一种海绵磨料及其制备方法与流程

本发明涉及海绵磨料的，具体涉及一种海绵磨料及其制备方法。

背景技术：

1、传统喷砂工艺中的磨料成分主要是钢砂、铜矿砂以及钢丸，该成分材质的主要特点是具有硬脆性。在压缩空气的作用下，与海洋工程生产设施表面接触的同时立即变成粉末状矿砂。该粉末状矿砂给作业人员身体健康和作业环境带来了诸多危害。

2、海绵磨料将传统喷砂工艺的撞击、磨削特点与聚氨酯海绵超强的吸附能力二者进行了完美融合。海绵磨料在压缩空气动力推动下，与工件表面接触的瞬间变形，与此同时磨料漏出对构件进行喷砂处理作业，当海绵磨料与构件分离后，又迅速恢复原状形成真空，在海绵体变形和恢复原状的过程中吸附了作业过程中产生的大量粉尘和固体杂质，对改善喷砂作业环境起到了积极作用。但是常见的海绵磨料中聚氨酯海绵与磨料复合均需要加入粘合剂，粘合剂成本高，且在使用过程中容易脱落，导致循环次数少。而且当磨料与海绵磨料分离时，容易与工件或地面摩擦，导致温度过高甚至燃烧，也会造成安全风险。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种海绵磨料，海绵磨料是由石蜡包裹磨粒后与聚氨酯柔性海绵复合得到，石蜡作为粘合剂将磨料与海绵组合，石蜡能将磨料与工件碰撞过程中的产生火花的概率降到最低；本发明的目的之二在于提供一种海绵磨料的制备方法，步骤简单，条件温和，适合大规模工业生产。

2、本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

3、一种海绵磨料，包括以下按质量份计的原料：聚氨酯柔性海绵20～50份、磨粒10～20份和石蜡5～10份；其中，海绵磨料是由石蜡包裹磨粒后与聚氨酯柔性海绵复合得到。

4、进一步，所述聚氨酯柔性海绵包括以下按质量百分比计的原料：2～5份聚醚多元醇、1～5份大豆油基多元醇、15～25份二甲基甲烷二异氰酸酯、2～5份稳泡剂、1～5份开孔剂、0.5～2份催化剂、4～8份扩链剂和2～5份水。

5、进一步，所述聚氨酯柔性海绵还包括阻燃剂0.5～1份。

6、再进一步，所述阻燃剂为质量比为1：(0.5～1)的聚磷酸铵和季戊四醇。

7、进一步，所述催化剂为二月桂酸二丁基烯；所述扩链剂为二乙烯二胺。

8、所述聚氨酯柔性海绵的制备方法，包括以下步骤：

9、1)将聚醚多元醇、大豆油基多元醇、稳泡剂、开孔剂、催化剂、扩链剂和水混合，搅拌后得到均匀的混合物；

10、2)然后向混合物中加入二甲基甲烷二异氰酸酯，搅拌，倒入模具中；

11、3)对模具加热，使混合物进行发泡反应，取出静置，切块，得到聚氨酯柔性海绵。

12、进一步，所述聚氨酯柔性海绵的制备方法的步骤1)中，搅拌的速度为2000～3000rpm，时间为240～360s；步骤2)中，搅拌的速度为5000～6000rpm，时间为10～20s；步骤3)中，发泡反应的温度为75～85℃，时间为30～60min，静置的时间为24～48h。

13、进一步，所述磨粒为白刚玉、棕刚玉和钢砂中的一种或两种组合物。

14、本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

15、上述的海绵磨料的制备方法，包括以下步骤：

16、(1)将石蜡熔化，将磨粒放入熔化的蜡浆中，得到磨料蜡浆；

17、(2)然后在磨料蜡浆中加入聚氨酯柔性海绵，保温，使聚氨酯柔性海绵吸附磨料蜡浆，冷却后，得到海绵磨料。

18、进一步，步骤(1)中，石蜡的熔化温度为80～90℃；步骤(2)中，保温的温度为70～80℃。

19、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

20、(1)本发明的海绵磨料的主要成分为聚氨酯柔性海绵、磨粒和石蜡，该海绵磨料是以石蜡包裹磨料复合在聚氨酯柔性海绵上，当海绵磨料接触到需要磨削的工件时，聚氨酯柔性海绵瞬间变形，而被石蜡包裹的磨料露出对工件进行喷砂处理作业，石蜡作为磨削润滑剂之一，能有效减少磨削过程中热量的产生，防止清洗过程中产生火花。同时磨料在磨削过程中产生的逸散性灰尘也能被聚氨酯柔性海绵吸附，而且聚氨酯柔性海绵也能吸附作业过程中产生的固体颗粒和碎屑物，减少作业后废料的产生。

21、(2)本发明的聚氨酯柔性海绵中可以不添加阻燃剂，因为聚氨酯柔性海绵中采用大豆油基多元醇替代部分聚醚多元醇，引入了酯基，使得海绵的热稳定性增强，而且经过测试可知，随着大豆油基多元醇的增加，储能模量降低，使得海绵的回弹性能提高。所以以大豆油基多元醇为原料制备的聚氨酯柔性海绵，产品回弹性和热稳定性得到提高，同时减少生产成本和提高可降解性。

22、(3)本发明的海绵磨料的制备方法中，是先将磨料均匀分散在熔融状态下的蜡浆中，再将聚氨酯柔性海绵浸入分散有磨料的蜡浆中，海绵吸附蜡浆后，取出冷却，得到聚氨酯柔性海绵与磨料复合的海绵磨料。本发明的海绵磨料中无需另外加入有机粘合剂对海绵与磨料进行复合，而是将石蜡作为粘合剂，石蜡随着摩擦热的产生，部分固体石蜡会发生相变，成为液体石蜡，这过程会吸收一部分的摩擦热量，能减少火花的产生，而且还能提高海绵的耐磨性，解决了磨料不可回收重复利用的难题，提高了作业效率。

技术特征：

1.一种海绵磨料，其特征在于，包括以下按质量份计的原料：聚氨酯柔性海绵20～50份、磨粒10～20份和石蜡5～10份；其中，海绵磨料是由石蜡包裹磨粒后与聚氨酯柔性海绵复合得到。

2.如权利要求1所述的海绵磨料，其特征在于，所述聚氨酯柔性海绵包括以下按质量百分比计的原料：2～5份聚醚多元醇、1～5份大豆油基多元醇、15～25份二甲基甲烷二异氰酸酯、2～5份稳泡剂、1～5份开孔剂、0.5～2份催化剂、4～8份扩链剂和2～5份水。

3.如权利要求2所述的海绵磨料，其特征在于，所述聚氨酯柔性海绵还包括阻燃剂0.5～1份。

4.如权利要求3所述的海绵磨料，其特征在于，所述阻燃剂为质量比为1：(0.5～1)的聚磷酸铵和季戊四醇。

5.如权利要求2所述的海绵磨料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基烯；所述扩链剂为二乙烯二胺。

6.如权利要求2～5任一项所述的海绵磨料，其特征在于，所述聚氨酯柔性海绵的制备方法，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的海绵磨料，其特征在于，所述聚氨酯柔性海绵的制备方法的步骤1)中，搅拌的速度为2000～3000rpm，时间为240～360s；步骤2)中，搅拌的速度为5000～6000rpm，时间为10～20s；步骤3)中，发泡反应的温度为75～85℃，时间为30～60min，静置的时间为24～48h。

8.如权利要求1所述的海绵磨料，其特征在于，所述磨粒为白刚玉、棕刚玉和钢砂中的一种或两种组合物。

9.权利要求1～8任一项所述的海绵磨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的海绵磨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，石蜡的熔化温度为80～90℃；步骤(2)中，保温的温度为70～80℃。

技术总结
本发明公开了一种海绵磨料及其制备方法，该海绵磨料包括以下按质量份计的原料：聚氨酯柔性海绵20～50份、磨粒10～20份和石蜡5～10份；其中，海绵磨料是由石蜡包裹磨粒后与聚氨酯柔性海绵复合得到。当海绵磨料接触到需要磨削的工件时，聚氨酯柔性海绵瞬间变形，而被石蜡包裹的磨料露出对工件进行喷砂处理作业，石蜡作为磨削润滑剂之一，能有效减少磨削过程中热量的产生，防止清洗过程中产生火花。同时磨料在磨削过程中产生的逸散性灰尘也能被聚氨酯柔性海绵吸附，而且聚氨酯柔性海绵也能吸附作业过程中产生的固体颗粒和碎屑物，减少作业后废料的产生。

技术研发人员：陈惠萍,王锐斌
受保护的技术使用者：广东仕邦杰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16