制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法及混合喷涂装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法及混合喷涂装置，密闭喷涂材料是有两种组分A组份和B组份按照比例1:1组成，A组份原料：聚合MDI；B组份原料包括阻燃多元醇、聚酯多元醇、可膨胀石墨、凹凸棒粉、泡沫乳化剂、发泡剂及催化剂。混合喷涂装置包括两个钢瓶和压缩空气气源，压缩空气气源通过总气管和一个三通将空气分至两根气管中，两个钢瓶顶部各自安装有两个分别输送气或液的角阀，其中一个角阀带有气压表、且进气口通过气管与三通连接、出气口与钢瓶内部连通，另一个角阀的一个端口用于输出瓶内液体至树脂混合胶枪与雾化喷头。本发明专利技术提高了密闭喷涂材料的阻燃性，同时也提高了喷涂过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法及混合喷涂装置
本专利技术涉及煤矿隧道密闭材料领域，具体为一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法及混合喷涂装置，可广泛应用于矿山开采、煤矿开采及隧道掘进过程中有毒气体的快速密闭。
技术介绍
随着国家矿山深度开采，大型煤矿开采，超长隧道开挖，遇到的各种地质问题愈加特殊，开采所经区域有害气体不良地质发育，各种有害气体问题愈加突出，对有害气体快速密闭的性能提出更高要求，从而适应各种不同的有害气体；对喷涂装置设计的安全性、便捷性、更广泛的使用性也提出更高的要求。我国现在使用的快速密闭材料主要是单纯的聚氨酯泡沫材料及带压喷涂装置，但是现有的聚氨酯泡沫材料大多采用有机材料，因此阻燃性不够高、强度低且放热量大，而且喷涂装置所用的抛射剂也属于易爆有机物，有安全隐患，所以急需改进现有的聚氨酯密闭材料和喷涂装置的结构，以提高聚氨酯密闭材料的阻燃性和喷涂的安全性。
技术实现思路
本专利技术为了解决提高聚氨酯密闭泡沫材料的阻燃性以及提高喷涂安全性的问题，提供了一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法及混合喷涂装置。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，包括如下步骤：（1）准备原料：A组分为：聚合MDI；B组分包括：阻燃多元醇：50％～55％；聚酯多元醇：12％～17％；发泡剂：18％～26％；可膨胀石墨：6％～8％；凹凸棒粉：1％～3％；泡沫乳化剂：0.5%～1.5%；催化剂：0.5%～1.5%；各组分为质量百分比；（2）B组分的制备步骤如下：第一步：将可膨胀石墨与凹凸棒粉置于50~80℃环境下，烘干，降温至常温备用，若烘干的温度过高，达到200~300℃时，则会使可膨胀石墨膨胀变大，降低了阻燃的性能，所以只能在50~80℃环境下进行烘干，这样能保证可膨胀石墨的阻燃特性；第二步：将阻燃多元醇与聚酯多元醇按步骤（1）中的比例加入反应釜中，在温度100～130℃，压力-0.2～-0.05MPa，搅拌速率为20～60转/分钟的条件下脱水0.5～1.0小时，降温至常温，然后在常温下搅拌，转速为60～80转/分钟下，依次加入发泡剂、催化剂、泡沫乳化剂及备用的可膨胀石墨与凹凸棒粉搅拌，搅拌时间为1.0～1.5小时，搅拌结束后，则B组分制备完成；经过采样检测，制得的B组分具有如下物理、化学性质：25℃条件下：粘度：100～300mPa·s；密度：1.20～1.30g/cm³；pH：5～8；外观：无颗粒物及机械杂质；（3）取质量比为1:1的A组分与B组分进行反应，反应时间为20s～40s，制得改性聚氨酯密闭喷涂材料。本专利技术所提供的制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，是基于可膨胀石墨与凹凸棒粉制备的，主要是通过无机材料改性聚氨酯泡沫，来提高聚氨酯泡沫的阻燃性和强度，结合了有机材料和无机材料的特点形成的新型材料，也产生了这种材料新的特点。该方法主要是采用A组分和B组分进行混合反应而制成，A组分为聚合MDI，聚合MDI本领域技术人员公知的物质，是褐色透明状液体，实际上它是含有不同官能度的多异氰酸酯混合物，通常要求MDI应占混合物总量的50%左右。B组分为多种材料用上述步骤（2）制备而成。进一步的，步骤（1）中，A组分的聚合MDI采用BASF，M205或万华PM—200；所述阻燃多元醇采用万华FR-130或FR1830；所述聚酯多元醇的羟值为300～500mgKOH/g，酸值＜2mgKOH/g，粘度＜5000mPa·s。进一步的，步骤（1）中，发泡剂采用HCFC-141b；泡沫乳化剂选用迈图L-5440。进一步的，步骤（1）中，可膨胀石墨满足如下条件：80目，纯度大于95%，膨胀倍数：200～400倍；凹凸棒粉满足：300目～400目。进一步的，步骤（1）中，催化剂为三聚性催化剂和发泡性催化剂组合，三聚性催化剂选用钾盐或异辛酸钾，发泡性催化剂选用五甲基二乙烯二胺或双（二甲氨基乙基）醚，三聚性催化剂与发泡性催化剂比例为：1:2～4。进一步的，为了提高可膨胀石墨与凹凸棒粉的烘干速率，可以采用真空烘干机对两者进行烘干。当B组分制备完成时，A组分和B组分并不能直接反应后储存在某种储物罐中，若要将A组分和B组分进行混合反应，反应在20s～40s内就会结束，所以需要在现场进行混合反应，直接形成改性聚氨酯密闭喷涂材料，起到现场密闭的作用。因此为了实现这个过程，也改进了现有的喷涂装置；改性聚氨酯密闭喷涂材料的混合喷涂装置，包括两个钢瓶和压缩空气气源，所述压缩空气气源通过总气管和一个三通将空气分至两根气管中；两个钢瓶的结构相同且均密闭，每个钢瓶顶部安装有两个分别输送气或液的角阀，其中一个角阀带有气压表、且进气口通过气管与三通连接、出气口与钢瓶内部连通，另一个角阀的一个端口与伸入钢瓶的液体导管连接、另一端口与树脂混合胶枪的胶枪输入管连接，所述树脂混合胶枪的输出端头与雾化喷头连接；所述压缩空气气源的总气管上还安装有油水分离器。由于喷涂装置是针对A组分和B组分进行混合反应而设计的，所以其包括两个钢瓶，两个钢瓶中分别装A组分和已经制备完成的B组分，抛射剂选用了压缩空气气源，压缩空气气源通过总气管和一个三通将空气分至两根气管中，两根气管分别给两个钢瓶内输送空气，两个钢瓶结构相同且各自密闭（所以就只详细介绍一个钢瓶即可），但是在钢瓶的顶部安装有两个分别输送气或液的角阀，一个角阀带有气压表，且进气口通过气管与三通连接、出气口与钢瓶内部连通，气压表用于控制钢瓶内的压力，使压力满足喷涂的实际需要，另一个角阀的一个端口与伸入钢瓶的液体导管连接、另一端口与胶枪输入管连接，当钢瓶内输入空气使压力增大时，钢瓶内的液体从液体导管经过角阀流出至胶枪输入管，然后输出至树脂混合胶枪，由于两个钢瓶内分别储存A组分和B组分，所以当瓶内压力增大时，A组分和B组分别从各自的胶枪输入管进入树脂混合胶枪，开始进行反应，树脂混合胶枪的输出端头再与雾化喷头连接，就可以将反应物喷出，在20s～40s便可以反应结束，还可以根据现场情况调整喷涂距离、雾化大小。该装置具体操作为：当B组分制备完成后，使两个钢瓶内分别装有A组分和B组分，连接压缩空气气源与钢瓶上的带气压表的角阀，打开角阀，压缩空气从总气管中输入至三通，再从气管中输入至钢瓶内，当通过气压表观察，两个钢瓶内的气压一致，并达到一定数值时，再将胶枪输入管与钢瓶上的另一个不带气压表的角阀连接，胶枪输入管本身与树脂混合胶枪连接，则A组分和B组分开始混合并进行反应，并通过雾化喷头喷出，在喷涂过程中不要关闭连接气源，保持钢瓶中气压的恒定，压力为5～8bar，保证工作人员对喷涂的距离、雾化及密闭效果的控制。优选的，为了保证压缩空气气源输入钢瓶时，使空气更加的绩效，所述压缩空气气源的总气管上还安装有油水分离器。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所提供的一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，使用可膨胀石墨与凹凸棒粉提高喷涂材料的阻燃性、泡沫强度及降低放热量；使用三聚性催化剂、可膨胀石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n（1）准备原料：/nA组分为：聚合MDI；/nB组分包括：阻燃多元醇：50％～55％；聚酯多元醇：12％～17％；/n发泡剂：18％～26％；可膨胀石墨：6％～8％；/n凹凸棒粉：1％～3％；泡沫乳化剂：0.5%～1.5%；/n催化剂：0.5%～1.5%；各组分为质量百分比；/n（2）B组分的制备步骤如下：/n第一步：将可膨胀石墨与凹凸棒粉置于50~80℃环境下，烘干，降温至常温备用；/n第二步：将阻燃多元醇与聚酯多元醇按步骤（1）中的比例加入反应釜中，在温度100～130℃，压力-0.2～-0.05MPa，搅拌速率为20～60转/分钟的条件下，脱水0.5～1.0小时，降温至常温，然后在常温下搅拌，转速为60～80转/分钟下，依次加入发泡剂、催化剂、泡沫乳化剂及备用的可膨胀石墨与凹凸棒粉搅拌，搅拌时间为1.0～1.5小时，搅拌结束后，则B组分制备完成；/n（3）取质量比为1:1的A组分与B组分进行反应，反应时间为20s～40s，制得改性聚氨酯密闭喷涂材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）准备原料：
A组分为：聚合MDI；
B组分包括：阻燃多元醇：50％～55％；聚酯多元醇：12％～17％；
发泡剂：18％～26％；可膨胀石墨：6％～8％；
凹凸棒粉：1％～3％；泡沫乳化剂：0.5%～1.5%；
催化剂：0.5%～1.5%；各组分为质量百分比；
（2）B组分的制备步骤如下：
第一步：将可膨胀石墨与凹凸棒粉置于50~80℃环境下，烘干，降温至常温备用；
第二步：将阻燃多元醇与聚酯多元醇按步骤（1）中的比例加入反应釜中，在温度100～130℃，压力-0.2～-0.05MPa，搅拌速率为20～60转/分钟的条件下，脱水0.5～1.0小时，降温至常温，然后在常温下搅拌，转速为60～80转/分钟下，依次加入发泡剂、催化剂、泡沫乳化剂及备用的可膨胀石墨与凹凸棒粉搅拌，搅拌时间为1.0～1.5小时，搅拌结束后，则B组分制备完成；
（3）取质量比为1:1的A组分与B组分进行反应，反应时间为20s～40s，制得改性聚氨酯密闭喷涂材料。


2.根据权利要求1所述的一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，A组分的聚合MDI采用BASF，M205或万华PM—200；所述阻燃多元醇采用万华FR-130或FR1830；所述聚酯多元醇的羟值为300～500mgKOH/g，酸值＜2mgKOH/g，粘度＜5000mPa·s。


3.根据权利要求1所述的一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，发泡剂采用HCFC-141b；泡沫乳化剂选用迈图L-5440。


4.根据权利要求1所述的一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，可膨胀石墨满足如下条件：80目，纯度大于95%，膨胀倍数：200～400倍；凹凸棒粉满足：300目～400目。


5.根据权利要求1所述的一种制备改性聚氨酯密闭喷涂材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，催化剂为三聚性催化剂和发泡性催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜新社，安牡丹，王颜彬，
申请(专利权)人：垣曲县宏远特种防水材料厂，
类型：发明
国别省市：山西;14