一种自主密封聚氨酯法兰及其成型工艺的制作方法

本发明涉及一种自主密封聚氨酯法兰及其成型工艺。

背景技术：

1、法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，通常是成对使用，主要用于管道的连接。在需要连接的管道，两端各安装一片法兰盘，两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。

2、由于法兰盘和密封垫是分离的，因此密封垫在安装时对合是否到位对于法兰的密封起着至关重要的作用。另外，随着使用时间的延长，密封垫会因为老化等原因发生损坏，造成管路泄露。

3、在某些特殊场合，管道内的物料不能接触金属材质，为此需要使用高硬度的聚氨酯材料制作聚氨酯法兰，如何利用聚氨酯材料实现与金属材料相近的刚性制造聚氨酯法兰，同时还可以实现自主密封，达到操作简便且密封性能好的效果，是目前需要研发的方向。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种自主密封、操作简便、密封性能良好的聚氨酯法兰及其成型工艺。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种自主密封聚氨酯法兰，其法兰盘本体由硬质聚氨酯材料制备，在法兰盘本体的密封面上一体式设置有由软聚氨酯材料制备的密封层。

4、其中，所述硬质聚氨酯材料包括如下组分：聚氨酯预聚体和固化剂，所述聚氨酯预聚体和固化剂的质量比为100∶20～25。

5、优选的，所述硬质聚氨酯材料包括质量比为100∶23的聚氨酯预聚体和固化剂。

6、其中，所述软聚氨酯材料包括如下组分：聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂；所述聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂的质量之比为100∶10～15∶0.1。

7、优选的，所述软聚氨酯材料包括质量之比为100∶12∶0.1的聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂。

8、进一步的，所述聚氨酯预聚体为聚酯多元醇和甲苯二异氰酸酯(tdi)反应得到。

9、进一步的，所述固化剂为moca。

10、进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。

11、一种上述自主密封聚氨酯法兰的成型工艺，其包括如下步骤：

12、(1)采用一体成型模具，将模具预热至80℃；

13、(2)将制备软聚氨酯的聚氨酯预聚体预热至80℃左右，加入硅烷偶联剂kh550，搅拌均匀，脱泡静置；

14、(3)使用浇注机将混合好的密封面聚氨酯预聚体和moca按比例通过机头搅拌注至模具型腔内，只浇注模腔中法兰密封面部位；

15、(4)模具继续加热5min，至软聚氨酯呈半凝固状态；

16、(5)浇注硬质聚氨酯，至充满整个模腔；

17、(6)浇注后停留5～6min至硬质聚氨酯呈半凝固状态，将模具放置于压机上，使得两种聚氨酯结合牢固，取出模具脱模；

18、(7)浇注好的法兰，放入120℃烘箱后硫化24小时，完成加工。

19、成型工艺的步骤(6)中，压机固化工艺参数为：温度120℃，压力5～8mpa，时间15～20min。

20、本发明的有益效果在于：本发明的自主密封聚氨酯法兰，采用硬质聚氨酯材料制造法兰盘本体，强度高不易变形。法兰本体的密封面上一体式设置了软聚氨酯材料的密封层，柔软且回弹性好。本发明的法兰在使用时不必再加密封垫片，可实现自主密封，适用于某些无法使用金属法兰或压力不大于4公斤的场合，操作简便，密封性能可靠。

技术特征：

1.一种自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，其法兰盘本体(1)由硬质聚氨酯材料制备，在法兰盘本体(1)的密封面上一体式设置有由软聚氨酯材料制备的密封层(2)。

2.根据权利要求1所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述硬质聚氨酯材料包括如下组分：聚氨酯预聚体和固化剂，所述聚氨酯预聚体和固化剂的质量比为100∶20～25。

3.根据权利要求2所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述硬质聚氨酯材料包括质量比为100∶23的聚氨酯预聚体和固化剂。

4.根据权利要求1所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述软聚氨酯材料包括如下组分：聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂；所述聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂的质量之比为100∶10～15∶0.1。

5.根据权利要求4所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述软聚氨酯材料包括质量之比为100∶12∶0.1的聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂。

6.根据权利要求2～5任一项所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述聚氨酯预聚体为聚酯多元醇和甲苯二异氰酸酯反应得到。

7.根据权利要求2～5任一项所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述固化剂为moca。

8.根据权利要求2～5任一项所述的自主密封聚氨酯法兰，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的自主密封聚氨酯法兰的成型工艺，其特征在于，其包括如下步骤：

10.根据权利要求1所述的成型工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，压机固化工艺参数为：温度120℃，压力5～8mpa，时间15～20min。

技术总结
本发明采用涉及一种自主密封聚氨酯法兰，其法兰盘本体由硬质聚氨酯材料制备，在法兰盘本体的密封面上一体式设置有由软聚氨酯材料制备的密封层；所述硬质聚氨酯材料包括质量比为100∶20～25的聚氨酯预聚体和固化剂，所述软聚氨酯材料包括质量之比为100∶10～15∶0.1的聚氨酯预聚体、固化剂和偶联剂。本发明同时提供了上述自主密封聚氨酯法兰的成型工艺。本发明的法兰在使用时不必再加密封垫片，可实现自主密封，适用于某些无法使用金属法兰或压力不大于4公斤的场合，操作简便，密封性能可靠。

技术研发人员：高文岐,张喜俊,杜喜林
受保护的技术使用者：高科橡塑工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31