CN112724359A

CN112724359A - 一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备

Info

Publication number: CN112724359A
Application number: CN202011593438.7A
Authority: CN
Inventors: 何卫东; 陈苏婷; 刘耀东
Original assignee: Suqian Jiahe Plastic Metal Products Co ltd
Current assignee: Suqian Jiahe Plastic Metal Products Co ltd
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2040-12-29
Also published as: CN112724359B

Abstract

本发明公开了一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备，具体涉及聚氨酯复合材料技术领域，包括放置台，所述放置台的一侧连接有背板，所述背板上设有测温组件，所述放置台的中部设有凹槽，所述凹槽内活动连接有恒温座，所述恒温座上放置有烧杯；所述测温组件包括与所述背板滑动连接的滑动机构、与所述滑动机构相连接的测温机构。本发明所提供的一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备，其测温组件的设置将测温与搅拌融为一体，其中，滑动机构能够带动测温机构和搅拌机构进入到烧杯内，实现搅拌及测温作用，测温机构设置有测温杆和防护盖，能够实现对红外温度计的防护。

Description

一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备

技术领域

本发明涉及聚氨酯复合材料技术领域，更具体地说，涉及一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备。

背景技术

聚氨酯复合材料是一种介于橡胶和塑料之间的新型合成材料，具有耐磨、耐油、耐化学腐蚀、与其他材料粘结性好、对环境友好等诸多优点，聚氨酯复合材料的制备工艺较为复杂，其普遍存在的一个问题是需要的填料量较多，但效果却并不显著，而加入改性剂可显著改善其性能。

石墨烯是一种由碳原子以 sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，因其蜂巢网状结构而具有很强的稳定性。它不仅有较强的导电性、热传导、光学性能，并且强度高，韧性好，就纳米材料而言，石墨烯是目前极受广泛关注的，其氧化和功能化后会变得一场坚固、强韧。

而且，在制备过程中需要对温度的精确调节与控制，然而现有条件下，在制备聚氨酯复合材料时，温度控制依然十分不便。现有条件下在制备聚氨酯复合材料控制温度时，采用红外温度计的放置与取出来测得温度，实现对温度的控制，聚氨酯复合材料制备步骤繁琐，导红外致温度计的放置与取出十分不便。

有鉴于此，本发明提出一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备，以至少解决上述现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法及智能生产设备，旨在能够有效的解决现有技术中存在的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1：取容积为1L的烧杯，并将其放置到恒温实验箱内；

S2：向烧杯中缓慢加入115ml浓度为98%的浓硫酸和2.5g的硝酸钠于冰水浴0℃中并加入红外温度计，待温度升至5℃时缓慢加入5g天然鳞片石墨，并搅拌30分钟；

S3：在S2完成后，向烧杯内加入15g高猛酸钾，观察红外温度计并通过加入冰块控制温度在15℃，反应2小时，接着通过控制恒温实验箱将温度升高至35℃继续反应2小时；

S4:在S3完成后，通过分液漏斗滴加230ml去离子水，并通过控制恒温实验箱将温度升至98℃反应0.5小时，反应结束后快速加入700ml去离子水；

S5：在S4完成后，取出烧杯，利用余热加入12.5ml双氧水对残留的石墨进一步氧化，去除上层清液后用5%的HCI清洗3次，再用蒸馏水洗涤，最后用 8000r/min 的离心机洗涤至接近中性，将滤液装入透析袋中置于流动的清水中透析一周即可，制备得到氧化石墨烯分散液；

S6：在S5完成后，在水浴 70 ～ 80 ℃ 的条件下，将异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二醇加入氧化石墨烯分散液中制得聚氨酯氧化石墨烯复合材料预聚体后，通过一系列扩链反应制得聚氨酯复合材料。

一种用于环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法的智能生产设备，包括放置台，所述放置台的一侧连接有背板，所述背板上设有测温组件，所述放置台的中部设有凹槽，所述凹槽内活动连接有恒温座，所述恒温座上放置有烧杯。

所述测温组件包括与所述背板滑动连接的滑动机构、与所述滑动机构相连接的测温机构，所述测温机构的下端设置有调节机构，所述测温机构的侧壁设有搅拌机构。

其中，所述调节机构包括设置在所述测温机构侧壁的第一轴承，所述第一轴承的外圈下端沿其周向方向均匀设有伸缩杆，所述伸缩杆下端连接有连接环，所述测温机构下端设有收纳筒，所述收纳筒下端设有卡槽。

所述连接环内侧设有第二轴承，所述第二轴承的内圈设有螺纹筒，所述螺纹筒内螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹筒上端设有与所述卡槽相适应的卡杆，所述螺纹杆下端连接有底座，所述底座下端设有吸盘。

所述测温机构包括设置在所述滑动机构下端的测温杆，所述测温杆内设置有红外温度计，所述红外温度计的上端通过圆板与所述测温杆的内壁相连接，所述测温杆的下端设有用于防护所述红外温度计的防护盖，所述防护盖的下端设有收纳筒。

所述搅拌机构包括设置在所述第一轴承外侧壁的防护网，所述测温杆上端侧壁均匀设有挡流板，所述测温杆下端侧壁均匀设有搅拌板。

所述滑动机构包括设置在所述背板靠近所述凹槽一侧的T型滑槽，所述T型滑槽内滑动连接有电动滑块，所述电动滑块上设置有延长杆，所述延长杆远离所述电动滑块一侧设有搅拌电机。

所述搅拌电机的输出轴通过联轴器连接有限位板，所述限位板设置在所述测温杆内，且所述测温杆内壁和所述限位板之间设置有防护弹簧，所述测温杆的上端还设置有推动杆。

所述吸盘直径大于所述底座的直径。

所述测温杆侧壁均匀设有观测口。

所述挡流板成弧形结构，且所述挡流板与所述搅拌板间隔设置。

所述红外温度计采用非制冷红外测温计。

相比于现有技术，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中，采用氧化石墨烯作为改性剂，将石墨烯和聚氨酯的优良性能充分发挥，有效提高了聚氨酯复合材料的性能，且石墨烯安全环保，对环境友好。

2、本发明中，其测温组件的设置将测温与搅拌融为一体，其中，滑动机构能够带动测温机构和搅拌机构进入到烧杯内，实现搅拌及测温作用，测温机构设置有测温杆和防护盖，能够实现对红外温度计的防护。

3、本发明中，其调节机构的设置能够调节红外温度计到合适的高度，避免红外温度计靠近发热物体导致温度过高；搅拌机构能够实现对实验试剂的充分搅动。

4、本发明中，滑动机构与测温机构通过限位板和防护弹簧相连接，因此，测温机构在滑动机构上具有一定的伸缩性，且伸缩杆与防护弹簧相配合，更加保障测温机构在滑动机构上有伸缩性，当在搅动时遇到卡料等情况时，测温机构在滑动机构上的伸缩性则充分保障了测温机构侧壁的搅拌机构具有可上下活动的空间，充分避免了卡料等情况的发生

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明图2中的A处局部放大示意图；

图4为本发明图2中的B处局部放大示意图。

图中标号说明：

1放置台、2背板、3测温组件、31滑动机构、311 T型滑槽、312电动滑块、313延长杆、314限位板、315防护弹簧、316推动杆、32测温机构、321测温杆、322红外温度计、323圆板、324防护盖、325观测口、33调节机构、331第一轴承、332伸缩杆、333连接环、334收纳筒、335卡槽、336第二轴承、337螺纹筒、338螺纹杆、339卡杆、3310底座、3311吸盘、34搅拌机构、341防护网、342挡流板、343搅拌板、4凹槽、5恒温座、6烧杯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法，方法包括如下步骤：

S1：取容积为1L的烧杯，并将其放置到恒温实验箱内；

参阅图1-图4，本实施例还提供一种用于上述制备方法的智能生产设备，包括放置台1，放置台1的一侧连接有背板2，背板2上设有测温组件3，放置台1的中部设有凹槽4，凹槽4内活动连接有恒温座5，恒温座5上放置有烧杯6。

测温组件3包括与背板2滑动连接的滑动机构31、与滑动机构31相连接的测温机构32，测温机构32的下端设置有调节机构33，测温机构32的侧壁设有搅拌机构34；工作时，通过滑动机构31可以带动测温机构32、调节机构33和搅拌机构34进入到烧杯6内，实现对烧杯6内实验液体的测温和搅拌。

参阅图2和图3，滑动机构31包括设置在背板2靠近凹槽4一侧的T型滑槽311，T型滑槽311内滑动连接有电动滑块312，电动滑块312上设置有延长杆313，延长杆313远离电动滑块312一侧设有搅拌电机。

搅拌电机的输出轴通过联轴器连接有限位板314，限位板314设置在测温杆321内，且测温杆321内壁和限位板314之间设置有防护弹簧315，测温杆321的上端还设置有推动杆316。

具体地，通过电动滑块312在T型滑槽311内滑动带动延长杆313移动，而延长杆313的移动即可带动搅拌电机以及与限位板314相连接的测温机构32、与测温机构32相连接的调节机构33和搅拌机构34移动，实现将测温机构32、调节机构33和搅拌机构34移动至烧杯6内部。

参阅图2和图4，调节机构33包括设置在测温机构32侧壁的第一轴承331，第一轴承331的外圈下端沿其周向方向均匀设有伸缩杆332，伸缩杆332下端连接有连接环333，测温机构32下端设有收纳筒334，收纳筒334下端设有卡槽335。

连接环333内侧设有第二轴承336，第二轴承336的内圈设有螺纹筒337，螺纹筒337内螺纹连接有螺纹杆338，螺纹筒337上端设有与卡槽335相适应的卡杆339，螺纹杆338下端连接有底座3310，底座3310下端设有吸盘3311，吸盘3311直径大于底座3310的直径，吸盘3311直径小于烧杯6直径。

具体地，根据烧杯6内固态反应物的多少，调节红外温度计322测温端距离底部到合适的高度，详细为：向下按压推动杆316带动测温杆321向下移动，使得卡槽335与卡杆339卡合，并且进一步用来保障吸盘3311吸附到烧杯6底部，此时转动测温杆321，在第一轴承331和第二轴承336的作用下，测温杆321会通过卡槽335与卡杆339的卡合带动螺纹筒337转动，又由于螺纹杆338下端的底座3310通过吸盘3311吸附在烧杯6底部，此时转动测温杆321则会收缩螺纹筒337与底座3310之间的距离，相反转动则会增加螺纹筒337与底座3310之间的距离，从而根据实际需要调节红外温度计322测温端在烧杯6内的位置，保障测温较为合理，即尽可能避开反应发热的固态物体，保障红外温度计322测得温度的合理准确。

进一步地，由于测温杆321下端调节机构33的设置，使得测温杆321在实现搅动功能时有一个稳定的支撑点，保障搅动运行平稳。

更进一步地，由于设置吸盘3311直径大于底座3310的直径，吸盘3311直径小于烧杯6直径，且恒温座5是滑动设置的，当需要取出红外温度计322时，只需移动恒温座5，使得吸盘3311与烧杯6底部分离即可，当吸盘3311无法通过转动烧杯6分离时，只需移动恒温座5，使得吸盘3311贴近烧杯6侧壁，由于吸盘3311直径大于底座3310，在靠近烧杯6侧壁时更容易使得吸盘3311与烧杯6分离。

参阅图2、图3和图4，测温机构32包括设置在滑动机构31下端的测温杆321，测温杆321侧壁均匀设有观测口325，观察口地设置方便观测红外温度计322地温度，测温杆321内设置有红外温度计322，红外温度计322的上端通过圆板323与测温杆321的内壁相连接，测温杆321的下端设有用于防护红外温度计322的防护盖324，防护盖324为镂空结构，且包裹有防护网341，保障红外温度计322的测温端既与溶液接触，测温准确，又能够避免搅拌卷起的固体将红外温度计322打破，防护盖324的下端设有收纳筒334。

具体地，测温杆321为了用来限位红外温度计322并对红外温度计322形成保护；收纳筒334是为了在调节红外温度计322测温端到合适的高度时，实现对螺纹杆338的收纳，避免损坏红外温度计322的测温端。

参阅图2、图3和图4，搅拌机构34包括设置在第一轴承331外侧壁的防护网341，测温杆321上端侧壁均匀设有挡流板342，测温杆321下端侧壁均匀设有搅拌板343，挡流板342成弧形结构，且挡流板342与搅拌板343间隔设置。

具体地，防护网341的设置能够尽可能的减少搅拌时将颗粒卷起，挡流板342呈弧形结构，在搅拌板343搅动实验液体时，能够在靠近烧杯6侧壁的位置形成回流，保障搅拌时溶液搅动充分，且搅拌板343与挡流板342的间隔设置，是为了保障挡流板342能够充分阻挡搅拌板343搅起的溶液，在这一过程中，由于搅拌板343与挡流板342同轴设置，而搅拌板343搅动溶液向上需要一定的时间，在此将搅拌板343与挡流板342间隔设置，能够充分保障挡流板342作用于搅拌板343搅动起的向上的水流，并在挡流板342的作用下使得水流沿烧杯6侧壁回流到烧杯6下端，实现搅拌时烧杯6内溶液的充分搅动与融合。

需要补充说明的是，由于滑动机构31与测温机构32通过限位板314和防护弹簧315相连接，因此，测温机构32在滑动机构31上具有一定的伸缩性，且伸缩杆332与防护弹簧315相配合，更加保障测温机构32在滑动机构31上有伸缩性，当在搅动时遇到卡料等情况时，测温机构32在滑动机构31上的伸缩性则充分保障了测温机构32侧壁的搅拌机构34具有可上下活动的空间，充分避免了卡料等情况的发生。

此外还需补充的是，由于该制备材料需要有化学反应，因此在制作测温组件的材料选择方面，需要根据实验特性选择耐酸、耐碱、耐腐蚀等材料制作，避免材料与溶液发生化学反应，进而影响实验结果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1：取容积为1L的烧杯，并将其放置到恒温实验箱内；

S5：在S4完成后，取出烧杯，利用余热加入12.5ml双氧水对残留的石墨进一步氧化，去除上层清液后用5%的HCI清洗3次，再用蒸馏水洗涤，最后用 8000r/min 的离心机洗涤至接近中性，将滤液装入透析袋中置于流动的清水中透析一周，制备得到氧化石墨烯分散液；

S6：在S5完成后，在水浴 70 ～ 80 ℃ 的条件下，将异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二醇加入氧化石墨烯分散液中制得聚氨酯氧化石墨烯复合材料预聚体后，通过一系列扩链反应制得复合材料。

2.一种用于权利要求1所述的环保抑菌性聚氨酯复合材料制备方法的智能生产设备，其特征在于：包括放置台（1），所述放置台（1）的一侧连接有背板（2），所述背板（2）上设有测温组件（3），所述放置台（1）的中部设有凹槽（4），所述凹槽（4）内活动连接有恒温座（5），所述恒温座（5）上放置有烧杯（6）；

所述测温组件（3）包括与所述背板（2）滑动连接的滑动机构（31）、与所述滑动机构（31）相连接的测温机构（32），所述测温机构（32）的下端设置有调节机构（33），所述测温机构（32）的侧壁设有搅拌机构（34）；

其中，所述调节机构（33）包括设置在所述测温机构（32）侧壁的第一轴承（331），所述第一轴承（331）的外圈下端沿其周向方向均匀设有伸缩杆（332），所述伸缩杆（332）下端连接有连接环（333），所述测温机构（32）下端设有收纳筒（334），所述收纳筒（334）下端设有卡槽（335）；

所述连接环（333）内侧设有第二轴承（336），所述第二轴承（336）的内圈设有螺纹筒（337），所述螺纹筒（337）内螺纹连接有螺纹杆（338），所述螺纹筒（337）上端设有与所述卡槽（335）相适应的卡杆（339），所述螺纹杆（338）下端连接有底座（3310），所述底座（3310）下端设有吸盘（3311）。

3.根据权利要求2所述的智能生产设备，其特征在于：所述测温机构（32）包括设置在所述滑动机构（31）下端的测温杆（321），所述测温杆（321）内设置有红外温度计（322），所述红外温度计（322）的上端通过圆板（323）与所述测温杆（321）的内壁相连接，所述测温杆（321）的下端设有用于防护所述红外温度计（322）的防护盖（324），所述防护盖（324）的下端设有收纳筒（334）。

4.根据权利要求2或3所述的智能生产设备，其特征在于：所述搅拌机构（34）包括设置在所述第一轴承（331）外侧壁的防护网（341），所述测温杆（321）上端侧壁均匀设有挡流板（342），所述测温杆（321）下端侧壁均匀设有搅拌板（343）。

5.根据权利要求2-4所述的智能生产设备，其特征在于：所述滑动机构（31）包括设置在所述背板（2）靠近所述凹槽（4）一侧的T型滑槽（311），所述T型滑槽（311）内滑动连接有电动滑块（312），所述电动滑块（312）上设置有延长杆（313），所述延长杆（313）远离所述电动滑块（312）一侧设有搅拌电机。

6.根据权利要求5所述的智能生产设备，其特征在于：所述搅拌电机的输出轴通过联轴器连接有限位板（314），所述限位板（314）设置在所述测温杆（321）内，且所述测温杆（321）内壁和所述限位板（314）之间设置有防护弹簧（315），所述测温杆（321）的上端还设置有推动杆（316）。

7.根据权利要求2所述的智能生产设备，其特征在于：所述吸盘（3311）直径大于所述底座（3310）的直径。

8.根据权利要求3所述的智能生产设备，其特征在于：所述测温杆（321）侧壁均匀设有观测口（325）。

9.根据权利要求4所述的智能生产设备，其特征在于：所述挡流板（342）成弧形结构，且所述挡流板（342）与所述搅拌板（343）间隔设置。

10.根据权利要求2所述的智能生产设备，其特征在于：所述红外温度计采用非制冷红外测温计。