一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物、制备方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物，其是由如下重量份的组分制备而成：聚醚：85份；聚酯：15份；交联剂：3～5份；催化剂：1～5份；整泡剂：2～5份；水：1～1.5份。该聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：S1、原材料配置，S2、换热、研磨，S3、脱水、搅拌、反应。S4、计量灌装、检测。本发明专利技术还提供了该用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备设备。本发明专利技术重点通过对聚氨酯组合物、制备方法及设备的同步改进，使聚氨酯组合物喷涂材料的组分成本降低、综合性能提高、喷涂性能好、涂层形成的纹理清晰以及降低生产成本，可以满足市场需求，有利于大范围推广应用。

Polyurethane composition, preparation method and equipment for wood spray all water foaming system

【技术实现步骤摘要】
一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物、制备方法及设备
本专利技术涉及高分子聚氨酯涂料制造
，具体为一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物、制备方法及设备。
技术介绍
随着材料技术的发展，越来越少采用实木材料，而采用其他材料代替木材。这些材料均需要进行表面喷涂作业。例如，对混凝土材料、金属材料、木塑复合材料等制成的仿木栏杆、门窗、家具等产品，其对于喷涂材料和工艺均有着特定的要求。在涂漆过程中，应注意仿木条在表面上的均匀度，光洁度等，使涂料表面均匀，亮度均匀。部件表面不应有误，泄漏涂层，涂层不应有剥离，涂层应均匀，无明显皱纹，脱落，气泡等。涂层厚度，涂装次数应符合设计要求，刷(喷涂)底漆，成品和保护漆，成品颜色和纹理要达到设计要求。喷涂工艺要点：①涂料的混合，应满足上一个和下一个涂层间隔，由技术人员根据涂料制造商提供的产品手册，检验报告指导施工。②刷涂工具，应根据涂装工具的特性，彻底清洗其他涂料。仿木喷涂可形成的纹理主要有：仿木料断层纹、仿竹纹、仿树皮纹等；仿木喷涂的产品包括：仿木栏杆、仿木花箱、仿木垃圾箱、仿木树桩、仿木花车、仿木啤酒桶、仿木凳子、仿木桌椅、仿木摆件、仿木构件、仿竹小品等系列产品。在喷涂材料的制备过程中，根据1987年定的《关于消耗臭氧层的蒙特利尔议定书》，含氟发泡剂到2020年只能使用发泡总量的0.5％，这对整个业内都是一个极大的挑战，这十年来，氟烃替代品也不断出现，但总不尽人意，水也有其优缺点，所以通过调整配方，在一定程度上弥补其缺点，使产品最终性能达到单一领域内产品的性能要求，从而解决即将面临的法律法规和客户需求。全水发泡技术及产品应运而生。但是，全水发泡材料的性能较低而成本却偏高，喷涂性能不佳、涂层形成的纹理不清晰，影响了其推广应用。聚氨酯喷涂材料作为冷库保温材料的主要材料之一，据不完全统计，每年用量约100多万吨，自从F11禁用以来，大多企业都开始用HCFC141B替代，然而，HCFC-141B价格如今已经提高了2倍以上，材料成本的大幅提高，导致产品整体价格快速上涨，对市场冲击很大。因此，本专利技术的目前是在使材料符合环保标准的条件下，通过改进产品的组分、工艺及设备，针对仿木产品喷涂的特定需求，力求提升产品性能、降低成本，以满足市场的需求。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物、制备方法及设备，重点通过对聚氨酯组合物、制备方法及设备的同步改进，以解决现有的聚氨酯喷涂材料存在组分成本高、综合性能较差、喷涂性能不佳、涂层形成的纹理不清晰以及生产成本高，不能满足市场需求等问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物，其是由如下重量份的组分制备而成：聚醚：85份；聚酯：15份；交联剂：3～5份；催化剂：1～5份；整泡剂：2～5份；水：1～1.5份。前述用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：S1、原材料配置：按照设定的重量比例将聚醚和聚酯置于配备装置内进行配置；S2、换热、研磨：将配备好的浆料泵送至研磨设备内进行研磨，在浆料泵送的过程中通过换热设备进行换热，通过提高浆料的温度来降低粘度，保证浆料不会因在管道内散热后导致粘度过高，继而通过研磨设备将浆料中的固体物料研磨细化后从筛孔流出；S3、脱水、搅拌、反应：将步骤S2研磨后的浆料输送至聚氨酯反应容器内，对浆料进行搅拌、加热和抽真空，使聚氨酯反应容器升温至110～120℃，在真空环境下脱水2～3h，脱水完成后解除真空，并降温至60～75℃，向聚氨酯反应容器内加入交联剂，搅拌30～40min，再降温至40～50℃，相继加入催化剂、整泡剂和水搅拌20～30min；S4、计量灌装、检测：对出料成品进行计量灌装，灌装、质量检测后入库，制得用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物成品。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤S2中，所述研磨设备在对固体物料研磨细化的过程中需要进行冷却降温，防止研磨设备的筒内因聚氨酯浆料、研磨介质和圆盘等相互摩擦所产生的热量影响产品质量。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤S3中，所述聚氨酯反应容器的加热方式为蒸汽加热，采用蒸汽加热较之燃油、电加热蒸汽锅炉相比，可以减少30％的能耗，蒸汽发生器的受热面积能达到92％，再加上配套的省煤器，使所产生的热量能够被锅炉充分吸收，大大节省了锅炉的运行成本。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤S3中，所述聚氨酯反应容器的降温方式为冷却水降温，由于聚氨酯反应容器要从115℃降温到70℃，需要150min左右，聚氨酯反应容器采用冷水降温，反应釜从115℃降温到70℃只需70min，大大缩短了降温时间，提高了生产效率。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤S3中，所述聚氨酯反应容器通过真空设备进行抽真空，所述聚氨酯反应容器与真空设备之间管道串联有缓冲容器，通过缓冲容器用于检查物料是否被抽出，同时起到储存的作用。前述用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备设备，包括储料罐、配料罐、换热器、研磨机、反应釜、真空泵、缓冲罐、锅炉蒸汽制备设备、和冷却水循环设备和控制模块，其中，所述配料罐、换热器和研磨机依次串联于储料罐和反应釜之间的连接管道上，所述储料罐，与配料罐，的连接管道上设有与控制模块电性连接的电子计量器，所述储料罐与配料罐以及配料罐与换热器的连接管道上均设有与控制模块电性连接的输送泵，所述真空泵通过负压管与反应釜的反应腔连通，所述缓冲罐的顶部设有与控制模块电性连接的驱动电机，所述缓冲罐的顶部对应驱动电机的一侧设有进料口，所述缓冲罐的底部设有出料口，所述缓冲罐的反应腔内设有连接驱动电机的搅拌器，所述反应釜的外表面套设有夹套，所述夹套的内部设有加热腔，所述加热腔管道连接有锅炉蒸汽制备设备，所述反应釜的内壁内部设有用于导热的热交换板，所述反应釜的内壁上设有冷却盘管，所述冷却盘管的进水端和出水端分别连接有冷却水输送管和冷却水输出管，所述冷却盘管、冷却水输送管、冷却水输出管与冷却水循环设备构成冷却水循环系统。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述反应釜的底端嵌装有温度检测探头，所述温度检测探头与控制模块电性连接，利用温度检测探头实时监测反应釜内浆料的反应温度，便于通过控制模块进行降温控制。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述输送泵采用隔膜泵，由于聚氨酯原料在配置完成后形成的浆料黏度较高，使用离心泵或齿轮泵的打料速度较慢，影响生产效率，而隔膜泵是采用空气为动力，流量可以随背压的变化自动调整，因此采用采用隔膜泵作为浆料输送泵。作为本专利技术的一种优选技术方案，锅炉蒸汽制备设备采用燃煤蒸汽锅炉，处于环保节能的考虑，燃煤蒸汽发生器与燃油、电加热蒸汽锅炉相比，可以减少30％的能耗，蒸汽发生器的受热面积能达到92％，再加上配套的省煤器，使所产生的热量能够被锅炉充分吸收，大大节省了锅炉的运行成本。(三)有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物，其特征在于：其是由如下重量份的组分制备而成：/n聚醚：85份；聚酯：15份；交联剂：3～5份；催化剂：1～5份；整泡剂：2～5份；水：1～1.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物，其特征在于：其是由如下重量份的组分制备而成：
聚醚：85份；聚酯：15份；交联剂：3～5份；催化剂：1～5份；整泡剂：2～5份；水：1～1.5份。


2.根据权利要求1所述用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、原材料配置：按照设定的重量比例将聚醚和聚酯置于配备装置内进行配置；
S2、换热、研磨：将配备好的浆料泵送至研磨设备内进行研磨，在浆料泵送的过程中通过换热设备进行换热，通过提高浆料的温度来降低粘度，保证浆料不会因在管道内散热后导致粘度过高，继而通过研磨设备将浆料中的固体物料研磨细化后从筛孔流出；
S3、脱水、搅拌、反应：将步骤S2研磨后的浆料输送至聚氨酯反应容器内，对浆料进行搅拌、加热和抽真空，使聚氨酯反应容器升温至110～120℃，在真空环境下脱水2～3h，脱水完成后解除真空，并降温至60～75℃，向聚氨酯反应容器内加入交联剂，搅拌30～40min，再降温至40～50℃，相继加入催化剂、整泡剂和水搅拌20～30min；
S4、计量灌装、检测：对出料成品进行计量灌装，灌装、质量检测后入库，制得用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物成品。


3.根据权利要求2所述的用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述研磨设备在对固体物料研磨细化的过程中需要进行冷却降温，防止研磨设备的筒内因聚氨酯浆料、研磨介质和圆盘等相互摩擦所产生的热量影响产品质量。


4.根据权利要求2所述的用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述聚氨酯反应容器的加热方式为蒸汽加热。


5.根据权利要求2所述的用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述聚氨酯反应容器的降温方式为冷却水降温。


6.根据权利要求2所述的用于仿木喷涂全水发泡体系的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述聚氨酯反应容器通过真空设备进行抽真空，所述聚氨酯反应容...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆刚，
申请(专利权)人：清远市蓝林新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44