙酸的比例为100：5：25：15。
竹篾卷材制备：将竹材剖分成厚度为1mm长度为600-700mm的竹篾，然后利用细纱线，将竹篾紧密平行排列连成竹篾帘，然后喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的15％，卷成直径为30mm，体密度为0.35g/cm3的圆柱体，
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.5MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：6，加热至90℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
进一步地，该制备方法具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇80份、催化剂二乙醇胺3份、发泡剂水1.5g、均泡剂亲水硅油3份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯45份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51和E44按1:1混合溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1400cps，其中，环氧树脂、乳化剂、三乙烯四胺、冰乙酸的比例为100：4：20：10；
竹篾卷材制备：将竹材剖分成厚度为1mm长度为600-700mm的竹篾，然后利用细纱线，将竹篾紧密平行排列连成竹篾帘，然后所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的17％，然后卷成直径为35mm，体密度为0.30g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.2MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：7，加热至100℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明充分利用竹质单元的韧性，利用竹篾和竹束可卷曲性能，聚氨酯组合物充填发泡固化性能，制作一种质轻高强的竹质球杆，可以降低木质资源的浪费，提高材料利用率，制作多种性能的竹质球杆。
2)聚氨酯硬泡组合物，经注入机，注射到竹质单元里，可以填充竹质单元间隙和孔隙，粘结竹质单元。调节聚氨酯硬泡组合物成分，调节组合物粘度和活性，控制反应温度和反应时间。对球杆整体密度也有一定的影响。
3)环氧树脂上浆剂，可以包裹竹质单元，降低聚氨酯填充是对竹质单元表面的损失，上浆剂也可以提高竹质单元与聚氨酯填充物界面强度，提高球杆整体性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇100份、催化剂三乙醇胺5份、发泡剂水2g、均泡剂亲水硅油4份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯50份；
加入到发泡机料缸内，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1000cps，其中，环氧树脂、乳化剂、二乙醇胺、冰乙酸的质量比为100：5：25：15；
竹束卷材的制备：将壁厚大于4mm、直径60mm-80mm的竹材截断长为600mm，平分剖成2片，利用碾压帚化机，帚化成宽度大于10mm的松散状竹束，喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的15％，然后卷成直径为30mm，体密度为0.30g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.5MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：5，加热至80℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
竹质球杆性能：密度0.45g/cm3、吸水直径膨胀率1.5％、抗弯强度80MPa，詹氏硬度1400bf。
实施例2
一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇80份、催化剂二乙醇胺3份、发泡剂水1.5g、均泡剂亲水硅油3份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯45份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51和E44按1:1混合后溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1800cps，其中，环氧树脂、乳化剂、三乙烯四胺、冰乙酸的比例为100：4：20：10。
竹束卷材制备：将壁厚大于4mm、直径60mm-80mm的竹材截断长为600mm，平分剖成2片，利用碾压帚化机，帚化成宽度大于10mm的松散状竹束，喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的20％，然后卷成直径为35mm，体密度为0.28g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.2MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：6，加热至100℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
竹质球杆性能：密度0.50g/cm3、吸水直径膨胀率1.2％、抗弯强度95MPa，詹氏硬度1500bf。
实施例3
一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇100份、催化剂三乙醇胺5份、发泡剂水2g、均泡剂亲水硅油4份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯50份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51溶解到无水乙醇中，加入乳化机OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1000cps，其中，环氧树脂、乳化剂、二乙醇胺、冰乙酸的比例为100：5：25：15。
竹篾卷材制备：将竹材剖分成厚度为1mm长度为600-700mm的竹篾，然后利用细纱线，将竹篾紧密平行排列连成竹篾帘，然后喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的15％，卷成直径为30mm，体密度为0.35g/cm3的圆柱体，
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.5MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：6，加热至90℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
竹质球杆性能：密度0.51g/cm3、吸水直径膨胀率3.2％、抗弯强度100MPa，詹氏硬度1550bf。
实施例4
一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇80份、催化剂二乙醇胺3份、发泡剂水1.5g、均泡剂亲水硅油3份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯45份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51和E44按1:1混合溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1400cps，其中，环氧树脂、乳化剂、三乙烯四胺、冰乙酸的比例为100：4：20：10；
竹篾卷材制备：将竹材剖分成厚度为1mm长度为600-700mm的竹篾，然后利用细纱线，将竹篾紧密平行排列连成竹篾帘，然后所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的17％，然后卷成直径为35mm，体密度为0.30g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.2MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：7，加热至100℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
竹质球杆性能：密度0.55g/cm3、吸水直径膨胀率2.5％、抗弯强度90MPa，詹氏硬度1600bf。
本发明还可以将金属连接件预埋在球杆里，将竹质单元与金属连接件模压一次成型，制造球杆连接杆，大大提高了生产效率和连接性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，其特征在于，以卷曲的柔软性竹篾或竹束作为基本加工单元，聚氨酯硬泡组合物作为填充填料，环氧树脂混合物作为上浆剂，采用模压成型工艺制备；
所述聚氨酯硬泡组合物由聚醚多元醇80-100份、催化剂3-5份、发泡剂1-2份、均泡剂2-4份和多亚甲基多异氰酸酯40-50份高速混合而成；
所述环氧树脂混合物由环氧树脂、乳化剂、催化剂和冰乙酸按一定比例构成；
所述催化剂为三乙醇胺或二乙醇胺。
2.如权利要求1所述的一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇100份、催化剂三乙醇胺5份、发泡剂水2g、均泡剂亲水硅油4份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯50份；
加入到发泡机料缸内，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1000cps，其中，环氧树脂、乳化剂、二乙醇胺、冰乙酸的质量比为100：5：25：15；
竹束卷材的制备：将壁厚大于4mm、直径60mm-80mm的竹材截断长为600mm，平分剖成2片，利用碾压帚化机，帚化成宽度大于10mm的松散状竹束，喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的15％，然后卷成直径为30mm，体密度为0.30g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.5MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：5，加热至80℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
3.如权利要求1所述的一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇80份、催化剂二乙醇胺3份、发泡剂水1.5g、均泡剂亲水硅油3份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯45份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51和E44按1:1混合后溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1800cps，其中，环氧树脂、乳化剂、三乙烯四胺、冰乙酸的比例为100：4：20：10。
竹束卷材制备：将壁厚大于4mm、直径60mm-80mm的竹材截断长为600mm，平分剖成2片，利用碾压帚化机，帚化成宽度大于10mm的松散状竹束，喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的20％，然后卷成直径为35mm，体密度为0.28g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.2MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：6，加热至100℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
4.如权利要求1所述的一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇100份、催化剂三乙醇胺5份、发泡剂水2g、均泡剂亲水硅油4份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯50份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51溶解到无水乙醇中，加入乳化机OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1000cps，其中，环氧树脂、乳化剂、二乙醇胺、冰乙酸的比例为100：5：25：15。
竹篾卷材制备：将竹材剖分成厚度为1mm长度为600-700mm的竹篾，然后利用细纱线，将竹篾紧密平行排列连成竹篾帘，然后喷涂所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的15％，卷成直径为30mm，体密度为0.35g/cm3的圆柱体，
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.5MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：6，加热至90℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
5.如权利要求1所述的一种聚氨酯填充竹质球杆的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
聚氨酯组合物的制备：按重量份称取
A料：聚醚多元醇80份、催化剂二乙醇胺3份、发泡剂水1.5g、均泡剂亲水硅油3份；
B料：多亚甲基多异氰酸酯45份；
加入到发泡机料缸，待用；
高分子上浆剂的制备：将环氧树脂E51和E44按1:1混合溶解到无水乙醇中，加入乳化剂OP-10，高速搅拌乳化2小时，继续搅拌加热至80℃，再缓慢滴加二乙醇胺，然后加热至140℃，反应30min后降至室温，缓慢滴加冰乙酸中和，加入一定量的水，调节上浆剂浓度至1400cps，其中，环氧树脂、乳化剂、三乙烯四胺、冰乙酸的比例为100：4：20：10；
竹篾卷材制备：将竹材剖分成厚度为1mm长度为600-700mm的竹篾，然后利用细纱线，将竹篾紧密平行排列连成竹篾帘，然后所得的上浆剂，喷涂所得的上浆剂为竹束质量的17％，然后卷成直径为35mm，体密度为0.30g/cm3的圆柱体；
竹质球杆模压制备：将竹束卷材放入模具中，闭合模具，在端头注入聚氨酯硬泡组合物，注入压力为1.2MPa，竹束与聚氨酯硬泡组合物比例为10：7，加热至100℃，模压30min后，打开模具取出球杆；
后处理：将球杆表面砂光，涂漆彩绘。
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