CN115181244A - 一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，属于聚氨酯筛板技术领域，采用亲水聚醚多元醇合成亲水链段，采用半预聚体法，用聚酯多元醇和TDI制备了筛浆高效聚氨酯筛板浇注物料，粘度、凝胶固化时间适中，且具有一定的亲水性，在吸收水分后，发生一定的膨胀外张，使聚氨酯筛板的孔径变小，浇注的一定孔径的筛板；在浆体过滤时，细浆通过筛孔，吸收水分，发生膨胀后，孔径变小，需要保留在筛板之上的固体物质得到截留，同时可用水在筛板上方反复清洗，使需要通过的浆体充分通过，筛选效率高，无需复杂繁琐的机械配合控制筛孔孔径，适合高效筛浆，减少多段筛选，纸浆筛选中减少了造纸纤维的流失，煤浆筛选中，减少了超粒、杂物的产生。

Description

一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯筛板技术领域，具体涉及一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法。
背景技术
料浆的过滤是料浆经一定孔径的网孔筛板将粗大的固体物质与浆体分离，包括煤浆过筛、纸浆过筛、泥浆过筛等。例如煤浆过筛，制浆过程中必然会产生一部分超粒和混入某些杂物，它将给贮运和燃烧带来困难，所以产品在装入贮罐前应有杂物剔除环节，一般用可连续工作的筛过滤。例如纸粗浆中往往含有少量对造纸有害的杂质，如化学浆中的未蒸解分、纤维束、树皮；磨木浆中的粗木条、粗纤维束；还有外来杂质如砂石、金属杂物橡胶和塑料等。这些杂质不仅影响产品质量，而且还会损害设备，妨碍正常生产。因此，筛选的目的就是将这些杂质除去，以满足产品质量和正常生产的需要筛选是利用筛板筛孔的几何尺寸进行分选，以达到获得要求的浆料。纸浆的筛选是根据浆中杂质与纤维之间尺寸大小和形状的不同，细浆，又称良浆，通过筛板，而浆渣被截留而分离的生产过程。细浆通过筛板时需要一定的推动力，推动力主要来自筛板两侧浆流的静压差和机械运动产生的动压差。不同形式的推动力往往构成了不同结构形式的筛浆机。目前，纸浆的筛选不是一台设备或一种设备就能完成的，必须是多台的合理组合，从而构成完整合理的工艺流程，达到纯化纸浆的目的。一般在满足产品质量要求的前提下，所选流程与设备应占地面积小、费用低、纤维损失小、动力消耗少以及操作方便等。实际操作中，由于筛板筛孔大小是固定的，部分杂质仍会随着筛孔筛出如原浆经第一台筛浆机筛出后再进行一次或多次筛选，才能获得细腻的筛浆。多段筛选的目的是为了减少纤维的流失。当过筛次数过多时，不仅设备投资和动力消耗增加，而且总筛选效率下降。中国专利CN111335850A公开了可调节筛孔孔径的防砂筛管，适应过滤网不同的过滤筛选需求，来进一步的提高过滤网的适应性。而通过机械调节筛孔大小，仅是适用不同大小的物料，是可调节筛孔大小，来形成一网多用，并不能提高筛选效率。因筛选浆体，筛板孔径较小，即使通过机械配合形成可调节筛孔的筛板，其筛分效率低，结构复杂，操作困难。综上，有必要开发一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法。
一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，包括以下步骤：第一步、按重量份数计称量亲水聚醚多元醇9.8~10.0份、2，4-甲苯二异氰酸酯2.5~2.6份，将亲水聚醚多元醇在120~130℃下，进行1小时真空脱水至水含量小于0.5‰，冷却至60℃下时加入2，4-甲苯二异氰酸酯，控制反应温度在75~80℃之间，在搅拌状态下反应2小时，制得亲水预聚体；第二步、重量份数计，向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中加入聚酯多元醇100份，在100~110℃下真空脱水2~3h，然后降温至60℃，密闭备用，向反应釜中加入TDI46.75~50.99份，逐步加入脱过水的聚酯多元醇，控制反应温度75~85℃，氮气保护条件下反应1~3h后出料，控制NCO含量为12.5~13.5%，即得半预聚体，再混入步骤一制得的亲水预聚体，得组分A；第三步、B组分的制备向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中加入232.56~239.3份聚酯多元醇，在100~110℃下真空脱水2~3h，继而降温至60~70℃出料，即得B组分；第四步、按重量份数计整混合头计量泵比例，将组分A、组分B以及扩链剂159~163.6份，预热至45~60℃得预聚物，并加入预聚物质量13.9~14.3%的催化剂MOCA混合均匀脱气至基本无泡后；第五步：浇注；即得。
进一步的，所述第五步浇注包括以下步骤：1、将模具预热85~90℃，喷涂二甲基硅油脱模剂3~5g/m2，启动RIM机混合头电动机，开始浇注，浇入已预热的模具中，硫化20~25min后脱模，继续后硫化，即得；2、脱膜修整：将硫化后的聚氨酯筛板从筛板模具取下，然后人工对聚氨酯筛板进行修整处理，其中硫化温度为100℃-110℃，后硫化温度为100℃~110℃，时间为16h~24h。
进一步的，所述聚酯多元醇为亲水聚醚多元醇为环氧乙烷与环氧丙烷质量比为90:10~80∶20，分子量为3000~5000，官能度为2~4的聚醚多元醇。
进一步的，所述聚酯多元醇为聚丁二酸丁二醇酯二醇中的其中一种
进一步的，所述扩链剂为二甲硫基甲苯二胺。
本发明的有益效果：
反应注射成型是把高反应性的液体原料在反应器中完成聚合、交联、固化等反应，本发明RIM在生产过程中将原料的聚合反应和制品的模塑过程结合起来，因此简化了生产步骤，节省了能耗，已将预聚物中的一部分聚合多元醇转移到扩链体系中去，这种预聚物的游离异氧酸酯含量较高，另一组分B则由扩链剂及补加聚合多元醇组成。由于半预聚物法粘度较低，与扩链体系粘度相接近，其用量也大体相当，所以有利于掺和均一。得到的聚氨酯筛板性能佳、粘度低、易计量、易混合，亲水聚醚多元醇的引入，使本发明的聚氨酯筛板具有一定的吸水性能，产生较好的回弹性，可以和水分子中的氧原子彼此连接，形成氢键缔合作用。由于氢键的形成，因而聚合物链周围就变得容易与水结合而导致聚氨酯筛板发生一定的体积膨胀，进而导致聚氨酯的筛孔变小。在筛浆过程中，例如造纸细浆的筛选，细浆快速通过一定孔径的筛板，而在此过程中筛板吸水膨胀，筛孔孔径减小，此时用水冲洗筛板表面，由于筛孔的减小，浆渣被截留而分离，而无需在筛选的过程中，再次更换孔径更小的筛板，提高了筛选效率。并且晒干后，去除筛孔减小后的水份，即可重复利用。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
本申请无需复杂的机械配合，即可实现筛板的缩小，目前市面上也不存在相关的，依靠自身性质变化孔径的聚氨酯筛板，采用亲水聚醚多元醇合成亲水链段，采用半预聚体法，用聚酯多元醇和TD制备了筛浆高效聚氨酯筛板浇注物料，粘度、凝胶固化时间适中，且具有一定的亲水性，在吸收水分后，发生一定的膨胀外张，使聚氨酯筛板的孔径变小，浇注的一定孔径的筛板，在浆体过滤时，细浆通过筛孔，吸收水分，发生膨胀后，孔径变小，需要保留在筛板之上的固体物质得到截留，同时可用水在筛板上方反复清洗，使需要通过的浆体充分通过，筛选效率高，无需复杂繁琐的机械配合控制筛孔孔径，适合高效筛浆，减少多段筛选，纸浆筛选中减少了造纸纤维的流失，煤浆筛选中，减少了超粒、杂物的产生，可以应用在造纸、水煤浆筛选技术。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
聚丁二酸丁二醇酯二醇PBA-2000华大CMA-44，TDI-100，第一步、按重量份数计称量亲水聚醚多元醇10.0份、2，4-甲苯二异氰酸酯2.6份，将亲水聚醚多元醇在130℃下，进行1小时真空脱水至水含量小于0.5‰，冷却至60℃下时投入2，4-甲苯二异氰酸酯，控制反应温度在80℃之间，在搅拌状态下反应2小时，制得亲水预聚体；第二步、重量份数计，向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中投入聚酯多元醇100份，在110℃下真空脱水3h，然后降温至60℃，密闭备用，向反应釜中投入甲苯-2，4-二异氰酸酯TDI50.99份，逐渐投入脱过水至水含量小于0.5‰聚酯多元醇，控制反应温度85℃，氮气保护条件下反应3h后出料，控制NCO含量为13.5%，即得半预聚体，再混入步骤一制得的亲水预聚体，得组分A；第三步、B组分的制备向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中投入239.3份聚酯多元醇，在110℃下真空脱水3h，继而降温至70℃出料，NCO含量为8%，即得B组分；第四步、按重量份数计整混合头计量泵比例，将组分A、组分B以及扩链剂163.6份，预热至60℃得预聚物，并投入预聚物质量14.3%的苏州湘园催化剂MOCAⅠ型掺和均一，脱气至基本无泡后；第五步：浇注，浇注包括以下步骤：1、将模具预热90℃，喷涂PMX-200二甲基硅油脱模剂5g/m2，开启RIM机混合头电动机，开始浇注，压力10.5MPa，浇入已预热的模具中，硫化25min后脱模，继续后硫化，即得；2、脱膜修缮：将硫化后的聚氨酯筛板从筛板模具卸下，人工对聚氨酯筛板进行修缮处理，其中硫化温度为110℃，后硫化温度为110℃，时间为24h；即得B-1-500×300×20-85A-聚酯型聚氨酯筛板。所述聚酯多元醇为亲水聚醚多元醇为环氧乙烷与环氧丙烷质量比为90:10，分子量为3000，官能度为2的聚醚多元醇金山东大SD-40，上述扩链剂为二甲硫基甲苯二胺海瑞宝新E300。
实施例2
聚丁二酸丁二醇酯二醇PBA-2000华大CMA-44，TDI-100，第一步、按重量份数计称量亲水聚醚多元醇9.8份、2，4-甲苯二异氰酸酯2.5份，将亲水聚醚多元醇在120℃下，进行1小时真空脱水至水含量小于0.5‰，冷却至60℃下时投入2，4-甲苯二异氰酸酯，控制反应温度在75℃之间，在搅拌状态下反应2小时，制得亲水预聚体；第二步、重量份数计，向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中投入聚酯多元醇100份，在100℃下真空脱水2h，继而降温至60℃，密闭备用，向反应釜中投入TDI46.75份，逐步投入脱过水至水含量小于0.5‰的聚酯多元醇，控制反应温度75℃，氮气保护条件下反应1h后出料，控制NCO含量为12.5%，即得半预聚体，再混入步骤一制得的亲水预聚体，得组分A；第三步、B组分的制备向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中投入232.56份聚酯多元醇，在100℃下真空脱水2h，继而降温至60℃出料，NCO含量为8%，即得B组分；第四步、按重量份数计整混合头计量泵比例，将组分A、组分B以及扩链剂159份，预热至45℃，并投入催化剂湘园MOCAⅠ型掺和均一，脱气至基本无泡后；第五步：浇注，包括以下步骤：1、将模具预热85℃，喷涂PMX-200二甲基硅油脱模剂3g/m2，开启RIM机混合头电动机，开始浇注，压力11.5MPa，浇入已预热的模具中，硫化20min后脱模，继续后硫化，即得；2、脱膜修缮：将硫化后的聚氨酯筛板从筛板模具取下，继而人工对聚氨酯筛板进行修整处理，其中硫化温度为100℃℃，后硫化温度为100℃℃，时间为16h；即得。所述亲水聚醚多元醇为环氧乙烷与环氧丙烷质量比为90:10，分子量为5000，官能度4的聚醚多元醇金山东大SD-100，所述扩链剂为二甲硫基甲苯二胺Ethacure 300，在装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中85℃下真空脱水5~6h后，脱水至水含量小于0.5‰，降温至50~60℃后得到。
将实施例1~2的筛浆高效聚氨酯筛板进行性能更检测，性能检测结果见表1
表1实施例1和实施例2 的性能检测结果
实施例1 实施例2 标准值
硬度/邵尔A 85.2 85.4 85±2
拉伸强度MPa 46.4 45.9 43
拉伸伸长率 616.8 621.3 580
撕裂强度kN/m 84.2 83.6 75
回弹性% 28.9 25.3 25
相对体积磨耗量/mm<sup>3</sup> 32.3 31.2 60
剥离强度kN/m ≥45.8 ≥47.3 ≥35
孔径收缩率% 64.2% 63.4% 0.01%
膨胀率% 20% 19.8% 0.01%
注：参考GB/T33091-2016聚氨酯筛板；膨胀率参考GB/T 18173.3-2014高分子防水材料第3部分：遇水膨胀橡胶附录B进行检测得出，其中浸泡时间2h，并在浸泡后计算孔径收缩率。
综上，可见实施例1和实施例2满足聚氨酯筛板的基本使用要求，并在过滤浆体时能够吸收浆体的水分，发生膨胀，进而孔径收缩，筛孔变小，细浆通过后，可用水在筛板上方反复清洗，使需要通过的浆体充分通过，筛选效率高，无需复杂繁琐的机械配合控制筛孔孔径，适合高效筛浆，减少多段筛选，纸浆筛选中减少了造纸纤维的流失，煤浆筛选中，减少了超粒、杂物的产生，一次过滤实现了，无需更换筛板，孔径不同的过滤筛选过程，相当于一件筛板实现两次筛分不同大小尺度的筛选，可重复利用，筛板晒干即可。

Claims (5)

1.一种筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、按重量份数计称量亲水聚醚多元醇9.8~10.0份、2，4-甲苯二异氰酸酯2.5~2.6份，将亲水聚醚多元醇在120~130℃下，进行1小时真空脱水至水含量小于0.5‰，冷却至60℃下时投入2，4-甲苯二异氰酸酯，控制反应温度在75~80℃之间，在搅拌状态下反应2小时，制得亲水预聚体；
第二步、重量份数计，向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中加入聚酯多元醇100份，在100~110℃下真空脱水2~3h，然后降温至60℃，密闭备用，向反应釜中加入TDI46.75~50.99份，逐步加入脱过水的聚酯多元醇，控制反应温度75~85℃，氮气保护条件下反应1~3h后出料，控制NCO含量为12.5~13.5%，即得半预聚体，再混入步骤一制得的亲水预聚体，得组分A；
第三步、B组分的制备向装有搅拌器、温度计、真空管的反应釜中加入232.56~239.3份聚酯多元醇，在100~110℃下真空脱水2~3h，然后降温至60~70℃出料，即得B组分；
第四步、按重量份数计整混合头计量泵比例，将组分A、组分B以及扩链剂159~163.6，预热至45~60℃得预聚物，并加入预聚物质量13.9~14.3%的催化剂MOCA混合均匀，脱气至基本无泡后；
第五步：浇注；即得。
2.根据权利要求1所述的筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，其特征在于，所述第五步浇注包括以下步骤：1、将模具预热85~90℃，喷涂二甲基硅油脱模剂3~5g/m2，启动RIM机混合头电动机，开始浇注，浇入已预热的模具中，硫化20~25min后脱模，继续后硫化，即得；2、脱膜修整：将硫化后的聚氨酯筛板从筛板模具取下，然后人工对聚氨酯筛板进行修整处理，其中硫化温度为100℃-110℃，后硫化温度为100℃~110℃，时间为16h~24h。
3.根据权利要求1所述的筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，其特征在于，所述第一步亲水聚醚多元醇为环氧乙烷与环氧丙烷质量比为90:10~80∶20，分子量为3000~5000，官能度为2~4的聚醚多元醇。
4.根据权利要求1所述的筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，其特征在于，所述第二步聚酯多元醇为聚丁二酸丁二醇酯二醇。
5.根据权利要求1所述的筛浆高效聚氨酯筛板的制备方法，其特征在于，所述第三步扩链剂为重量份数计的二甲硫基甲苯二胺。
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