CN115181242B - 可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料、桥梁支座及制备方法 - Google Patents

可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料、桥梁支座及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料、桥梁支座及制备方法，属于工程减振技术材料领域，包括以下质量比的组份：聚四亚甲基醚二醇42～68份、3‑甲基四氢呋喃或聚四氢呋喃醚二醇20～40份、甲苯二异氰酸酯10～25份、小分子量聚醚预聚体1～20份、3,3'‑二氯‑4,4'‑二氨基二苯基甲烷15～25份。本发明还公开了弹性材料和桥梁支座的制备方法。本发明通过按照设定重量配比进行配制，引入含侧甲基的3MCPG材料，降低分子转动所需势垒，使软段和硬段形成更好的微相分离，限制弹性体内部的结晶，使得弹性体在低温下抵抗变硬的能力增强，因此能有效解决低温环境中发生结晶硬化这一技术难题。

Description

可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料、桥梁支座及制备方法
技术领域
本发明属于工程减振技术领域，涉及一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料和制备方法以及应用该聚氨酯弹性材料制作的桥梁支座及制备方法。
背景技术
浇注型聚氨酯弹性体(CPU)是一种新兴的有机高分子材料，聚氨酯产品具有耐磨、弹性好、耐冲击、耐腐蚀的特性，聚氨酯有“耐磨王”之称。在实际应用中，其结构特点使其具有优异的耐磨性，以“耐磨橡胶”著称，它与金属材料相比具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点。与塑料相比具有不发脆等优点，多作为橡胶制品的更新换代产品，并且还具有耐油，耐酸、碱，耐射线辐射等优异性能，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。在耐磨性方面是弹性体中最好的，其较高的强度是普通橡胶的3～5倍，其伸长率能够达到普通橡胶的500%-1500%，还具有高弹性，负载支撑容量大，减震效果好，同时硬度范围宽，能够达到邵氏a20～邵氏d70。
现有技术的聚氨酯弹性材料制成的桥梁支座具有稳定的力学性能和良好的耐天候性能，但是在耐低温试验中与绝大多数阻尼型材料一样，都存在结晶硬化的现象，结晶硬化后会影响性能，严重影响工程应用。例如：专利公开号为：CN111944118A，公开日为：2020年11月17日的发明专利申请公开了一种阻尼型高承载力聚氨酯弹性体材料及制备方法和用途，以及其它现有的聚氨酯弹性材料都普遍存在低温结晶硬化的技术问题，隔震支座低温结晶变硬将导致隔震结构的刚度变化，导致结构响应与常温下的设计方法产生较大差异，需要进行单独验算，不利于阻尼型隔震支座在低温地区的推广应用，阻尼型聚氨酯弹性材料在低温结晶硬化是国内外的技术难题，一直没能得到有效的攻克。
现有的聚氨酯浇注机一般采用计量泵对化工原料进行混合处理，计量泵的工作原理是计量泵的电机旋转运动，带动蜗杆转动。蜗杆通过蜗轮机构和偏心轮的作用，得到连杆的往复运动。连杆推动活塞使活塞在计量泵工作室内作往复运动。当活塞向左运动时，计量泵腔内形成真空，吸入阀打开，排出阀关闭，液体进入计量泵腔；当活塞向右运动时，此时吸入阀关闭，排出阀打开，液体从排出阀排出。当按重量百分比混合液体时，由于液体粘度不同以及液体内留存的空气造成计量泵计量不准确，从而对聚氨酯的加工造成影响。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料、桥梁支座及制备方法，通过按照设定重量配比进行配制，引入含侧甲基的3MCPG材料，降低分子转动所需势垒，使软段和硬段形成更好的微相分离，限制弹性体内部的结晶，使得弹性体在低温下抵抗变硬的能力增强，因此能有效解决低温环境中发生结晶硬化这一技术难题。
本发明是这样实现的：本发明涉及一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料，包括以下质量比的组份：聚四亚甲基醚二醇42～68份、3-甲基四氢呋喃或聚四氢呋喃醚二醇20～40份、甲苯二异氰酸酯10～25份、小分子量聚醚预聚体1～20份、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷15～25份。
优选的，所述3-甲基四氢呋喃采用3MCPG-14000。
优选的，所述聚四氢呋喃醚二醇采用PTMEG-1000。
本发明涉及一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先将10～25份的甲苯二异氰酸酯和42～68份的聚四亚甲基醚二醇形成的GF-2预聚体投入混合装置的A罐，待料加完后加热至80℃-85℃，边搅拌边抽真空30-35分钟停止搅拌，观察灯视镜，当罐中基本无气泡时再在无搅拌状态下抽真空10-15分钟，形成A料；
S2、同时将15～25份3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷的固体颗粒加热至其溶化并抽料进混合装置的B罐，待料加完后，边搅拌边抽真空，加热升温至120℃-130℃进行保温，形成B料；
S3、将1～20份的小分子量聚醚预聚体、20～40份3-甲基四氢呋喃或聚四氢呋喃醚二醇在常温下混合，再加热到70-100℃，以每分钟2500~3000转的转速进行搅拌，搅拌过程中心温度不超过120℃，如果超过120℃停止搅拌，降至70-100摄氏度，再重新搅拌，搅拌时间累计要达到30~50分钟；冷却至室温；液体投入到混合装置的C罐中，待料加完后加热至90-100℃，边搅拌边排气抽真空30-35分钟，停止搅拌，观察灯视镜，当罐中基本无气泡时再静抽10-15分钟，形成C料；
S4、再对A料、B料和C料按照重量比100：33~40：13.2~19.34的配比进行配制，配制过程中通过单独的电子秤对A料、B料和C料进行实时重量监测，保证A料、B料和C料始终满足配比要求，并通过混合装置上的聚氨酯浇注机完成浇筑。
优选的，混合装置包括：聚氨酯浇注机，聚氨酯浇注机上设有用于将物料计量泵入聚氨酯浇注机内的计量泵；
三个存储罐，分别为A罐、B罐和C罐，所述A罐、B罐和C罐均包括外罐和置于外罐内的容器组件，容器组件与外罐内腔壁间隔开设置，使得容器组件自重不受到外罐内腔壁的影响；
一个控制器，用于控制聚氨酯浇注机、计量泵和A罐、B罐和C罐的工作状态；
所述容器组件包括上端开口的容器，容器固定设置在第一底座上，第一底座上设有加热容器的电加热装置和检测容器内物料温度的温度传感器，温度传感器的测温探头向上延伸至容器内的底部，温度传感器与控制器连接，控制器接收温度传感器信号并控制电加热装置通断；
所述外罐为密封罐，外罐包括罐体和罐盖，罐体和罐盖密封配合，罐盖上固定密封连接有抽真空接头、搅拌装置和排料管，
所述抽真空接头与抽真空泵连接，用于对外罐抽真空；
所述罐体内的底部固定设置有第二底座，第二底座上固定安装有电子秤，电子秤上端设有称盘，所述容器组件通过所述第一底座平置于所述称盘上，所述称盘与电子秤上的重力感应装置连接，所述重力感应装置通过信号线与所述控制器连接；
所述搅拌装置上的搅拌轴向下延伸至容器内，搅拌轴上设有搅拌片，搅拌轴以及其上的搅拌片用于对容器内的物料搅拌；
所述排料管与所述罐盖一一对应固定密封连接，所述排料管进口端向下延伸至所述容器内，排料管用于将容器内的物料导出外罐外；
计量泵有三个，三个计量泵分别与控制器连接并受控制器控制，三个计量泵进口端分别与A罐、B罐和C罐上的排料管的出口端一一对应连通。
优选的，还包括有三个电磁阀，三个电磁阀分别安装在A罐、B罐和C罐上的排料管上，三个电磁阀分别与控制器连接并受控制器控制，三个电磁阀用于控制排料管通断。
优选的，还包括有电磁吸盘，数个电磁吸盘安装在所述第二底座上，数个电磁吸盘围绕所述电子秤外圆周分布，所述第一底座底端设有用于与所述电磁吸盘磁吸配合的铁片，数个铁片沿上下方向与所述电磁吸盘一一对应。
优选的，还包括有数个升降装置，每个升降装置一一对应所述电磁吸盘，升降装置固定安装在第二底座上，升降装置设有能带动所述电磁吸盘上下来回移动的电动推杆，所述电磁吸盘固定安装在电动推杆上端。
本发明涉及一种应用上述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料制作的桥梁支座及制备方法，包括如下步骤：
S1、弹性材料浇筑前的组装：
将按照设计尺寸切料，制作成桥梁支座的加劲钢板和内连接钢板；然后去毛刺处理，毛刺处理后进行喷丸清理和较平，并在加劲钢板和内连接钢板上涂刷好粘结剂；利用事先喷涂了脱模剂的模具将加工好的聚氨酯垫圈与加劲钢板进行定位组装成整体，并将模具预热1h，预热温度至120-140℃；保证模具内外温度一致，然后将模具取出；
S2、浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料：
将耐低温型聚氨酯弹性材料冷却至85℃，利用浇注管沿模具壁在6-8分钟内浇注满模腔；
S3、硫化作业：
浇筑完成后，在硫化平台上进行一次硫化，加热温度为100℃-130℃，持续时间1-2小时；随后在硫化平台上进行二次硫化，加热温度为110℃-120℃，在硫化过程中，保持模具本体中心温度达到120℃后，持续一个小时，然后放入100℃恒温箱10-12小时；
S4、冷却、修整：
硫化作业完成后，待自然冷却后脱模，并进行修边整理，形成桥梁支座；
S5、组装成品：
将已完成了喷丸清理的外连接钢板与桥梁支座组装成品。
本发明具有的优点和技术效果：
1．本发明提出了具有耐寒型可浇筑聚氨酯材料的配方，该配方在原配方高模量大变形和全天耐候性的基础上，以不改变常温下隔震材料力学指标为前提，实现了耐寒特性，改进后配方的玻璃化转换温度从-29.3℃提升至-57.9℃ ℃。
2．本发明在原两组分配方的支座浇筑流程基础上，根据新配方的需要，明确了三组分聚氨酯弹性材料的手工浇筑方法和支座的生产流程。
3.本发明实现了满足桥梁隔震需求的耐寒型阻尼型聚氨酯材料，使其可满足国家桥梁隔震支座规范中要求的-20℃下水平等效刚度相对常温不超过30%的需求，使其不需要对寒冷地区的抗震需求进行验算，拓宽了聚氨酯叠层弹性体支座的推广使用范围。
4．本发明制造工艺合理，生产周期短，在低温环境中不会发生结晶硬化，力学性能优异，使用寿命长，有效解决了低温环境中发生结晶硬化的技术难题。
5.本申请中，搅拌装置和排料管均安装在外罐上且悬空在容器内，这样的结构设计使得电子秤采集到的容器内重量变化只随着物料的增加或减少而改变，从而方便对容器内物料重量变动进行采集，克服了现有罐子中因排料管及排料管上连接的部件对容器重量的影响，使得对物料重量的采集更加准确；在控制器实时接收容器被抽出物料的质量信息时，通过控制计量泵工作状态，使得三个容器内物料的抽出质量始终满足A料、B料和C料按重量比，这样A料、B料和C料排出量始终满足设计的质量比要求，抽出的物料通过聚氨酯浇注机的高速转头混合后即可浇筑，从而保证产品浇筑质量，有利于高质量批量生产加工产品。
附图说明
图1是现有技术配方的分子结构示意图；
图2是本发明改进配方的分子结构示意图；
图3是本发明的桥梁制作制备方法工艺流程示意图；
图4是本发明实施例中不同配比下玻璃化转换温度对比图；
图5是图4实施例中不同配比下损耗模量对比图；
图6是本发明混合装置实施例的结构示意图；
图7为本发明混合装置中A罐或B罐或C罐实施例的结构示意图；
图8为本发明混合装置实施例中外罐分解开的结构示意图；
图9为本发明混合装置实施例中容器组件的结构示意图；
图10为本发明混合装置实施例中电路控制原理图。
附图中：1-A罐；2-B罐；3-C罐；4-搅拌装置；5-抽真空接头；6-排料管；7-电磁阀；8-容器；9-罐体；10-罐盖；11-第一底座；12-第二底座；13-电加热装置；14-温度传感器；15-电动推杆；16-电磁吸盘；17-计量泵；18-聚氨酯浇注机；19-电子秤；20-铁片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案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。
请参阅图1至图5；本发明涉及一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料，包括以下质量比组份的化工原料：聚四亚甲基醚二醇（英文缩写：PTMEG）42～68份、3-甲基四氢呋喃或聚四氢呋喃醚二醇20～40份、甲苯二异氰酸酯10～25份、小分子量聚醚预聚体（英文缩写：HTPP）1～20份、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(英文缩写：MOCA)15～25份。
优选的，所述3-甲基四氢呋喃采用3MCPG-14000。
优选的，所述聚四氢呋喃醚二醇采用PTMEG-1000。
本发明涉及一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先将10～25份的甲苯二异氰酸酯（英文缩写：TDI）和42～68份的聚四亚甲基醚二醇（英文缩写：PTMEG）形成的GF-2预聚体投入混合装置的A罐1的容器内，待料加完后加热至80℃-85℃，边搅拌边抽真空30-35分钟停止搅拌，观察灯视镜，当罐中基本无气泡时再在无搅拌状态下抽真空10-15分钟，形成A料；
S2、同时将15～25份3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷的固体颗粒加热至其溶化并抽料进混合装置的B罐2的容器内，待料加完后，边搅拌边抽真空，加热升温至120℃-130℃进行保温，形成B料；
S3、将1～20份的小分子量聚醚预聚体、20～40份3-甲基四氢呋喃或聚四氢呋喃醚二醇在常温下混合，再加热到70-100℃，以每分钟2500~3000转的转速进行搅拌，搅拌过程中心温度不超过120℃，如果超过120℃停止搅拌，降至70-100摄氏度，再重新搅拌，搅拌时间累计要达到30~50分钟；冷却至室温；液体投入到混合装置的C罐3的容器内，待料加完后加热至90-100℃，边搅拌边排气抽真空30-35分钟，停止搅拌，观察灯视镜，当罐中基本无气泡时再静抽10-15分钟，形成C料；
S4、再对A料、B料和C料按照重量比100：33~40：13.2~19.34的配比进行配制，配制过程中通过单独的电子秤对A料、B料和C料进行实时重量监测，保证A料、B料和C料始终满足配比要求，并通过混合装置上的聚氨酯浇注机完成浇筑。
上述方法中涉及的为专用混合装置，请参阅图6至图10，具体来说混合装置包括：
聚氨酯浇注机18，聚氨酯浇注机18上设有用于将物料计量泵入聚氨酯浇注机内的计量泵17；
三个存储罐，分别为A罐1、B罐2和C罐3，所述A罐1、B罐2和C罐3均包括外罐和置于外罐内的容器组件，容器组件与外罐内腔壁间隔开设置，使得容器组件自重不受到外罐内腔壁的影响；
一个控制器，用于控制聚氨酯浇注机、计量泵和A罐、B罐和C罐的工作状态；
所述容器组件包括上端开口的容器8，容器8固定设置在第一底座11上，第一底座11上设有加热容器8的电加热装置13和检测容器8内物料温度的温度传感器14，温度传感器14的测温探头向上延伸至容器8内的底部，温度传感器14与控制器连接，控制器接收温度传感器14信号并控制电加热装置13通断；
所述外罐为密封罐，外罐包括罐体9和罐盖10，罐体9和罐盖10密封配合，罐盖10上固定密封连接有抽真空接头5、搅拌装置4和排料管6，
所述抽真空接头5与抽真空泵连接，用于对外罐抽真空；搅拌装置4用于搅拌物料；
所述罐体9内的底部固定设置有第二底座12，第二底座12上固定安装有电子秤19，电子秤19上端设有称盘，容器组件通过第一底座11平置于称盘上，称盘与电子秤19上的重力感应装置连接，重力感应装置通过信号线与控制器信号连接；
所述搅拌装置4上的搅拌轴向下延伸至容器8内，搅拌轴上设有搅拌片，搅拌轴以及其上的搅拌片用于对容器8内的物料搅拌；
所述排料管6与罐盖10一一对应固定密封连接，排料管6进口端向下延伸至所述容器8内，排料管6通过与计量泵17配合，用于将容器8内的物料导出外罐外并泵入聚氨酯浇注机18；
聚氨酯浇注机18上的计量泵17有三个，三个计量泵17分别与控制器连接并受控制器控制，三个计量泵17进口端分别与A罐1、B罐2和C罐3上的排料管6的出口端一一对应连通。
优选的，还包括有三个电磁阀7，三个电磁阀7分别对应安装在A罐1、B罐2和C罐3上的排料管6上，三个电磁阀7分别与控制器连接并受控制器控制，三个电磁阀7用于控制排料管6通断。
优选的，还包括有电磁吸盘16，数个电磁吸盘16安装在第二底座12上，数个电磁吸盘16围绕所述电子秤19外围分布，第一底座11底端设有用于与电磁吸盘16磁吸配合的铁片20，数个铁片20沿上下方向与电磁吸盘16一一对应。
优选的，还包括有数个升降装置，每个升降装置一一对应所述电磁吸盘，升降装置固定安装在第二底座12上，升降装置设有能带动所述电磁吸盘16上下来回移动的电动推杆15，电动推杆15一一对应电磁吸盘16，电动推杆15与控制器连接并受控制器控制，所述电磁吸盘固定安装在电动推杆上端。
工作时，控制器控制电动推杆15伸缩运动，电动推杆15用于调整电磁吸盘16上下位置，这样的结构设计作用在于：在搅拌时，电磁吸盘16上升并与铁片20磁吸来稳定住第一底座11，避免搅拌过程中容器8晃动；当搅拌结束后，进行称重信息采集时，将电磁吸盘16断电并下降，使得电磁吸盘16与铁片20脱离并分隔开，从而避免铁片20磁化后与电磁吸盘16之间因为过于接近而存在磁吸力而影响电子秤19对容器8物料重量的采集。
本发明还涉及一种应用可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料制作的桥梁支座的方法：包括如下步骤：
S1、弹性材料浇筑前的组装：
将按照设计尺寸切料，制作成桥梁支座的加劲钢板和内连接钢板；然后去毛刺处理，毛刺处理后进行喷丸清理和较平，并在加劲钢板和内连接钢板上涂刷好粘结剂；利用事先喷涂了脱模剂的模具将加工好的聚氨酯垫圈与加劲钢板进行定位组装成整体，并将模具预热1h，预热温度至120-140℃；保证模具内外温度一致，然后将模具取出；
S2、浇筑混合后的耐低温型聚氨酯弹性材料：
将混合后的耐低温型聚氨酯弹性材料冷却至85℃，利用浇注管沿模具壁在6-8分钟内浇注满模腔；
S3、硫化作业：
浇筑完成后，在硫化平台上进行一次硫化，加热温度为100℃-130℃，持续时间1-2小时；随后在硫化平台上进行二次硫化，加热温度为110℃-120℃，在硫化过程中，保持模具本体中心温度达到120℃后，持续一个小时，然后放入100℃恒温箱10-12小时；
S4、冷却、修整：
硫化作业完成后，待自然冷却后脱模，并进行修边整理，形成桥梁支座；
S5、组装成品：
将已完成了喷丸清理的外连接钢板与桥梁支座组装成品。
优选的，所述表面喷丸等级为Sa2.5。
参见说明书附图2，本发明的配方改进的原理是针对PTMEG结构规整，低温下弹性体容易结晶的缺点。采用含侧甲基的3MCPG（购买已知材料，侧甲基混合体，例如3MCPG）材料，3MPCG相对PTMEG的分子链规整性较差，分子转动所需要的势垒较低，且软段与硬段形成更好的微相分离，利用其侧甲基限制弹性体内部的结晶，使得其低温下抵抗变硬的能力增强。使得隔震支座在户外使用温度范围，即-40℃-60℃内，剪切力学性能的等效模量变化不超过±30%。
设计六种配比，其中配比1为老配方，配比方法如表1所示。对不同配比下材料进行了表征测试如：玻璃化转换温度DSC和损耗模量DMA进行测试，结果如图4和图5所示：
表1 研究配比表
Figure 422096DEST_PATH_IMAGE001
研究结果表明：在配方3的条件下，本项目研究需要的聚氨酯材料玻璃化转换温度从老配方的-30℃扩展到-40℃，在配方6的情况下玻璃化转换温度可达到-57℃，抗寒性能进一步增强。
根据GBT12830-2008对两种配方的材料进行不同温度下剪切模量测试实验，对比结果如下，请参阅表2：
表2 不同温度下CPUE材料剪切模量实验结果
Figure 670675DEST_PATH_IMAGE002
相比于原配方，-20℃的情况下新配方的聚氨酯材料的等效剪切模量增长从原来的70%下降为30%。具有良好的耐低温效果，符合当前隔震支座的设计需求。
实施例
浇筑前清洗、检测聚氨酯浇注机，以温州飞龙牌三组份自动浇注机为例。根据配比要求首先将含有TDI和PTMEG的GF-2预聚体投入A罐，待料加完后加热至80～85℃，边搅拌边抽真空30～35分钟，关闭A罐搅拌，观察灯视镜，罐中基本无气泡，再静抽10～15分钟。同时将根据配比要求的MOCA固体颗粒至B罐，待料加完后，加热至其溶化，边搅拌边抽真空，升温至120℃～130℃进行保温。将根据配比要求投入HTPP和3MPCG的混合液体投入到C罐中，待料加完后加热至75～80℃，边搅拌边抽真空30～35分钟，关闭C罐搅拌，观察灯视镜，罐中基本无气泡，再静抽10～15分钟。之后将配制的A料、B料和C料按重量比100：35.7：15.6进行配制。同时准备将加工好的加劲钢板与内连接钢板进行喷丸清理，表面喷丸等级为Sa2.5，并在钢板上涂好胶粘剂。之后，使用事先喷涂了脱模剂的模具将加工好的聚氨酯垫圈与钢板进行定位组装成整体，随后进行1h预热至115℃～120℃，用浇注管沿模具壁在6-8分钟内浇注满模腔；浇筑完成后，在硫化平台上进行一次硫化，加热温度为100℃-130℃，持续时间1-2小时；随后在硫化平台上进行二次硫化，加热温度为110℃-120℃，在硫化过程中，保持模具本体中心温度达到120℃后，持续一个小时，然后放入100℃恒温箱10-12小时；硫化作业完成后，待自然冷却后脱模，并进行修边整理，形成桥梁支座；将已完成了喷丸清理的外连接钢板与桥梁支座组装成品。
本实施例中电加热装置可采用发热丝的电加热装置。
本实施例中混合装置工作过程如下：
按百分比要求将物料放入A罐、B罐和C罐中，盖好罐盖，通过控制器控制电加热装置加热A罐、B罐和C罐中容器，达到设定温度后，温度传感器发送断电信号至控制器控制电加热装置进行保温操作；
实际使用时，抽真空泵通过气管连接抽真空接头，气管上连接有控制其通断的气阀，抽真空泵、气阀分别与控制器连接并受控制器控制；
然后，控制器控制电动推杆带动电磁吸盘上移至铁片下方位置，导通电磁吸盘磁吸住第一底座；
然后控制器控制气阀打开，控制抽真空泵启动，控制器控制搅拌装置启动开始搅拌，开始边搅拌边抽真空；
到达设定时间后，搅拌装置和抽真空泵停止，气阀关闭；
然后通过外罐上的透明视镜观察容器上的灯视镜，达到要求后再次启动抽真空泵，打开气阀进行静抽操作；
然后控制器控制电磁吸盘断电，电磁吸盘与铁片之间失去磁吸力；
然后控制电动推杆复位，电磁吸盘下移；
此时，容器以及其底部的第一底座置于电子秤上称重，电子秤的称重信息发送至控制器；
然后打开罐盖上的进气嘴，打开排料管上的电磁阀，三个容器与聚氨酯浇注机之间的管路导通，启动三个计量泵抽吸三个容器内的物料；
配制过程中通过电子秤实时监测A料、B料和C料重量变化，在控制器实时接收容器被抽出物料的质量信息，控制器实时控制计量泵工作状态，使得三个容器内物料的抽出质量始终满足A料、B料和C料按重量比100： 35.7：15.6，这样A料、B料和C料排出量始终满足设计的质量比要求，抽出的物料通过聚氨酯浇注机的高速转头混合后即可浇筑，从而保证产品浇筑质量，有利于高质量批量生产加工，避免现有技术中直接采用计量泵计量而造成的质量比不精确的缺点，有利于将小批量手工验证的最优质量比数据进行大批量生产，有利于提高产品竞争力。
本申请中，A料、B料和C料按重量比有多种比例，A料、B料和C料按重量比的变化不影响本申请的保护范围。
本申请中，罐体9底部一侧设置电源线和信号线插拔连接口，电源线和信号线插拔连接口与罐体9采用现有密封配合结构。电源线和信号线插拔连接口与罐体9之间密封结构的改变不影响本申请保护范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料，其特征在于，包括以下质量比的组份：聚四亚甲基醚二醇42～68份、3-甲基四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇20～40份、甲苯二异氰酸酯10～25份、小分子量聚醚预聚体1～20份、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷15～25份；
上述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料的具体制备方法包括以下步骤：
S1、首先将10～25份的甲苯二异氰酸酯和42～68份的聚四亚甲基醚二醇形成的GF-2预聚体投入混合装置的A罐，待料加完后加热至80℃-85℃，边搅拌边抽真空30-35分钟停止搅拌，观察灯视镜，当罐中基本无气泡时再在无搅拌状态下抽真空10-15分钟，形成A料；
S2、同时将15～25份3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷的固体颗粒加热至其溶化并抽料进混合装置的B罐，待料加完后，边搅拌边抽真空，加热升温至120℃-130℃进行保温，形成B料；
S3、将1～20份的小分子量聚醚预聚体、20～40份3-甲基四氢呋喃或聚四氢呋喃醚二醇在常温下混合，再加热到70-100℃，以每分钟2500~3000转的转速进行搅拌，搅拌过程中心温度不超过120℃，如果超过120℃停止搅拌，降至70-100摄氏度，再重新搅拌，搅拌时间累计要达到30~50分钟；冷却至室温；液体投入到混合装置的C罐中，待料加完后加热至90-100℃，边搅拌边排气抽真空30-35分钟，停止搅拌，观察灯视镜，当罐中基本无气泡时再静抽10-15分钟，形成C料；
S4、再对A料、B料和C料按照重量比100：33~40：13.2~19.34的配比进行配制，配制过程中通过单独的电子秤对A料、B料和C料进行实时重量监测，保证A料、B料和C料始终满足配比要求，并通过混合装置上的聚氨酯浇注机完成浇筑；
所述混合装置包括：聚氨酯浇注机，聚氨酯浇注机上设有用于将物料计量泵入聚氨酯浇注机内的计量泵；
三个存储罐，分别为A罐、B罐和C罐，所述A罐、B罐和C罐均包括外罐和置于外罐内的容器组件，容器组件与外罐内腔壁间隔开设置，使得容器组件自重不受到外罐内腔壁的影响；
一个控制器；用于控制聚氨酯浇注机、计量泵和A罐、B罐和C罐的工作状态；
所述容器组件包括上端开口的容器，容器固定设置在第一底座上，第一底座上设有加热容器的电加热装置和检测容器内物料温度的温度传感器，温度传感器的测温探头向上延伸至容器内的底部，温度传感器与控制器连接，控制器接收温度传感器信号并控制电加热装置通断；
所述外罐为密封罐，外罐包括罐体和罐盖，罐体和罐盖密封配合，罐盖上固定密封连接有抽真空接头、搅拌装置和排料管；
所述抽真空接头与抽真空泵连接，用于对外罐抽真空；
在所述罐体内底部上固定设置有第二底座，第二底座上固定安装有电子秤，电子秤上端设有称盘，所述容器组件通过所述第一底座平置于所述称盘上，所述称盘与电子秤上的重力感应装置连接，所述重力感应装置通过信号线与所述控制器连接；
所述搅拌装置的搅拌轴向下延伸至容器内，搅拌轴上设有搅拌片，搅拌轴以及其上的搅拌片用于对容器内的物料搅拌；
所述排料管与所述罐盖一一对应固定密封连接，所述排料管进口端向下延伸至所述容器内，排料管用于将容器内的物料导出外罐外；
计量泵有三个，三个计量泵分别与控制器连接并受控制器控制，三个计量泵进口端分别与A罐、B罐和C罐上的排料管的出口端一一对应连通。
2.根据权利要求1所述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料，其特征在于：所述3-甲基四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇采用3MCPG-14000。
3.根据权利要求1所述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料，其特征在于：所述聚四亚甲基醚二醇采用PTMEG-1000。
4.根据权利要求1所述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料的制备方法，其特征在于：所述混合装置还包括有三个电磁阀，三个电磁阀分别安装在A罐、B罐和C罐上的排料管上，三个电磁阀分别与控制器连接并受控制器控制，三个电磁阀用于控制排料管通断。
5.根据权利要求4所述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料的制备方法，其特征在于：所述混合装置还包括有数个电磁吸盘，数个电磁吸盘安装在所述第二底座上，数个电磁吸盘围绕所述电子秤外圆周分布，所述第一底座底端设有用于与所述电磁吸盘磁吸配合的数个铁片，数个铁片沿上下方向与所述电磁吸盘一一对应。
6.根据权利要求5所述可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料的制备方法，其特征在于：所述混合装置还包括有数个升降装置，每个升降装置一一对应所述电磁吸盘，升降装置固定安装在第二底座上，升降装置设有能带动所述电磁吸盘上下来回移动的电动推杆，所述电磁吸盘固定安装在电动推杆上端。
7.一种桥梁支座，其特征在于，应用上述权利要求1至3任一项所述的可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料制作。
8.一种如权利要求7所述桥梁支座的制备方法：其特征在于，包括如下步骤：
S1、弹性材料浇筑前的组装：
将按照设计尺寸切料，制作成桥梁支座的加劲钢板和内连接钢板；然后去毛刺处理，毛刺处理后进行喷丸清理和较平，并在加劲钢板和内连接钢板上涂刷好粘结剂；利用事先喷涂了脱模剂的模具将加工好的聚氨酯垫圈与加劲钢板进行定位组装成整体，并将模具预热1h，预热温度至120-140℃；保证模具内外温度一致，然后将模具取出；
S2、浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料：
将可浇筑耐低温型聚氨酯弹性材料冷却至85℃，利用浇注管沿模具壁在6-8分钟内浇注满模腔；
S3、硫化作业：
浇筑完成后，在硫化平台上进行一次硫化，加热温度为100℃-130℃，持续时间1-2小时；随后在硫化平台上进行二次硫化，加热温度为110℃-120℃，在硫化过程中，保持模具本体中心温度达到120℃后，持续一个小时，然后放入100℃恒温箱10-12小时；
S4、冷却、修整：
硫化作业完成后，待自然冷却后脱模，并进行修边整理，形成桥梁支座；
S5、组装成品：
将已完成了喷丸清理的外连接钢板与桥梁支座组装成品。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20221014

Assignee: Guangdong Xinhui Technology Co.,Ltd.

Assignor: DUNHUDA (WUHAN) TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980046313

Denomination of invention: Pourable low-temperature resistant polyurethane elastic material, bridge support, and preparation method

Granted publication date: 20221220

License type: Common License

Record date: 20231109

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