专利名称：聚氨酯喷射砂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种除污材料，具体的说，特别是涉及一种对金属物体快速除锈、除油 污、除新、旧油漆，打磨、抛光，对混凝土建筑物墙体、古旧建筑物墙体除污、除漆、翻新效率 较高的喷射材料。
背景技术：
目前国内喷砂行业的现状，绝大部份的作业单位所采用的喷射材料都是直接使用 磨料，河砂等作为对金属物体除锈的喷射材料，尤其是在野外喷砂除锈作业，更是烟尘滚 滚，喷射材料难以回收，对环境造成严重的污染，造成资源上的浪费，更造成环境的二次污 染，由于所使用的喷射材料直接为磨料、河砂等，其特点刚性强，对作业面反弹力度大，反弹 范围较广，施工人员极易受伤，更有机会伤及徒人。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，所要解决的技术问题是提供一 种耐酸、耐碱、耐油污、耐水解并具富有弹性、柔韧性、耐磨性的喷射材料，抗冲击性较强可 反复循环多次使用之特点，当使用至效果不佳时，可回收利用循环再造，有效地节约资源， 降低使用成本，减低废料对环境所造成的二次污染，符合低碳产业，绿色经济的环保概念。 本发明的材料在使用过程中粉尘极低，是理想的环保喷射材料，本材料具有弹性及柔韧性， 对作业面起到缓冲的作用，本材料使用过程中反弹力度较弱，反弹范围较窄，对施工人员起 着良好的劳动保护作用。
现选择金属合金微粒磨料时，选采铁或铝合金微粒；选择结晶体氧化物磨料时，选采陶瓷珠(砂)或玻璃珠(砂)；选择植物纤维磨料时，选采核桃壳粉或玉米芯粉或粉状木质纤维。所述的磨料选择配比如下当配方中选择氧化物、碳化物、金属合金微粒磨料按比例组合使用时，质量百分比 为氧化物碳化物金属合金微粒=(1 80% ) (1 80% ) (1 50% )或三种 选择其中两种按比例组合使用时，其质量百分比为氧化物碳化硅=(1 80%) (1 80% )；当配方中选择结晶体氧化物磨料按比例组合使用时，其质量百分比陶瓷珠 (砂)玻璃珠(砂)=(20 80% ) (20 80%);当配方中选择粉状植物纤维磨料按比例组合使用时，其质量百分比为核桃壳粉 玉米芯粉粉状木质纤维=(40 80%) (2O 80%) (2O 8O 或三种选择其 中两种按比例组合使用时，其质量百分比为核桃壳粉玉米芯粉=(40 80%) (20 60% )；配方中磨料按比例组合使用时，各组份的质量百分比应满足各组份百分比之和为 100% ；进一步，上述的的回收料为聚氨酯喷射砂加工分类后干净、清洁的回收料，将回 收料(废料)分门别类地进行回收，回收后筛分，清洁，浸泡，使用闪蒸烘干设备烘干除尘 后，破碎，研磨备用，根据配方设计要求按比例与配方中的原料混合使用，回收料粒径为 1 μ m 5mm;当配方中选择回收料(废料)使用时，回收中的废料类别要与配方中的磨料类 别相一致。本发明利用可回收再造的聚氨酯喷射砂的生产工艺，适用于大规模自动化生产， 一次性连续发泡，自动浇注成型；也适用于半自动化生产，手工浇注成型，成型脱模熟化后， 用机械破碎至形状不规则的0. 5 IOmm的颗粒状产品。一种聚氨酯喷射砂的制备方法，采用自动化生产一次性连续发泡，自动浇注成型 设备及生产工艺，包括如下步骤①、根据本产品的设计要求，设备采用双组份液体反应成型设备，(在混合头外增 加安装磨料及回收料送入装置)，自动生产线采用可调速的模具生产线；②、配制原材料，原材料的质量百分比如下
聚醚25% 70%
异氰酸酯25% 70%
水 5%
磨料 80%
回收料(废料)10%-)60%
稳定剂0. 05% 8%
催化剂0. 05% 8%
颜料0. 01% 2%
根据产品不同的应用领域，不同的用途，不同的配方设计要求，预先将聚醚多元
醇、异氰酸酯、水、磨料、回收料、助剂及添加剂、颜料一次性计量配置成三组份的原料，其 中，聚醚多元分醇、水、颜料、助剂及添加剂配置成A组份(参见附图1)，预先搅拌30 90 分钟，异氰酸酯为独立的B组份，磨料及回收料为C组份，A、B组份分别泵送至双组份液体反应成型设备的恒温搅拌储料容器中，C组份泵送至磨料及回收料的恒温搅拌储料容器中 (所有原料即配即用)；③、根据产品不同的配方设计要求，调整好双组份液体反应成型设备计量系统的 泵送量约为每秒100 600克，调整好混合头的混合速度约为每分钟3000 6000转，调整 好混合时间约为1 5秒，必须调整好磨料，回收料送入装置的泵送量与A、B组份泵送量 的比例同步运行，高速混合后自动浇注至自动化流水生产线上的模框中，在常温常压条件 下发泡成型时间控制约为10 80秒，待固化后脱模得到制品，在常温条件下熟化壹周或在 90°C 110°C的自动恒温设备中加速熟化2 3小时，将制品取出后用机械破碎至形状不规 则的颗粒状产品。一种聚氨酯喷射砂的制备方法，采用半自动化生产一次性发泡，手工浇注成型设 备及生产工艺，包括如下步骤①、根据产品的设计要求，设备采用可升降调速的高速搅拌机械，搅拌容器采用无 底部的搅拌容器，模具采用简易可开启、合拢、锁模装置的箱式模具，在常温常压下一次性 浇注发泡成型；②、配制原材料，原材料的质量百分比如下聚醚25% 70%
异氰酸酯25% 70%
水 5%
磨料 80%
回收料(废料)10%-^ 60%
稳定剂0. 05% 8%
催化剂0. 05% 8%
颜料0. 01% 2%根据产品不同的应用领域，不同的用途，不同的配方设计要求，将配方中所有的 原料组份依次准确计量，按顺序泵送至搅拌容器中预搅拌，最后加入异氰酸酯进行高速搅 拌；③、搅拌设备的搅拌速度调整为每分钟2500 3000转，搅拌时间控制约为1 8 秒，迅速将容器中的混合料浇注至箱式模具中；在常温常压条件下发泡成型控制时间约为 10 80秒，待固化后脱模得到制品，在常温条件下熟化壹周或在90°C 110°C中的恒温设 备中加速熟化2 3小时，将制品取出后用机械破碎至形状不规则的颗粒状产品。本喷射材料的发明应用前景广阔，适用于石油工业，化学工业，电力工业，造纸工 业，造船工业，废、污水处理行业的金属除锈作业及建筑施工行业等领域的使用，本材料适 用于室内外特殊制造的喷砂设备及抛光设备上使用，在野外喷砂作业，其效果更理想，而且 材料易于回收。
图1是本发明自动化生产工艺的流程示意图；图2是本发明半自动化生产工艺的流程示意图。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发 明的优点与精神，藉由以下结合具体实施方式
对本发明的详述得到进一步的了解。聚氨酯喷射砂的原料由聚醚多元醇，异氰酸酯、蒸馏水、磨料、回收料、稳定剂、催 化剂组成。根据不同的使用要求，在配方中加入相应的添加剂及添加物。本发明所使用的主 要原材料在工业领域生产中被广泛使用及公认的，是物理性能，化学性能较稳定的原材料一、使用磨料的种类物质为氧化物、碳化物、金属合金微粒、结晶体氧化物、植物纤维。二、磨料使用的类别为五大类氧化物如白刚玉或棕刚玉；碳化物如黑碳化硅或绿碳化硅，金属合金微粒如铁或铝合金微粒，结晶体氧化物如陶瓷珠(砂)或玻璃珠(砂)，植物纤维如核桃壳粉或玉米芯粉或木质纤维粉。三、磨料的组合与使用1、磨料可以选采氧化物或碳化物或金属合金微粒中的其中一种，也可以三种按比 例组合或三种选择其中两种按比例进行组合，但磨料的组合质量百分比应满足组份中的磨 料质量百分比之和为100%。2，磨料可以选采结晶体氧化物的其中一种，也可以两种按比例进行组合，但磨料 组合的质量百分比应满足组份中的磨料质量百分比之和为100%。3、磨料可选采植纤维中的核桃壳粉或玉米芯粉或木质纤维粉中的其中一种，也可 以三种按比例组合或三种选择其中两种按比例进行组合，但磨料组合的质量百分比应满足 组份中的磨料质量百分比之和为100%。本发明可回收利用及再造的聚氨酯喷射砂，其生产工艺特征在于适用于大规模自 动化生产，一次性连续发泡，自动浇注成型，也适用于半自动化生产，手工浇注发泡成型，成 型脱模熟化后，用机械破碎至形状不规则的0. 5 IOmm的颗粒状产品。磨料类别使用范围的质量百分比为氧化物1 80%碳化物1 80%金属合金微粒1 80%结晶体氧化物1 80%植物纤维1 80%;磨料不同类别的组合百分比为1、氧化物与碳化物磨料组合百分比为氧化物35 80%碳化物20 65%2、氧化物与金属合金微粒磨料组合百分比为氧化物20 80%金属合金微粒20 80%0083]3、碳化物与金属合金微粒磨料组合百分比为
0084]碳化物20 95%
0085]金属合金微粒5 80%
0086]4、结晶体氧化物陶瓷珠(砂)与玻璃珠(砂)磨料组合百分比为
0087]陶瓷珠(砂)2O 8O %
0088]玻璃珠(砂)20 80 %
0089]5、植物纤维磨料核桃壳粉与玉米芯粉组合百分比为
0090]核桃壳粉20 75%
0091]玉米芯粉25 80%
0092]植物纤维磨料核桃壳粉与木质纤维粉组合百分比为
0093]核桃壳粉20 80%
0094]木质纤维20 80%
0095]植物纤维磨料玉米芯粉与木质纤维组合百分比为
0096]玉米芯粉25 75%
0097]木质纤维粉25 75%;
0098]上述磨料为中国通常使用的筛网目数与粒径标准，使用粒径分为27类，其尺寸范 围为1 1397 μ m，磨料在生产喷射砂反应过程中不会发生性质的变化。
0099]回收料与配方中组份质量百分比为
0100]回收料10 60%
0101]上述回收料为已分门别类，经过筛分，浸泡，清洁，使用闪蒸烘干设备烘干除尘后， 研磨备用的回收料。回收料在生产反应过程中不会发生性质的变化，除了上述的原材料外， 其它配方中的成份为聚醚，异氰酸酯，水，助剂，颜料等性质稳定的基本化工原料。
0102]聚氨酯喷射砂的配方及其组份使用范围(质量百份比)
0103]聚醚25 70%0104]异氰酸酯25 70%0105]水0. 1 5%0106]磨料1 80%0107]回收料10 60%0108]稳定剂0. 05 10%0109]催化剂0. 05 8%0110]颜料0. 01 2%0111]以下介绍自动化生产及半自动化生产的
呈示意图和说明。自动化生产配方及工艺
0112]
0113]
0114]
0115]
0116] 0117]
1、实施配方
配方分组份
聚醚(分子量3000)
80/20异氰酸酯(指数1.05)
水
质量百分比％ 36. 4% 17. 8% 1. 2%
磨料(白刚玉，粒度为833μπι) 33%
回收料粒径为1 5mm10%聚硅氧烷泡沫稳定剂SF 1034 1.2%Dabco 33LV0. 13%辛酸亚锡(T 9)0. 17%颜料0.1%;2、实施生产过程的工艺控制上述配方中的原料，按比例计量配置成三组份，其中聚醚多元醇、水、助剂、颜料 配置成A组份，预先搅拌30 90分钟，异氰酸酯为独立的B组份，磨料、回收料为C组份 (参见附图1)，将A、B组份的液体原料分别泵送至双组份液体反应成型设备中的搅拌恒温 容器中，C组份的固体原料泵送至独立的送入装置搅拌恒温储料容器中(所有原料即配即 用)。实施生产前及生产过程中，调整好反应成型设备中的恒温系统为18°C 25°C，A、 B组份计量泵送量约为每秒100 600克，混合头的混合时间约为1 5秒，混合转速约为 每分钟3000 6000转，磨料及回收料的送入装置的送料量必须与A、B组份的泵送量比例 相匹配，经混合后自动浇注至自动化流水生产线上的模框中，生产线的可调速度必须与浇 注量相匹配，在常温条件下发泡成型时间控制约为10 80秒，待固化后脱模得到制品，在 常温下熟化壹周或在90°C 110°C的恒温设备中加速熟化2 3小时后，取出用机械破碎 至形状不规则的颗粒状产品。3、上述配方中的产品性能和用途产品性能密度160kg/m3伸长率180%回弹性30%产品用途该产品具有柔韧性、回弹性、磨料含量较高，有较强的除锈、除污、除新旧油漆、打 磨的能力，并可反复循环使用，如选用不同的配方组份，可改变产品性能及用途，达到不同 的使用效果。原材料选用聚醚、蒸留水、稳定剂、催化剂、添加剂及添加物、异氰酸酯、磨料、回收 料，添加剂及添加物不是本产品配方中的必要物质，根据产品的特殊用途，选用添加剂有 有阻燃剂、静电防止剂、紫外线防止剂、泡沫体软化剂，颜料或各种添加剂的组合，在配方中 比例为0. 1 10. 5% ；选用添加物有有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或各种添加物的组 合，在配方中比例为5 25%，其组合比例的方式为专业工程技术人员所掌握。把原料在 18°C 25°C的储料容器及计量系统，通过计量泵、计量器，聚醚、蒸留水、稳定剂、催化剂、添 加剂及添加物混合为A组份预混料，异氰酸酯为B组份的原料，磨料、回收料混合为C组份 的混合料，进入恒温18°C 25°C的搅拌储料容器，磨料、回收料混合为C组份的混合料进行 磨料，A、B组份通过PLC控制系统，回收料送入装置，经过高速混合头、自动化生产线及模 框、发泡制品、加速熟化的恒温设备，破碎，获得最终产品。自动化生产工艺流程示意图适合 于规模化批量生产。半自动化生产配方及工艺1、实施配方0135]配方与组份质量百分比％
0136]聚醚(分子量3000)35 %
0137]水1.2%
0138]磨料(碳化硅，粒度为350 μ m)30%
0139]回收料(粒径为1 5謹)18%
0140]颜料0.1%
0141]稳定剂UCCL 53071. 2%
0142]Dabco 33LV0. 14%
0143]辛酸亚锡(T 9)0. 18%
0144]80/20 异氰酸酯(指数 1.05)14.3%2、实施生产过程中的工艺控制上述配方中的原料按比例计量，按配方1至8项依次泵送至高速搅拌容器中进行 预先搅拌1 5分钟后快速投放配方中的异氰酸酯与预混料进行高速搅拌1 8秒，搅拌 速度控制在每分钟2500 3000转，搅拌完毕，迅速提升搅拌轴和混料容器，将混合料浇注 至模具中，发泡时间控制约为10 80秒待固化后脱模得到制品，在常温下熟化壹周或在 90°C 110°C的恒温设备中加速熟化2 3小时后，取出用机械破碎至形状不规则的颗粒状
产品ο3、上述配方中的产品性能和用途产品性能密度175kg/m3伸长率170%回弹性30%产品用途该产品具有柔韧性、回弹性、磨料含量比例较高，粒径较大，有较强的除锈、除污、 除新旧油漆、打磨的能力，并可反复循环使用，如选用不同的配方组份，可改变产品性能及 用途，达到不同的使用效果。原材料选用聚酯、蒸留水、磨料、回收料、稳定剂、催化剂、添加剂及添加物、异氰酸 酯，添加剂及添加物不是本产品配方中的必要物质，根据产品的特殊用途，添加剂有阻燃 剂，静电防止剂，紫外线防止剂，泡沫体软化剂，颜料或各种添加剂的组合，在配方中比例为 0. 1 10. 5%，添加物有碳纤维，玻璃纤维，芳纶纤维或各种添加物的组合，在配方中比例 为5 25%，其组合比例的方式为专业工程技术人员所掌握。上述材料进入恒温18°C 250C的储料容器及计量系统，通过计量泵、计量器，异氰酸酯单独进入底部装置可开启、关 闭的大流量的异氰酸酯定量容器，其他材料进入配比控制中心，通过高速搅拌设备及无底 的搅拌容器，搅拌容器落下时直接置于模具底板上，无底容器的底部边缘装有密封圈，防止 搅拌时物料外泄。经过可开启、合拢、锁模装置的箱式模具，、发泡制品、加速熟化的恒温设 备、破碎设备，得到最终产品。半自动化生产工艺流程示意图适合于批量生产。以上所举实施例仅用为方便举例说明本发明，仅为本发明之较佳实施例而已，并 非对本发明作实施任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离 本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容做出局部更该均等变化、或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的涵盖范 围内。
权利要求
一种聚氨酯喷射砂，其特征在于，原材料的质量百分比如下聚醚 25％～70％异氰酸酯 25％～70％水1％～5％磨料 1％～80％回收料10％～60％稳定剂0.05％～8％催化剂0.05％～8％颜料 0.01％～2％。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯喷射砂，其特征在于所述的磨料粒径为1 1397 μ m，磨料为氧化物、碳化物、金属合金微粒、结晶体氧化物、植物纤维中的一种或一种 以上，所述的磨料选择为选择氧化物磨料时，选采白刚玉或棕刚玉；选择碳化物磨料时，选采黑碳化硅或绿碳化硅；选择金属合金微粒磨料时，选采铁或铝合金微粒；选择结晶体氧化物磨料时，选采陶瓷珠或玻璃珠；选择植物纤维磨料时，选采核桃壳粉或玉米芯粉或粉状木质纤维。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯喷射砂，其特征在于所述的回收料为聚氨酯喷射砂 加工分类后干净、清洁的回收料，将回收料分门别类地进行回收，回收后筛分，清洁，浸泡， 使用闪蒸烘干设备烘干除尘后，破碎，研磨备用，根据配方设计要求按比例与配方中的原料 混合使用，回收料粒径为1 μ m 5mm。
4.根据权利要求2所述的聚氨酯喷射砂，其特征在于所述的磨料选择配比如下 当配方中选择氧化物、碳化物、金属合金微粒磨料按比例组合使用时，质量百分比为氧化物碳化物金属合金微粒=1 80% 1 80% 1 50%，或三种选择其中两种 按比例组合使用时，其质量百分比为氧化物碳化硅=1 80% 1 80% ；当配方中选择结晶体氧化物磨料按比例组合使用时，其质量百分比陶瓷珠玻璃珠 =20 80% 20 80% ；当配方中选择粉状植物纤维磨料按比例组合使用时，其质量百分比为核桃壳粉玉米 芯粉粉状木质纤维=40 80% 20 80% 20 80%，或三种选择其中两种按比例 组合使用时，其质量百分比为核桃壳粉玉米芯粉=40 80% 20 60%，配方中磨料 按比例组合使用时，各组份的质量百分比应满足各组份百分比之和为100% ；当配方中选择回收料使用时，回收中的废料类别要与配方中的磨料类别相一致。
5.一种聚氨酯喷射砂的自动化生产一次性连续发泡制备方法，利用自动浇注成型设备 生产，其特征在于，包括如下步骤①、根据本产品的设计要求，设备采用特别设计的双组份液体反应成型设备，在混合头 外增加安装磨料及回收料送入装置，自动生产线采用可调速的模具生产线；②、配制原材料，原材料的质量百分比如下 聚醚25% 70%异氰酸酯 25% 70%水 5%磨料 80%回收料10% 60%稳定剂0. 05% 8%催化剂0. 05% 8%颜料0. 01% 2%根据产品不同的应用领域，不同的用途，不同的配方设计要求，预先将聚醚多元醇，异 氰酸酯、水、磨料、回收料、助剂及添加剂、颜料一次性计量配置成三组份的原料，其中，聚醚 多元分醇、水、颜料、助剂及添加剂配置成A组份，预先搅拌30 90分钟，异氰酸酯为独立 的B组份，磨料及回收料为C组份，A、B组份分别泵送至双组份液体反应成型设备的恒温搅 拌储料容器中，C组份泵送至磨料及回收料的恒温搅拌储料容器中；③、根据产品不同的配方设计要求，调整好双组份液体反应成型设备计量系统的泵送 量约为每秒100 600克，调整好混合头的混合速度约为每分钟3000 6000转，调整好混 合时间约为1 5秒，调整好磨料，回收料送入装置的泵送量与A、B组份泵送量的比例同 步运行，高速混合后自动浇注至自动化流水生产线上的模框中，在常温常压条件下发泡成 型时间控制约为10 80秒，待固化后脱模得到制品，在常温条件下熟化壹周或在90°C 110°C的自动恒温设备中加速熟化2 3小时，将制品取出后用机械破碎至形状不规则的颗 粒状产品。
6. 一种聚氨酯喷射砂的半自动化制备方法，利用手工浇注成型设备生产，其特征在于， 包括如下步骤①、根据产品的设计要求，设备采用升降调速的高速搅拌机械，搅拌容器采用无底部的 搅拌容器，模具采用简易可开启、合拢、锁模装置的箱式模具，在常温常压下一次性浇注发 泡成型；②、配制原材料，原材料的质量百分比如下聚醚25% 70%异氰酸酯25% 70%水 5%磨料 80%回收料10% 60%稳定剂0. 05% 8%催化剂0. 05% 8%颜料0. 01% 2%将配方中所有的原料组份依次准确计量，按顺序泵送至搅拌容器中预搅拌，最后加入异氰酸酯进行高速搅拌；③、搅拌设备的搅拌速度调整为每分钟2500 3000转，搅拌时间控制约为1 8秒，迅 速将容器中的混合料浇注至箱式模具中，在常温常压条件下发泡成型控制时间约为10 80秒，待固化后脱模得到制品，在常温条件下熟化壹周或在90°C 110°C中的恒温设备中 加速熟化2 3小时，将制品取出后用机械破碎至形状不规则的颗粒状产品。全文摘要
本发明提供一种耐酸、耐碱、耐油污、耐水解并具富有弹性、柔韧性、耐磨性的聚氨酯喷射砂，有效地节约资源，降低使用成本。本发明的聚氨酯喷射砂，原材料采用聚醚、异氰酸酯、水、磨料、回收料、稳定剂、催化剂、颜料，磨料为氧化物、碳化物、金属合金微粒、结晶体氧化物、植物纤维中的一种或一种以上，回收料为聚氨酯喷射砂加工分类后干净、清洁的回收料，回收中的废料类别要与配方中的磨料类别相一致。本喷射材料的发明应用前景广阔，适用于废、污水处理行业的金属除锈作业及建筑施工行业等领域的使用，其效果更理想，而且材料易于回收。
文档编号C08L75/08GK101880453SQ20101020346
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者万卓均 申请人:万卓均