專利名稱：聚氨酯噴射砂及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種除污材料，具體的說，特別是涉及一種對金屬物體快速除銹、除油 污、除新、舊油漆，打磨、拋光，對混凝土建筑物墻體、古舊建筑物墻體除污、除漆、翻新效率 較高的噴射材料。
背景技術：
目前國內噴砂行業的現狀，絕大部份的作業單位所采用的噴射材料都是直接使用 磨料，河砂等作為對金屬物體除銹的噴射材料，尤其是在野外噴砂除銹作業，更是煙塵滾 滾，噴射材料難以回收，對環境造成嚴重的污染，造成資源上的浪費，更造成環境的二次污 染，由于所使用的噴射材料直接為磨料、河砂等，其特點剛性強，對作業面反彈力度大，反彈 范圍較廣，施工人員極易受傷，更有機會傷及徒人。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處，所要解決的技術問題是提供一 種耐酸、耐堿、耐油污、耐水解并具富有彈性、柔韌性、耐磨性的噴射材料，抗沖擊性較強可 反復循環多次使用之特點，當使用至效果不佳時，可回收利用循環再造，有效地節約資源， 降低使用成本，減低廢料對環境所造成的二次污染，符合低碳產業，綠色經濟的環保概念。 本發明的材料在使用過程中粉塵極低，是理想的環保噴射材料，本材料具有彈性及柔韌性， 對作業面起到緩沖的作用，本材料使用過程中反彈力度較弱，反彈范圍較窄，對施工人員起 著良好的勞動保護作用。
現選擇金屬合金微粒磨料時，選采鐵或鋁合金微粒；選擇結晶體氧化物磨料時，選采陶瓷珠(砂)或玻璃珠(砂)；選擇植物纖維磨料時，選采核桃殼粉或玉米芯粉或粉狀木質纖維。所述的磨料選擇配比如下當配方中選擇氧化物、碳化物、金屬合金微粒磨料按比例組合使用時，質量百分比 為氧化物碳化物金屬合金微粒=(1 80% ) (1 80% ) (1 50% )或三種 選擇其中兩種按比例組合使用時，其質量百分比為氧化物碳化硅=(1 80%) (1 80% )；當配方中選擇結晶體氧化物磨料按比例組合使用時，其質量百分比陶瓷珠 (砂)玻璃珠(砂)=(20 80% ) (20 80%);當配方中選擇粉狀植物纖維磨料按比例組合使用時，其質量百分比為核桃殼粉 玉米芯粉粉狀木質纖維=(40 80%) (2O 80%) (2O 8O 或三種選擇其 中兩種按比例組合使用時，其質量百分比為核桃殼粉玉米芯粉=(40 80%) (20 60% )；配方中磨料按比例組合使用時，各組份的質量百分比應滿足各組份百分比之和為 100% ；進一步，上述的的回收料為聚氨酯噴射砂加工分類后干凈、清潔的回收料，將回 收料(廢料)分門別類地進行回收，回收后篩分，清潔，浸泡，使用閃蒸烘干設備烘干除塵 后，破碎，研磨備用，根據配方設計要求按比例與配方中的原料混合使用，回收料粒徑為 1 μ m 5mm;當配方中選擇回收料(廢料)使用時，回收中的廢料類別要與配方中的磨料類 別相一致。本發明利用可回收再造的聚氨酯噴射砂的生產工藝，適用于大規模自動化生產， 一次性連續發泡，自動澆注成型；也適用于半自動化生產，手工澆注成型，成型脫模熟化后， 用機械破碎至形狀不規則的0. 5 IOmm的顆粒狀產品。一種聚氨酯噴射砂的制備方法，采用自動化生產一次性連續發泡，自動澆注成型 設備及生產工藝，包括如下步驟①、根據本產品的設計要求，設備采用雙組份液體反應成型設備，(在混合頭外增 加安裝磨料及回收料送入裝置)，自動生產線采用可調速的模具生產線；②、配制原材料，原材料的質量百分比如下
聚醚25% 70%
異氰酸酯25% 70%
水 5%
磨料 80%
回收料(廢料)10%-)60%
穩定劑0. 05% 8%
催化劑0. 05% 8%
顏料0. 01% 2%
根據產品不同的應用領域，不同的用途，不同的配方設計要求，預先將聚醚多元
醇、異氰酸酯、水、磨料、回收料、助劑及添加劑、顏料一次性計量配置成三組份的原料，其 中，聚醚多元分醇、水、顏料、助劑及添加劑配置成A組份(參見附圖1)，預先攪拌30 90 分鐘，異氰酸酯為獨立的B組份，磨料及回收料為C組份，A、B組份分別泵送至雙組份液體反應成型設備的恒溫攪拌儲料容器中，C組份泵送至磨料及回收料的恒溫攪拌儲料容器中 (所有原料即配即用)；③、根據產品不同的配方設計要求，調整好雙組份液體反應成型設備計量系統的 泵送量約為每秒100 600克，調整好混合頭的混合速度約為每分鐘3000 6000轉，調整 好混合時間約為1 5秒，必須調整好磨料，回收料送入裝置的泵送量與A、B組份泵送量 的比例同步運行，高速混合后自動澆注至自動化流水生產線上的模框中，在常溫常壓條件 下發泡成型時間控制約為10 80秒，待固化后脫模得到制品，在常溫條件下熟化壹周或在 90°C 110°C的自動恒溫設備中加速熟化2 3小時，將制品取出后用機械破碎至形狀不規 則的顆粒狀產品。一種聚氨酯噴射砂的制備方法，采用半自動化生產一次性發泡，手工澆注成型設 備及生產工藝，包括如下步驟①、根據產品的設計要求，設備采用可升降調速的高速攪拌機械，攪拌容器采用無 底部的攪拌容器，模具采用簡易可開啟、合攏、鎖模裝置的箱式模具，在常溫常壓下一次性 澆注發泡成型；②、配制原材料，原材料的質量百分比如下聚醚25% 70%
異氰酸酯25% 70%
水 5%
磨料 80%
回收料(廢料)10%-^ 60%
穩定劑0. 05% 8%
催化劑0. 05% 8%
顏料0. 01% 2%根據產品不同的應用領域，不同的用途，不同的配方設計要求，將配方中所有的 原料組份依次準確計量，按順序泵送至攪拌容器中預攪拌，最后加入異氰酸酯進行高速攪 拌；③、攪拌設備的攪拌速度調整為每分鐘2500 3000轉，攪拌時間控制約為1 8 秒，迅速將容器中的混合料澆注至箱式模具中；在常溫常壓條件下發泡成型控制時間約為 10 80秒，待固化后脫模得到制品，在常溫條件下熟化壹周或在90°C 110°C中的恒溫設 備中加速熟化2 3小時，將制品取出后用機械破碎至形狀不規則的顆粒狀產品。本噴射材料的發明應用前景廣闊，適用于石油工業，化學工業，電力工業，造紙工 業，造船工業，廢、污水處理行業的金屬除銹作業及建筑施工行業等領域的使用，本材料適 用于室內外特殊制造的噴砂設備及拋光設備上使用，在野外噴砂作業，其效果更理想，而且 材料易于回收。
圖1是本發明自動化生產工藝的流程示意圖；圖2是本發明半自動化生產工藝的流程示意圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的特征、技術手段以及所達到的具體目的、功能，解析本發 明的優點與精神，藉由以下結合具體實施方式
對本發明的詳述得到進一步的了解。聚氨酯噴射砂的原料由聚醚多元醇，異氰酸酯、蒸餾水、磨料、回收料、穩定劑、催 化劑組成。根據不同的使用要求，在配方中加入相應的添加劑及添加物。本發明所使用的主 要原材料在工業領域生產中被廣泛使用及公認的，是物理性能，化學性能較穩定的原材料一、使用磨料的種類物質為氧化物、碳化物、金屬合金微粒、結晶體氧化物、植物纖維。二、磨料使用的類別為五大類氧化物如白剛玉或棕剛玉；碳化物如黑碳化硅或綠碳化硅，金屬合金微粒如鐵或鋁合金微粒，結晶體氧化物如陶瓷珠(砂)或玻璃珠(砂)，植物纖維如核桃殼粉或玉米芯粉或木質纖維粉。三、磨料的組合與使用1、磨料可以選采氧化物或碳化物或金屬合金微粒中的其中一種，也可以三種按比 例組合或三種選擇其中兩種按比例進行組合，但磨料的組合質量百分比應滿足組份中的磨 料質量百分比之和為100%。2，磨料可以選采結晶體氧化物的其中一種，也可以兩種按比例進行組合，但磨料 組合的質量百分比應滿足組份中的磨料質量百分比之和為100%。3、磨料可選采植纖維中的核桃殼粉或玉米芯粉或木質纖維粉中的其中一種，也可 以三種按比例組合或三種選擇其中兩種按比例進行組合，但磨料組合的質量百分比應滿足 組份中的磨料質量百分比之和為100%。本發明可回收利用及再造的聚氨酯噴射砂，其生產工藝特征在于適用于大規模自 動化生產，一次性連續發泡，自動澆注成型，也適用于半自動化生產，手工澆注發泡成型，成 型脫模熟化后，用機械破碎至形狀不規則的0. 5 IOmm的顆粒狀產品。磨料類別使用范圍的質量百分比為氧化物1 80%碳化物1 80%金屬合金微粒1 80%結晶體氧化物1 80%植物纖維1 80%;磨料不同類別的組合百分比為1、氧化物與碳化物磨料組合百分比為氧化物35 80%碳化物20 65%2、氧化物與金屬合金微粒磨料組合百分比為氧化物20 80%金屬合金微粒20 80%0083]3、碳化物與金屬合金微粒磨料組合百分比為
0084]碳化物20 95%
0085]金屬合金微粒5 80%
0086]4、結晶體氧化物陶瓷珠(砂)與玻璃珠(砂)磨料組合百分比為
0087]陶瓷珠(砂)2O 8O %
0088]玻璃珠(砂)20 80 %
0089]5、植物纖維磨料核桃殼粉與玉米芯粉組合百分比為
0090]核桃殼粉20 75%
0091]玉米芯粉25 80%
0092]植物纖維磨料核桃殼粉與木質纖維粉組合百分比為
0093]核桃殼粉20 80%
0094]木質纖維20 80%
0095]植物纖維磨料玉米芯粉與木質纖維組合百分比為
0096]玉米芯粉25 75%
0097]木質纖維粉25 75%;
0098]上述磨料為中國通常使用的篩網目數與粒徑標準，使用粒徑分為27類，其尺寸范 圍為1 1397 μ m，磨料在生產噴射砂反應過程中不會發生性質的變化。
0099]回收料與配方中組份質量百分比為
0100]回收料10 60%
0101]上述回收料為已分門別類，經過篩分，浸泡，清潔，使用閃蒸烘干設備烘干除塵后， 研磨備用的回收料。回收料在生產反應過程中不會發生性質的變化，除了上述的原材料外， 其它配方中的成份為聚醚，異氰酸酯，水，助劑，顏料等性質穩定的基本化工原料。
0102]聚氨酯噴射砂的配方及其組份使用范圍(質量百份比)
0103]聚醚25 70%0104]異氰酸酯25 70%0105]水0. 1 5%0106]磨料1 80%0107]回收料10 60%0108]穩定劑0. 05 10%0109]催化劑0. 05 8%0110]顏料0. 01 2%0111]以下介紹自動化生產及半自動化生產的
呈示意圖和說明。自動化生產配方及工藝
0112]
0113]
0114]
0115]
0116] 0117]
1、實施配方
配方分組份
聚醚(分子量3000)
80/20異氰酸酯(指數1.05)
水
質量百分比％ 36. 4% 17. 8% 1. 2%
磨料(白剛玉，粒度為833μπι) 33%
回收料粒徑為1 5mm10%聚硅氧烷泡沫穩定劑SF 1034 1.2%Dabco 33LV0. 13%辛酸亞錫(T 9)0. 17%顏料0.1%;2、實施生產過程的工藝控制上述配方中的原料，按比例計量配置成三組份，其中聚醚多元醇、水、助劑、顏料 配置成A組份，預先攪拌30 90分鐘，異氰酸酯為獨立的B組份，磨料、回收料為C組份 (參見附圖1)，將A、B組份的液體原料分別泵送至雙組份液體反應成型設備中的攪拌恒溫 容器中，C組份的固體原料泵送至獨立的送入裝置攪拌恒溫儲料容器中(所有原料即配即 用)。實施生產前及生產過程中，調整好反應成型設備中的恒溫系統為18°C 25°C，A、 B組份計量泵送量約為每秒100 600克，混合頭的混合時間約為1 5秒，混合轉速約為 每分鐘3000 6000轉，磨料及回收料的送入裝置的送料量必須與A、B組份的泵送量比例 相匹配，經混合后自動澆注至自動化流水生產線上的模框中，生產線的可調速度必須與澆 注量相匹配，在常溫條件下發泡成型時間控制約為10 80秒，待固化后脫模得到制品，在 常溫下熟化壹周或在90°C 110°C的恒溫設備中加速熟化2 3小時后，取出用機械破碎 至形狀不規則的顆粒狀產品。3、上述配方中的產品性能和用途產品性能密度160kg/m3伸長率180%回彈性30%產品用途該產品具有柔韌性、回彈性、磨料含量較高，有較強的除銹、除污、除新舊油漆、打 磨的能力，并可反復循環使用，如選用不同的配方組份，可改變產品性能及用途，達到不同 的使用效果。原材料選用聚醚、蒸留水、穩定劑、催化劑、添加劑及添加物、異氰酸酯、磨料、回收 料，添加劑及添加物不是本產品配方中的必要物質，根據產品的特殊用途，選用添加劑有 有阻燃劑、靜電防止劑、紫外線防止劑、泡沫體軟化劑，顏料或各種添加劑的組合，在配方中 比例為0. 1 10. 5% ；選用添加物有有碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或各種添加物的組 合，在配方中比例為5 25%，其組合比例的方式為專業工程技術人員所掌握。把原料在 18°C 25°C的儲料容器及計量系統，通過計量泵、計量器，聚醚、蒸留水、穩定劑、催化劑、添 加劑及添加物混合為A組份預混料，異氰酸酯為B組份的原料，磨料、回收料混合為C組份 的混合料，進入恒溫18°C 25°C的攪拌儲料容器，磨料、回收料混合為C組份的混合料進行 磨料，A、B組份通過PLC控制系統，回收料送入裝置，經過高速混合頭、自動化生產線及模 框、發泡制品、加速熟化的恒溫設備，破碎，獲得最終產品。自動化生產工藝流程示意圖適合 于規模化批量生產。半自動化生產配方及工藝1、實施配方0135]配方與組份質量百分比％
0136]聚醚(分子量3000)35 %
0137]水1.2%
0138]磨料(碳化硅，粒度為350 μ m)30%
0139]回收料(粒徑為1 5謹)18%
0140]顏料0.1%
0141]穩定劑UCCL 53071. 2%
0142]Dabco 33LV0. 14%
0143]辛酸亞錫(T 9)0. 18%
0144]80/20 異氰酸酯(指數 1.05)14.3%2、實施生產過程中的工藝控制上述配方中的原料按比例計量，按配方1至8項依次泵送至高速攪拌容器中進行 預先攪拌1 5分鐘后快速投放配方中的異氰酸酯與預混料進行高速攪拌1 8秒，攪拌 速度控制在每分鐘2500 3000轉，攪拌完畢，迅速提升攪拌軸和混料容器，將混合料澆注 至模具中，發泡時間控制約為10 80秒待固化后脫模得到制品，在常溫下熟化壹周或在 90°C 110°C的恒溫設備中加速熟化2 3小時后，取出用機械破碎至形狀不規則的顆粒狀
產品ο3、上述配方中的產品性能和用途產品性能密度175kg/m3伸長率170%回彈性30%產品用途該產品具有柔韌性、回彈性、磨料含量比例較高，粒徑較大，有較強的除銹、除污、 除新舊油漆、打磨的能力，并可反復循環使用，如選用不同的配方組份，可改變產品性能及 用途，達到不同的使用效果。原材料選用聚酯、蒸留水、磨料、回收料、穩定劑、催化劑、添加劑及添加物、異氰酸 酯，添加劑及添加物不是本產品配方中的必要物質，根據產品的特殊用途，添加劑有阻燃 劑，靜電防止劑，紫外線防止劑，泡沫體軟化劑，顏料或各種添加劑的組合，在配方中比例為 0. 1 10. 5%，添加物有碳纖維，玻璃纖維，芳綸纖維或各種添加物的組合，在配方中比例 為5 25%，其組合比例的方式為專業工程技術人員所掌握。上述材料進入恒溫18°C 250C的儲料容器及計量系統，通過計量泵、計量器，異氰酸酯單獨進入底部裝置可開啟、關 閉的大流量的異氰酸酯定量容器，其他材料進入配比控制中心，通過高速攪拌設備及無底 的攪拌容器，攪拌容器落下時直接置于模具底板上，無底容器的底部邊緣裝有密封圈，防止 攪拌時物料外泄。經過可開啟、合攏、鎖模裝置的箱式模具，、發泡制品、加速熟化的恒溫設 備、破碎設備，得到最終產品。半自動化生產工藝流程示意圖適合于批量生產。以上所舉實施例僅用為方便舉例說明本發明，僅為本發明之較佳實施例而已，并 非對本發明作實施任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離 本發明所提技術特征的范圍內，利用本發明所揭示技術內容做出局部更該均等變化、或修飾的等效實施例，并且未脫離本發明的技術特征內容，均仍屬于本發明技術特征的涵蓋范 圍內。
權利要求
一種聚氨酯噴射砂，其特征在于，原材料的質量百分比如下聚醚 25％～70％異氰酸酯 25％～70％水1％～5％磨料 1％～80％回收料10％～60％穩定劑0.05％～8％催化劑0.05％～8％顏料 0.01％～2％。
2.根據權利要求1所述的聚氨酯噴射砂，其特征在于所述的磨料粒徑為1 1397 μ m，磨料為氧化物、碳化物、金屬合金微粒、結晶體氧化物、植物纖維中的一種或一種 以上，所述的磨料選擇為選擇氧化物磨料時，選采白剛玉或棕剛玉；選擇碳化物磨料時，選采黑碳化硅或綠碳化硅；選擇金屬合金微粒磨料時，選采鐵或鋁合金微粒；選擇結晶體氧化物磨料時，選采陶瓷珠或玻璃珠；選擇植物纖維磨料時，選采核桃殼粉或玉米芯粉或粉狀木質纖維。
3.根據權利要求1所述的聚氨酯噴射砂，其特征在于所述的回收料為聚氨酯噴射砂 加工分類后干凈、清潔的回收料，將回收料分門別類地進行回收，回收后篩分，清潔，浸泡， 使用閃蒸烘干設備烘干除塵后，破碎，研磨備用，根據配方設計要求按比例與配方中的原料 混合使用，回收料粒徑為1 μ m 5mm。
4.根據權利要求2所述的聚氨酯噴射砂，其特征在于所述的磨料選擇配比如下 當配方中選擇氧化物、碳化物、金屬合金微粒磨料按比例組合使用時，質量百分比為氧化物碳化物金屬合金微粒=1 80% 1 80% 1 50%，或三種選擇其中兩種 按比例組合使用時，其質量百分比為氧化物碳化硅=1 80% 1 80% ；當配方中選擇結晶體氧化物磨料按比例組合使用時，其質量百分比陶瓷珠玻璃珠 =20 80% 20 80% ；當配方中選擇粉狀植物纖維磨料按比例組合使用時，其質量百分比為核桃殼粉玉米 芯粉粉狀木質纖維=40 80% 20 80% 20 80%，或三種選擇其中兩種按比例 組合使用時，其質量百分比為核桃殼粉玉米芯粉=40 80% 20 60%，配方中磨料 按比例組合使用時，各組份的質量百分比應滿足各組份百分比之和為100% ；當配方中選擇回收料使用時，回收中的廢料類別要與配方中的磨料類別相一致。
5.一種聚氨酯噴射砂的自動化生產一次性連續發泡制備方法，利用自動澆注成型設備 生產，其特征在于，包括如下步驟①、根據本產品的設計要求，設備采用特別設計的雙組份液體反應成型設備，在混合頭 外增加安裝磨料及回收料送入裝置，自動生產線采用可調速的模具生產線；②、配制原材料，原材料的質量百分比如下 聚醚25% 70%異氰酸酯 25% 70%水 5%磨料 80%回收料10% 60%穩定劑0. 05% 8%催化劑0. 05% 8%顏料0. 01% 2%根據產品不同的應用領域，不同的用途，不同的配方設計要求，預先將聚醚多元醇，異 氰酸酯、水、磨料、回收料、助劑及添加劑、顏料一次性計量配置成三組份的原料，其中，聚醚 多元分醇、水、顏料、助劑及添加劑配置成A組份，預先攪拌30 90分鐘，異氰酸酯為獨立 的B組份，磨料及回收料為C組份，A、B組份分別泵送至雙組份液體反應成型設備的恒溫攪 拌儲料容器中，C組份泵送至磨料及回收料的恒溫攪拌儲料容器中；③、根據產品不同的配方設計要求，調整好雙組份液體反應成型設備計量系統的泵送 量約為每秒100 600克，調整好混合頭的混合速度約為每分鐘3000 6000轉，調整好混 合時間約為1 5秒，調整好磨料，回收料送入裝置的泵送量與A、B組份泵送量的比例同 步運行，高速混合后自動澆注至自動化流水生產線上的模框中，在常溫常壓條件下發泡成 型時間控制約為10 80秒，待固化后脫模得到制品，在常溫條件下熟化壹周或在90°C 110°C的自動恒溫設備中加速熟化2 3小時，將制品取出后用機械破碎至形狀不規則的顆 粒狀產品。
6. 一種聚氨酯噴射砂的半自動化制備方法，利用手工澆注成型設備生產，其特征在于， 包括如下步驟①、根據產品的設計要求，設備采用升降調速的高速攪拌機械，攪拌容器采用無底部的 攪拌容器，模具采用簡易可開啟、合攏、鎖模裝置的箱式模具，在常溫常壓下一次性澆注發 泡成型；②、配制原材料，原材料的質量百分比如下聚醚25% 70%異氰酸酯25% 70%水 5%磨料 80%回收料10% 60%穩定劑0. 05% 8%催化劑0. 05% 8%顏料0. 01% 2%將配方中所有的原料組份依次準確計量，按順序泵送至攪拌容器中預攪拌，最后加入異氰酸酯進行高速攪拌；③、攪拌設備的攪拌速度調整為每分鐘2500 3000轉，攪拌時間控制約為1 8秒，迅 速將容器中的混合料澆注至箱式模具中，在常溫常壓條件下發泡成型控制時間約為10 80秒，待固化后脫模得到制品，在常溫條件下熟化壹周或在90°C 110°C中的恒溫設備中 加速熟化2 3小時，將制品取出后用機械破碎至形狀不規則的顆粒狀產品。全文摘要
本發明提供一種耐酸、耐堿、耐油污、耐水解并具富有彈性、柔韌性、耐磨性的聚氨酯噴射砂，有效地節約資源，降低使用成本。本發明的聚氨酯噴射砂，原材料采用聚醚、異氰酸酯、水、磨料、回收料、穩定劑、催化劑、顏料，磨料為氧化物、碳化物、金屬合金微粒、結晶體氧化物、植物纖維中的一種或一種以上，回收料為聚氨酯噴射砂加工分類后干凈、清潔的回收料，回收中的廢料類別要與配方中的磨料類別相一致。本噴射材料的發明應用前景廣闊，適用于廢、污水處理行業的金屬除銹作業及建筑施工行業等領域的使用，其效果更理想，而且材料易于回收。
文檔編號C08L75/08GK101880453SQ20101020346
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者萬卓均 申請人:萬卓均