用于攀岩的聚氨酯攀岩支点及其制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于攀岩的聚氨酯攀岩支点及其制作工艺，攀岩支点又叫攀岩岩点，该攀岩支点采用聚氨酯为原料，主要应用于人工攀岩岩壁。攀岩支点的制作方法包括以下步骤：削模、模具制作、聚氨酯浇筑、产品脱模、边缘打磨、打孔，本发明通过把聚氨酯在模具中浇筑成型，并打磨成攀岩岩点，加工成的攀岩岩点比目前国内其它材质岩点耐磨韧性高，强度大，摩擦力大，手感好，重量轻。可以广泛运用于攀岩赛事，攀岩场馆，家庭岩壁，安全环保，具有极好的使用价值。
【专利说明】
用于攀岩的聚氨酯攀岩支点及其制作工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于攀岩的聚氨酯(PU)攀岩支点的发明，特别是聚氨酯材料和攀 岩设备上的应用，以及聚氨酯攀岩支点工艺的发明。
【背景技术】
[0002] 现今，人工攀岩墙或攀岩系统所用的岩点，也称之为支点、触点或把手，除了采用 真实的岩石之外，也大量使用人工制造的岩点，例如采用不同成分的聚合物的材料制成的 岩点，譬如树脂岩点等。
[0003] 攀岩支点是攀岩者再人工岩场攀登过程中接触最多的物件，所以岩块的品质对整 体岩场的优劣有很大的影响，支点其是否坚守耐用，是否会伤手等问题成为了目前岩场需 要考虑的一个问题。
[0004] 树脂材料是制作攀岩支点的重要原料。目前，在中国利用树脂材料制作攀岩支点 的有环氧树脂、聚酯树脂和不饱和树脂三种材料来进行加工的。这三种材料在制作攀岩支 点存在以下几种问题:易断裂、有气味、制作过程中有毒，岩点重不利于安装。
[0005] 本发明则利用聚氨酯(PU)材料制作攀岩支点，使得攀岩支点强度大，韧性高，耐磨 性好，环保，重量轻等优点。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是发明一种强度大，韧性高，耐磨性好，环保，重量轻的 攀岩支点，以这种攀岩支点的优点来避免国内现有攀岩岩点材料出现的易断裂，笨重，有气 味，有毒，不耐磨等问题。
[0007] 解决上述技术问题采用的技术方案是： 一种用于攀岩的聚氨酯攀岩支点，其特征在于:该攀岩支点采用聚氨酯为原料，所述的 聚氨酯由聚氨酯原液、聚氨酯固化剂以及催化剂组成。
[0008] 进一步地，所述聚氨酯原液其取得方式： (1) 聚醚脱水:取得聚乙二醇将其置于500mL的烧瓶中，将其升温并抽空，进行脱水1.5 至2小时，然后冷却至50°以下； (2) 预聚反应:在步骤(1)中添加二异氰酸酯甲苯，同时在加入少量的催化剂，接着搅拌 均匀，放置不少于2小时反应； (3) 扩链反应:将步骤(2)降温至55~60°，然后逐渐滴入1，4_丁二醇扩链剂混合，同时在 加温至80摄氏度，在加温过程中需要搅拌，继而抽空脱去液体中的气泡； (4) 步骤(3)得到液体降温至40摄氏度，然后加入二丁胺中和，然后在高速搅拌下加水 乳化30至45分钟，得到聚氨酯原液。
[0009] 进一步地，在步骤(1)中烧瓶内温为110-115摄氏度，抽空的真空度为120~130Pa。
[0010] 进一步地，所述催化剂包括丁基锡二月桂酸酯。
[0011] 用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于:聚氨酯攀岩支点制作工艺 包括以下步骤：（1)削模；（2)模具制作；（3)聚氨酯浇筑:通过把聚氨酯在模具中浇筑成型； (4)产品脱模;（5)边缘打磨；（6)打孔。
[0012] 进一步地，所述削模是指利用锯子、锉刀、砂纸工具把泡沫设计出用于攀岩墙安装 的而且符合人体手型的攀岩岩点造型。
[0013] 进一步地，模具制作是选择流动性良好的硅胶，硅胶中倒入1%_2%的硅胶催化剂固 化，搅拌均匀后，将硅胶覆盖在泡沫模具表面;所述硅胶固化时间控制在15-30分钟固化。
[0014] 进一步地，所述浇筑包括以下步骤来完成：首先保证模具制作形成的攀岩支点模 具其注塑腔清洁，再将聚氨酯原液和固化剂按照一定比例混匀，倒入硅胶模具中。
[0015] 进一步地，在聚氨酯浇筑过程中还添加有氧代双吩恶砒和金刚砂，金刚砂、代双吩 恶砒与聚氨酯原液搅拌均匀混合，该金刚砂与聚氨酯原液重量比为1:2。
[0016] 进一步地，所述的打孔其包括采用脉冲固体激光器打孔，该激光器设置成波长不 小于535nm，波长不小于535nm的脉冲固体激光通过聚氨酯攀岩支点起到光热作用实现对聚 氨酯攀岩支点进行打孔。
[0017] 本发明的有益效果是:通过发明聚氨酯(PU)攀岩岩点，此攀岩支点安全环保，无毒 无味，重量轻，强度大，耐磨，耐摔，可以广泛运用于攀岩赛事，攀岩场馆，家庭岩壁，具有极 好的使用价值。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明方法示意图。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0020] 实施例： 一种用于攀岩的聚氨酯攀岩支点，该攀岩支点采用聚氨酯为原料，所述的聚氨酯由聚 氨酯原液和聚氨酯固化剂以及催化剂固化而成。
[0021] 其中所述聚氨酯原液其取得方式： (1) 聚醚脱水:取得聚乙二醇将其置于500mL的烧瓶中，将其升温并抽空，烧瓶内温为 110-115摄氏度，抽空的真空度为120~130Pa。进行脱水1.5至2小时，然后冷却至50°以下；聚 乙二醇在125°C会分解，故脱水时温度不能高于此分解温度，应控制在110~115°C。 (2) 预聚反应:在步骤（1)中添加二异氰酸酯甲苯，同时在加入少量的催化剂，接着搅 拌均匀，放置不少于2小时反应;优选地，二异氰酸酯甲苯与聚乙二醇量比1:1.2;若二异氰 酸酯甲苯过少会使得聚乙二醇两端不能都均匀的接上二异氰酸酯甲苯，还会因为游离的二 异氰酸酯甲苯减少，减少了低聚物链段运动空间，从而使得预聚体的粘度增大，影响了预聚 体的加工性能和最终制品的物理机械性能。优选地，所述催化剂包括丁基锡二月桂酸酯。其 可以增加活性，加快反应过程。
[0022] -NC0和-OH反应放热量大（AH=100kJ/mol)。单纯用异氰酸酯和聚合物多元醇一步 法反应，要放出大量的热，使制品内部老化，同时分解放出低分子物质，使制品成泡沫状，制 品变成废品。故本发明采用预聚体预聚法，且不需要再加热，生产过程中操作平稳，没有过 热现象。
[0023] (3)扩链反应:将步骤(2)降温至55~60°，然后逐渐滴入1，4-丁二醇扩链剂混合，同 时在加温至80摄氏度，在加温过程中需要搅拌，继而抽空脱去液体中的气泡； (4)步骤(3)得到液体降温至40摄氏度，然后加入二丁胺中和，然后在高速搅拌下加水 乳化30至45分钟，得到聚氨酯原液。
[0024] 不限定于该方法得到的聚氨酯原液。
[0025] 参见图1，一种用于攀岩的聚氨酯(PU)攀岩支点的制作工艺，包括以下步骤:削模、 模具制作、聚氨酯(PU)浇筑、产品脱模、边缘打磨、打孔六个步骤。
[0026] 利用锯子、锉刀、砂纸等工具把高密度泡沫设计出用于攀岩墙安装的、而且符合人 体手型的攀岩岩点造型。再选择流动性良好的硅胶，硅胶中倒入1%-2%的硅胶催化剂，搅拌 均匀后，将硅胶覆盖在泡沫模具表面，硅胶最好在30分钟内固化。待磨具制作完成后，将聚 氨酯(PU)原料和固化剂按照一定比例混合倒入硅胶模具中，优选的，所述聚氨酯原液和聚 氨酯固化剂的量比为3:1~6:1。此时应保证硅胶模具是干净的，因为杂质容易影响攀岩支点 的质量。聚氨酯(PU)原料在硅胶模具中的硬化后，将攀岩支点从硅胶模具中取出。固化后的 聚氨酯(PU)材料就是攀岩支点，从模具中取出，并把边缘和底部硬化的部分在打磨机上打 磨，棱角处理，用以避免安装攀岩支点时支点不平整以及攀岩时候划伤手指。最后采用合适 大小的钻头进行钻孔打钉，用于岩点能够完美地固定在攀岩墙上。
[0027] 通过上述聚氨酯(PU)材料以及工艺制作攀岩支点，其使得攀岩支点强度大，韧性 高，耐磨性好，环保，重量轻等优点。
[0028] 参见下表，聚氨酯(PU)攀岩支点和国内其它攀岩支点的对比：
上述可知聚氨酯(PU)攀岩支点明显质量优于国内其它攀岩支点。
[0029] 为了防止长期暴露在外会积累很多细菌，攀岩运动过程是比较累，人们在攀岩过 程中易发生手与口相碰，一定程度上会影响人们的身体健康，通过在聚氨酯浇筑过程中还 添加有氧代双吩恶砒，该氧代双吩恶砒与聚氨酯原液搅拌均匀混合，其可以有起到杀菌效 果，更加环保健康的产品。
[0030] 为了以增强手感使得攀岩与自然的岩石类似以及强度，还可在浇筑中添加金刚 砂，该金刚砂与聚氨酯原液重量比为1:2。金刚砂通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚 玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要 原料，添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间，机 械强度高于刚玉。
[0031] 脉冲固体激光器打孔：为了对片状聚氨酯进行表面修饰，对使用波长不少于 530nm的脉冲固体激光器在片状聚氨酯上打孔。随着激光能量的升高、激光作用时间的延长 以及脉冲个数的增加，孔径和孔深均会随之增加。焦点的降低和进入聚氨酯深度的增加，会 导致孔的锥度增加。所打微孔大小均匀，圆度好，无毛边、锯齿。波长为530nm的激光主要通 过光热作用对聚氨酯进行消解。
[0032] 本发明采用的聚氨酯(PU)攀岩支点的回收和利用回收废旧聚氨酯一方面可以保 护环境，另一方面可以节约材料和能源。其回收的方法包括:⑴材料回收:将废旧聚氨酯粗 碎或细碎，然后粘合、加压、挤出成型重新做成板材，或用做填料，制作地板革、田径赛场等 铺面材料。⑵化学回收：用低分子二元醇、二元胺使废旧聚氨酯解聚成原料。经醇解得到的 多元醇可作为原料使用。 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种用于攀岩的聚氨酯攀岩支点，其特征在于:该攀岩支点采用聚氨酯为原料，所述 的聚氨酯由聚氨酯原液、聚氨酯固化剂以及催化剂组成。2. 根据权利要求1所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点，其特征在于:所述聚氨酯原液其 取得方式： (1) 聚醚脱水:取得聚乙二醇将其置于500mL的烧瓶中，将其升温并抽空，进行脱水1.5 至2小时，然后冷却至50°以下； (2) 预聚反应:在步骤（1)中添加二异氰酸酯甲苯，同时在加入少量的催化剂，接着搅拌 均匀，放置不少于2小时反应； (3) 扩链反应:将步骤(2)降温至55~60°，然后逐渐滴入1，4_丁二醇扩链剂混合，同时在 加温至80摄氏度，在加温过程中需要搅拌，继而抽空脱去液体中的气泡； (4) 步骤(3)得到液体降温至40摄氏度，然后加入二丁胺中和，然后在高速搅拌下加水 乳化30至45分钟，得到聚氨酯原液。3. 根据权利要求2所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点，其特征在于:在步骤（1)中烧瓶 内温为110-115摄氏度，抽空的真空度为120~130Pa。4. 根据权利要求2所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点，其特征在于:所述催化剂包括丁 基锡^月桂酸酯。5. 根据权利要求1所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于:聚氨酯 攀岩支点制作工艺包括以下步骤:（1)削模;（2)模具制作；（3)聚氨酯浇筑:通过把聚氨酯在 模具中浇筑成型；（4)产品脱模;（5)边缘打磨；（6)打孔。6. 根据权利要求5所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于:所述削 模是指利用锯子、锉刀、砂纸工具把泡沫设计出用于攀岩墙安装的而且符合人体手型的攀 岩岩点造型。7. 根据权利要求5所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于:模具制 作是选择流动性良好的硅胶，硅胶中倒入1%_2%的硅胶催化剂固化，搅拌均匀后，将硅胶覆 盖在泡沫模具表面;所述硅胶固化时间控制在15-30分钟固化。8. 根据权利要求5或6或7所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于： 所述浇筑包括以下步骤来完成:首先保证模具制作形成的攀岩支点模具其注塑腔清洁，再 将聚氨酯原液和固化剂按照一定比例混匀，倒入硅胶模具中。9. 根据权利要求5所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于:在聚氨 酯浇筑过程中还添加有氧代双吩恶砒和金刚砂，金刚砂、代双吩恶砒与聚氨酯原液搅拌均 匀混合，该金刚砂与聚氨酯原液重量比为1:2。10. 根据权利要求5或9所述的用于攀岩的聚氨酯攀岩支点的制作工艺，其特征在于:所 述的打孔其包括采用脉冲固体激光器打孔，该激光器设置成波长不小于535nm，波长不小于 535nm的脉冲固体激光通过聚氨酯攀岩支点起到光热作用实现对聚氨酯攀岩支点进行打 孔。
【文档编号】C08G18/10GK106009626SQ201610374125
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】张天志, 姜柳, 黄磊, 甘计从, 梁立成, 谢春波, 连鸿燕, 麻航宁
【申请人】杭州山之达体育文化有限公司