CN118059800A - 一种橡胶修补胶制备装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种橡胶修补胶制备装置及其制备方法，包括A组分和B组分的制备流程，其中A组分由聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯合成；B组分为聚醚多元醇、扩链剂、消泡剂、阻燃剂、催化剂和填料，在真空低压的情况下相互混合在一起得到固化剂。且制备装置包括外层罐体、内层罐体、搅动组件和驱动机构，内层罐体和外层罐体之间设置有外层反应空腔，内层罐体的内部设置有内层反应空腔，搅动组件的底部分别嵌入到外层反应空腔和内层反应空腔的内部。该制备方法操作简单，制备的橡胶修补剂使用方便，能够以较小的成本和时间完成修复且不影响到整体的使用效果，制备装置提高了设备利用率，降低了能源消耗，并增强了密封性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体为一种橡胶修补胶制备装置及其制备方法。
背景技术
橡胶制品是指以橡胶为主要原料，经过特定工艺加工制作而成的各种产品。橡胶是一种弹性材料，广泛应用于工业、交通、建筑、医疗等领域，对社会和经济的发展起到了重要作用，其中橡胶制品作为工业常用物品，发生磨耗或损伤是在所难免的，而发生磨损后需要进行修复。如各类橡胶输送带接口缝、破洞、毛边等修补以及电缆、橡胶内衬、叶轮等的修复。
现有技术针对产生磨损后的橡胶制品进行修复时，通常的做法是采用热硫化技术，但是这种修复技术耗时较长、劳动强度较大、且工艺复杂。另一方面，常规的用于制备橡胶修补胶的制备装置需要根据不同类型的组分进行独立制备，导致制备流程长，设备需求量多，增加了空间占用以及设备成本，且频繁的进行升温和降温对能源需求量大，也会导致大量的热量直接流失，针对需要进行抽真空处理的步骤，会随着设备长时间的使用导致密封性能下降，从而影响了后续抽真空效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种橡胶修补胶制备装置及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明操作简单，且该方法制备的橡胶修补剂使用方便，能够以较小的成本和时间完成修复且不影响到整体的使用效果，提高了设备利用率，降低了能源消耗，并增强了密封性能。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种橡胶修补胶制备装置，包括制备装置本体，所述制备装置本体包括外层罐体、内层罐体、搅动组件和驱动机构，所述内层罐体和外层罐体之间设置有外层反应空腔，所述内层罐体的内部设置有内层反应空腔，所述搅动组件的底部分别嵌入到外层反应空腔和内层反应空腔的内部，且外层罐体的顶部安装有驱动机构，所述搅动组件的中间设置有搅动杆，所述外层罐体顶部的搅动杆表面套设有密封组件，所述密封组件固定安装在外层罐体的顶部，所述外层反应空腔的底端设置有外层排料通道，所述内层反应空腔的顶部设置有内层排料通道，所述内层罐体的内壁上安装有第一电加热组件，所述内层罐体的表面安装有第二电加热组件。
进一步的，所述驱动机构包括电机和驱动轴，所述驱动轴的末端安装有主动齿轮，所述主动齿轮的表面套设有传动带，所述传动带的另一端套设有从动齿轮，所述从动齿轮固定安装在搅动杆的表面。
进一步的，所述驱动轴的底部连接在电机的输出端上，所述电机的外壳部分与外层罐体的表面固定连接，所述驱动轴与搅动杆相互平行。
进一步的，所述搅动组件包括搅动杆和传动杆，所述搅动杆的内部开设有外层送料通道和内层送料通道，所述传动杆固定安装在搅动杆的侧边，所述搅动杆的侧边开设有第一进料孔和第二进料孔，且第一进料孔与外层送料通道的内部相连通，所述第二进料孔与内层送料通道的内部相连通。
进一步的，所述内层罐体的顶部设置有导流斜板，所述第一进料孔设置在导流斜板的上方，所述第二进料孔设置在导流斜板的下方，所述外层送料通道的顶部设置有外层投料口，所述内层送料通道的顶部设置有内层投料口。
进一步的，所述搅动杆的底端通过轴承嵌入到内层反应空腔的底部，所述传动杆的末端安装有多个外层搅拌叶，所述搅动杆的底部侧边连接有多个内层搅拌叶，所述外层送料通道和内层送料通道相互隔开。
进一步的，所述密封组件包括密封锥套和锥形板，所述锥形板固定安装在搅动杆的侧边，所述外层罐体的顶部固定安装有立柱，所述立柱的顶部安装有固定环，所述固定环的底部连接有液压杆，所述密封锥套安装在液压杆的底端。
进一步的，所述密封锥套通过液压杆伸展后按压在锥形板的表面，所述锥形板的底部通过嵌装的滚珠按压在外层罐体的表面，所述密封锥套的底部贴装有密封垫，所述搅动杆从固定环的中间穿过。
一种使用上述制备装置的制备方法，该制备方法包括A组分和 B组分的制备流程，所述A组分的制备流程包括：将聚醚多元醇投放到制备装置中的外层反应空腔内，借助顶部的驱动机构与搅动组件对投放的材料进行加热搅拌升温至100-110℃，完成搅拌后启动密封组件，对制备装置的顶部进行密封处理，通过抽真空将制备装置的内部达到真空条件下进行脱水2h，降温至50℃，然后沿着外层送料通道分次加入甲苯二异氰酸酯，加热至70-80℃，反应4-5h，降温至室温，N2密封保存；
所述B组分的制备流程包括：将聚醚多元醇与扩链交联剂加入反应装置中的内层反应空腔内，借助顶部的驱动机构与搅动组件对投放的材料进行加热搅拌至110-120℃，通过抽真空将制备装置的内部达到真空条件下，脱水2h，停止抽真空，降温至50℃，然后沿着内层送料通道依次加入催化剂、消泡剂、阻燃剂和填料，搅拌均匀后密封保存。
进一步的，所述A组分按重量份表示其组成为：聚醚多元醇40-50份，甲苯-2,4-二异氰酸酯TDI 50-60份，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷2-3份；所述B组分按重量份表示其组成为：聚醚多元醇60-70份，扩链剂20-30份，乙炔黑4-5份，催化剂0.5-1.0份，阻燃剂1-2份，消泡剂1-2份；
所述聚醚多元醇分子量为3000-5000，官能度为2-3，为环氧丙烷聚醚；B组分中，扩链剂为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、二乙基甲苯二胺和二甲硫基甲苯二胺、双羟异丙基苯胺中的一种；有机锡催化剂可选用二月桂酸二丁基锡(DBTDL)或者辛酸亚锡中的一种或两种，优选辛酸亚锡；消泡剂采用有机硅消泡剂；填料为炭黑、气相二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。
本发明的有益效果：
该橡胶修补胶制备装置采用内外层的罐体将内部空间分隔为内层反应空腔和外层反应空腔，因此能够针对A组分和B组分两种类型的材料进行同时制备处理，提高了对设备的利用率，并降低了空间占用，仅通过单一的动力设备即可实现对两处反应区域提供搅动、加热等过程，且两处反应空腔内部的温度能够相互传递，提高了对热量的利用效果，节省了设备成本。
该橡胶修补胶制备装置借助顶部的密封组件能够将搅动组件与罐体接触的旋转结构部分进行针对性密封处理，且该密封组件能够实现自主升降的过程，因此能够在搅动过程避免产生额外的摩擦力，也能够在停止转动并需要进行抽真空处理时提供额外的高压密封处理，增强了密封性能。
该橡胶修补胶的制备方法简便高效且成本低，制备的橡胶修补剂修补过程快速高效，常温下即可固化，适合于各类橡胶制品损伤的修复，针对工业橡胶制品在遇到局部磨耗或损伤时，能够以较小的成本和时间完成修复且不影响到整体的使用效果。
附图说明
图1为本发明一种橡胶修补胶制备装置外形的结构示意图；
图2为本发明制备装置的内部剖视图；
图3为本发明驱动机构部分的结构示意图；
图4为本发明密封组件部分的结构示意图；
图5为本发明搅动组件部分的结构示意图；
图6为图2中A区域的放大图；
图7为本发明一种橡胶修补胶制备方法的流程图；
图中：1、外层罐体；2、搅动组件；3、驱动机构；4、密封组件；5、内层排料通道；6、外层排料通道；7、外层反应空腔；8、内层反应空腔；9、电机；10、驱动轴；11、主动齿轮；12、传动带；13、从动齿轮；14、搅动杆；15、外层投料口；16、内层投料口；17、立柱；18、固定环；19、液压杆；20、密封锥套；21、锥形板；22、外层送料通道；23、内层送料通道；24、传动杆；25、外层搅拌叶；26、第一进料孔；27、第二进料孔；28、内层搅拌叶；29、导流斜板；30、内层罐体；31、第一电加热组件；32、第二电加热组件。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1至图7，本发明提供以下技术方案：一种橡胶修补胶制备装置，包括制备装置本体，所述制备装置本体包括外层罐体1、内层罐体30、搅动组件2和驱动机构3，所述内层罐体30和外层罐体1之间设置有外层反应空腔7，所述内层罐体30的内部设置有内层反应空腔8，所述搅动组件2的底部分别嵌入到外层反应空腔7和内层反应空腔8的内部，且外层罐体1的顶部安装有驱动机构3，所述搅动组件2的中间设置有搅动杆14，所述外层罐体1顶部的搅动杆14表面套设有密封组件4，所述密封组件4固定安装在外层罐体1的顶部，所述外层反应空腔7的底端设置有外层排料通道6，所述内层反应空腔8的顶部设置有内层排料通道5，所述内层罐体30的内壁上安装有第一电加热组件31，所述内层罐体30的表面安装有第二电加热组件32。该橡胶修补胶制备装置在内部提供了两处反应空腔，进行使用时分别将制备A组分和B组分的材料均沿着搅动组件2内部分别投放到外层反应空腔7和内层反应空腔8的内部，然后即可进行加热搅拌处理，以及后续进行抽真空辅助脱水的过程，进行搅拌时，通过启动顶部的驱动机构3，通过驱动机构3带动搅动组件2进行旋转，即可同时对外层反应空腔7和内层反应空腔8内部投放的原料进行搅动处理，而进行抽真空处理时，则通过停止驱动机构3运行，借助密封组件4即可将搅动组件2从外层罐体1穿过的区域进行密封处理。
本实施例，所述驱动机构3包括电机9和驱动轴10，所述驱动轴10的末端安装有主动齿轮11，所述主动齿轮11的表面套设有传动带12，所述传动带12的另一端套设有从动齿轮13，所述从动齿轮13固定安装在搅动杆14的表面，所述驱动轴10的底部连接在电机9的输出端上，所述电机9的外壳部分与外层罐体1的表面固定连接，所述驱动轴10与搅动杆14相互平行。
具体的，启动电机9后，通过电机9的运行带动驱动轴10转动，驱动轴10带动主动齿轮11以及传动带12旋转，最终通过传动带12带动搅动杆14进行转动，从而实现对底部反应空腔内部投放原料的搅动过程。
本实施例，所述搅动组件2包括搅动杆14和传动杆24，所述搅动杆14的内部开设有外层送料通道22和内层送料通道23，所述传动杆24固定安装在搅动杆14的侧边，所述搅动杆14的侧边开设有第一进料孔26和第二进料孔27，且第一进料孔26与外层送料通道22的内部相连通，所述第二进料孔27与内层送料通道23的内部相连通，所述内层罐体30的顶部设置有导流斜板29，所述第一进料孔26设置在导流斜板29的上方，所述第二进料孔27设置在导流斜板29的下方，所述外层送料通道22的顶部设置有外层投料口15，所述内层送料通道23的顶部设置有内层投料口16，所述搅动杆14的底端通过轴承嵌入到内层反应空腔8的底部，所述传动杆24的末端安装有多个外层搅拌叶25，所述搅动杆14的底部侧边连接有多个内层搅拌叶28，所述外层送料通道22和内层送料通道23相互隔开。采用内外层的罐体将内部空间分隔为内层反应空腔8和外层反应空腔7，因此能够针对A组分和B组分两种类型的材料进行同时制备处理，提高了对设备的利用率，并降低了空间占用，仅通过单一的动力设备即可实现对两处反应区域提供搅动、加热等过程，且两处反应空腔内部的温度能够相互传递，提高了对热量的利用效果，节省了设备成本。
具体的，通过外层投料口15将制备A组分所需要的材料进行投放，即可沿着外层送料通道22落入到第一进料孔26的内部，并通过第一进料孔26进入到外层反应空腔7的内部，而制备B组分所需要的材料则通过内层投料口16投放到内层送料通道23的内部，最后从下方的第二进料孔27处落入到内层反应空腔8中进行后续的反应加工过程，且内层反应空腔8内部通过第一电加热组件31进行加热处理，且通过第二电加热组件32对外层反应空腔7进行加热时，能够降低内层反应空腔8内部热量的流失。
本实施例，所述密封组件4包括密封锥套20和锥形板21，所述锥形板21固定安装在搅动杆14的侧边，所述外层罐体1的顶部固定安装有立柱17，所述立柱17的顶部安装有固定环18，所述固定环18的底部连接有液压杆19，所述密封锥套20安装在液压杆19的底端，所述密封锥套20通过液压杆19伸展后按压在锥形板21的表面，所述锥形板21的底部通过嵌装的滚珠按压在外层罐体1的表面，所述密封锥套20的底部贴装有密封垫，所述搅动杆14从固定环18的中间穿过。借助顶部的密封组件4能够将搅动组件2与罐体接触的旋转结构部分进行针对性密封处理，且该密封组件4能够实现自主升降的过程，因此能够在搅动过程避免产生额外的摩擦力，也能够在停止转动并需要进行抽真空处理时提供额外的高压密封处理，增强了密封性能。具体的，进行抽真空处理时，通过启动液压杆19，通过液压杆19的伸展，将底部的密封锥套20下移，直至将密封锥套20套设在锥形板21的表面，即可将锥形板21底部与外层罐体1表面接触的位置进行高压封闭处理，且该过程提供了更大的密封范围和压力，后续通过顶部的投料口直接将反应空腔的内部进行抽真空处理。
本实施例还提供一种使用上述制备装置的制备修补剂的方法：修补剂由A组分和B组分按重量1:1组成，A组分按重量份表示其组成为：聚醚多元醇：40-50份，甲苯-2,4-二异氰酸酯TDI：50-60份，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷：2-3份；
B组分按重量份表示其组成为：聚醚多元醇：60-70份，扩链剂：20-30份，乙炔黑：4-5份，催化剂：0.5-1.0份，阻燃剂：1-2份，消泡剂：1-2份。
修补剂的制备方法如下：
A组分的制备流程包括：将聚醚多元醇投放到制备装置中的外层反应空腔7内，借助顶部的驱动机构3与搅动组件2对投放的材料进行加热搅拌升温至100-110℃，完成搅拌后启动密封组件4，对制备装置的顶部进行密封处理，通过抽真空将制备装置的内部达到真空条件下进行脱水2h，降温至50℃，然后沿着外层送料通道22分次加入甲苯二异氰酸酯，加热至70-80℃，反应4-5h，降温至室温，N2密封保存即可；
B组分的制备流程包括：将聚醚多元醇与扩链交联剂加入反应装置中的内层反应空腔8内，借助顶部的驱动机构3与搅动组件2对投放的材料进行加热搅拌至110-120℃，通过抽真空将制备装置的内部达到真空条件下，脱水2h，停止抽真空，降温至50℃，然后沿着内层送料通道23依次加入催化剂、消泡剂、阻燃剂和填料，搅拌均匀后密封保存。
具体的，通过上述制备装置进行制备时，同时将A 组分与 B组分材料中的聚醚多元醇分别投放到对应的反应空腔内，然后即可启动驱动机构3和电加热组件进行升温，并通过不同的电加热组件分别控制两个反应空腔内部的实际温度，完成搅拌后，同步进行抽真空脱水处理，并同步降至50℃的温度，此时即可在不同的反应空腔内部分别投放A组分与B组分的其它材料，并启动驱动机构3带动搅动组件2转动，将内层反应空腔8内部投放的B组分材料进行搅拌均匀，然后通过底部的内层排料通道5将B组分进行排出密封保存，此时即可仅启动第二电加热组件32对外层反应空腔7进行加热，促进剩余的A组分材料进行反应，完成反应后降至室温即可排出配合氮气进行存储。
使用时将A组分与B组分按照质量比1：1混合均匀，即为快速修补胶。
该制备橡胶修补剂的方法简便高效且成本低，制备的橡胶修补剂修补过程快速高效，常温下即可固化，适合于各类橡胶制品损伤的修复，针对工业橡胶制品在遇到局部磨耗或损伤时，能够以较小的成本和时间完成修复且不影响到整体的使用效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种橡胶修补胶制备装置，包括制备装置本体，其特征在于：所述制备装置本体包括外层罐体（1）、内层罐体（30）、搅动组件（2）和驱动机构（3），所述内层罐体（30）和外层罐体（1）之间设置有外层反应空腔（7），所述内层罐体（30）的内部设置有内层反应空腔（8），所述搅动组件（2）的底部分别嵌入到外层反应空腔（7）和内层反应空腔（8）的内部，且外层罐体（1）的顶部安装有驱动机构（3），所述搅动组件（2）的中间设置有搅动杆（14），所述外层罐体（1）顶部的搅动杆（14）表面套设有密封组件（4），所述密封组件（4）固定安装在外层罐体（1）的顶部，所述外层反应空腔（7）的底端设置有外层排料通道（6），所述内层反应空腔（8）的顶部设置有内层排料通道（5），所述内层罐体（30）的内壁上安装有第一电加热组件（31），所述内层罐体（30）的表面安装有第二电加热组件（32）。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述驱动机构（3）包括电机（9）和驱动轴（10），所述驱动轴（10）的末端安装有主动齿轮（11），所述主动齿轮（11）的表面套设有传动带（12），所述传动带（12）的另一端套设有从动齿轮（13），所述从动齿轮（13）固定安装在搅动杆（14）的表面。
3.根据权利要求2所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述驱动轴（10）的底部连接在电机（9）的输出端上，所述电机（9）的外壳部分与外层罐体（1）的表面固定连接，所述驱动轴（10）与搅动杆（14）相互平行。
4.根据权利要求2所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述搅动组件（2）包括搅动杆（14）和传动杆（24），所述搅动杆（14）的内部开设有外层送料通道（22）和内层送料通道（23），所述传动杆（24）固定安装在搅动杆（14）的侧边，所述搅动杆（14）的侧边开设有第一进料孔（26）和第二进料孔（27），且第一进料孔（26）与外层送料通道（22）的内部相连通，所述第二进料孔（27）与内层送料通道（23）的内部相连通。
5.根据权利要求4所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述内层罐体（30）的顶部设置有导流斜板（29），所述第一进料孔（26）设置在导流斜板（29）的上方，所述第二进料孔（27）设置在导流斜板（29）的下方，所述外层送料通道（22）的顶部设置有外层投料口（15），所述内层送料通道（23）的顶部设置有内层投料口（16）。
6.根据权利要求5所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述搅动杆（14）的底端通过轴承嵌入到内层反应空腔（8）的底部，所述传动杆（24）的末端安装有多个外层搅拌叶（25），所述搅动杆（14）的底部侧边连接有多个内层搅拌叶（28），所述外层送料通道（22）和内层送料通道（23）相互隔开。
7.根据权利要求2所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述密封组件（4）包括密封锥套（20）和锥形板（21），所述锥形板（21）固定安装在搅动杆（14）的侧边，所述外层罐体（1）的顶部固定安装有立柱（17），所述立柱（17）的顶部安装有固定环（18），所述固定环（18）的底部连接有液压杆（19），所述密封锥套（20）安装在液压杆（19）的底端。
8.根据权利要求7所述的一种橡胶修补胶制备装置，其特征在于：所述密封锥套（20）通过液压杆（19）伸展后按压在锥形板（21）的表面，所述锥形板（21）的底部通过嵌装的滚珠按压在外层罐体（1）的表面，所述密封锥套（20）的底部贴装有密封垫，所述搅动杆（14）从固定环（18）的中间穿过。
9.一种使用如权利要求1所述制备装置的制备方法，其特征在于：该制备方法包括A组分和B组分的制备流程，所述A组分的制备流程包括：将聚醚多元醇投放到制备装置中的外层反应空腔内，借助顶部的驱动机构与搅动组件对投放的材料进行加热搅拌升温至100-110℃，完成搅拌后启动密封组件，对制备装置的顶部进行密封处理，通过抽真空将制备装置的内部达到真空条件下进行脱水2h，降温至50℃，然后沿着外层送料通道分次加入甲苯二异氰酸酯，加热至70-80℃，反应4-5h，降温至室温，N2密封保存；
所述B组分的制备流程包括：将聚醚多元醇与扩链交联剂加入反应装置中的内层反应空腔内，借助顶部的驱动机构与搅动组件对投放的材料进行加热搅拌至110-120℃，通过抽真空将制备装置的内部达到真空条件下，脱水2h，停止抽真空，降温至50℃，然后沿着内层送料通道依次加入催化剂、消泡剂、阻燃剂和填料，搅拌均匀后密封保存。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述A组分按重量份表示其组成为：聚醚多元醇40-50份，甲苯-2,4-二异氰酸酯TDI 50-60份，4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷2-3份；所述B组分按重量份表示其组成为：聚醚多元醇60-70份，扩链剂20-30份，乙炔黑4-5份，催化剂0.5-1.0份，阻燃剂1-2份，消泡剂1-2份；
所述聚醚多元醇分子量为3000-5000，官能度为2-3，为环氧丙烷聚醚；B组分中，扩链剂为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、二乙基甲苯二胺和二甲硫基甲苯二胺、双羟异丙基苯胺中的一种；有机锡催化剂可选用二月桂酸二丁基锡(DBTDL)或者辛酸亚锡中的一种或两种；消泡剂采用有机硅消泡剂；填料为炭黑、气相二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。
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