本發(fā)明屬于聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法。
背景技術(shù)：
相對于使用方便但不便于長期貯存的單組份聚氨酯彈性體來說，由固化劑、聚氨酯預(yù)聚體或其它組分發(fā)生固化反應(yīng)生成的澆注型聚氨酯彈性體具有較好的耐溫性，其強(qiáng)度高，硬度范圍寬廣可調(diào)，且儲存穩(wěn)定性高等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，可用于橋梁防水，軌道道床鋪設(shè)等。
目前，為了避免各組分件提前發(fā)生反應(yīng)，固化劑、聚氨酯預(yù)聚體以及其它組分在出廠時進(jìn)行分裝保存，在施工現(xiàn)場按配比稱量，先混合再澆注，這不僅導(dǎo)致施工過程繁瑣，還涉及到配比計量問題，影響產(chǎn)品配比準(zhǔn)確性，且還需要配備專用的共混設(shè)備，成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法，通過微膠囊技術(shù)及特殊混合方法，使固化劑或其它組分以穩(wěn)定的顆粒狀均勻分布于聚氨酯預(yù)聚體中，由于有膠囊殼體的阻隔，在施工應(yīng)用前各組分之間不發(fā)生反應(yīng)，能長期穩(wěn)定貯存，施工時，采用溫度、壓力或紫外線等激活，使膠囊殼體破裂，各組分之間接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，現(xiàn)場無需配比和混合，簡便施工，施工設(shè)備簡單。
本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法，包括以下步驟：
1)利用微膠囊技術(shù)將固化劑或其它組分分別制成固體微膠囊；
2)將固體微膠囊均勻混合在聚氨酯預(yù)聚體中，混合后抽真空脫氣；
3)使用時，將微膠囊殼體破裂，包覆于膠囊內(nèi)的固化劑或其它組分溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
作為本發(fā)明一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法的一個具體實施例，所述固體微膠囊的粒徑為1～1000μm。進(jìn)一步優(yōu)選為50～800μm，100～500μm，150～350μm，200～300μm。
作為本發(fā)明一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法的一個具體實施例，所述固體微膠囊的囊體所用的材料為聚乙烯或聚丙烯。
作為本發(fā)明一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法的一個具體實施例，所述聚乙烯或聚丙烯在40～110℃下熔融，低于25℃時完全凝固。
作為本發(fā)明一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法的一個具體實施例，所述混合過程可以在常溫常壓下進(jìn)行，也可以在-30℃～130℃進(jìn)行。進(jìn)一步優(yōu)選為在-10℃～120℃，20℃～100℃，50℃～90℃。
作為本發(fā)明一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法的一個具體實施例，所述膠囊應(yīng)懸浮于聚氨酯預(yù)聚體中，且不發(fā)生沉淀或分層。
作為本發(fā)明一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法的一個具體實施例，所述微膠囊殼體破裂采用壓力、溫度或光接觸的方式。
本發(fā)明通過微膠囊技術(shù)及特殊混合方法，使固化劑或其它組分以穩(wěn)定的顆粒狀(膠囊狀)分別均勻分布于聚氨酯預(yù)聚體中，由于有膠囊殼體的阻隔，在施工應(yīng)用前各組分之間不發(fā)生反應(yīng)，能長期穩(wěn)定貯存，施工時，采用溫度、壓力或紫外線等激活，使膠囊殼體破裂，各組分之間接觸并迅速發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚氨酯彈性體。施工現(xiàn)場無需配比和混合，節(jié)約了施工時間，同時簡化了施工設(shè)備。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、本發(fā)明固化劑、聚氨酯預(yù)聚體以及其它組分的具體含量可以根據(jù)澆筑產(chǎn)品的性能要求和施工環(huán)境條件，提前在工廠內(nèi)確定各組分的混合比例，然后根據(jù)混合比例將固化劑以及其它組分制成固體膠囊體，并均勻混合分布于聚氨酯預(yù)聚體中，到施工現(xiàn)場直接將膠囊破裂發(fā)生反應(yīng)即可，節(jié)約了施工現(xiàn)場配比以及混合所需時間，同時簡化了施工設(shè)備。
2、本發(fā)明采用固體膠囊的形式將固化劑或其它組分分散于聚氨酯預(yù)聚體中，由于有膠囊的阻隔，可以防止各組分之間發(fā)生反應(yīng)，延長預(yù)混料的貯存時間，減少預(yù)混料的浪費。
3、本發(fā)明多組分制備的聚氨酯彈性體與單組份聚氨酯彈性體相比力學(xué)性能高，存儲穩(wěn)定性更好。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合具體操作及原理對本發(fā)明微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法進(jìn)行說明。
本發(fā)明的目的在于提供一種微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法，具體包括以下步驟：
1)利用微膠囊技術(shù)將固化劑或其它組分分別制成固體微膠囊。
具體地，將固化劑或其它組分，通過微膠囊成型工藝技術(shù)，包覆在微膠囊中，分別制成含固化劑或其它組分的固體微膠囊。應(yīng)該聲明，本發(fā)明固體微膠囊內(nèi)包裹的組分不限于一種，只要保證其相互之間不發(fā)生反應(yīng)即可。即本發(fā)明可以采用多個不同的固體微膠囊包裹不同的單一組分，也可以在一個微膠囊內(nèi)包裹不相互反應(yīng)的多種組分。固體微膠囊個數(shù)、包裹組分的多少、體積大小等可以根據(jù)具體使用需求來定。
步驟1中的微膠囊成型具體如下，用噴霧機(jī)將液態(tài)的的固化劑或其他組分(芯材)與熔融的聚乙烯或聚丙烯(囊材)從同心的圓管中噴出，形成同心的雙液柱，然后囊材在空氣中冷卻凝固，形成微膠囊。該技術(shù)的難點在于選擇合適的囊材物質(zhì)，首先其不與芯材物質(zhì)反應(yīng)，其次其能夠在一定的溫度下熔融，但是在該溫度下又不會破壞芯材的性能。經(jīng)過多次大量的尋找實驗，發(fā)明人采用聚乙烯或聚丙烯作為囊材，其可以在40～110℃下熔融，低于25℃時完全凝固，從而既形成了膠囊又保證了各組分的穩(wěn)定性。
進(jìn)一步，本發(fā)明固體微膠囊的粒徑優(yōu)選為1～1000μm。進(jìn)一步優(yōu)選為50～800μm，100～500μm，150～350μm，200～300μm。粒徑過大的話，兩個組分不能在膠囊破裂之后迅速達(dá)到均勻混合的效果，粒徑太小微膠囊成型的成功率會降低，失去阻隔作用。
本步驟中的固化劑可以優(yōu)選為moca，e300，mace2000，1,4-丁二醇，聚醚多元醇中的一種或多種，其它組分可以為填料，稀釋劑等。
本步驟中，固化劑或其它組分的種類及含量或其與聚氨酯預(yù)聚體的配比，應(yīng)該根據(jù)澆筑產(chǎn)品的性能要求和使用環(huán)境條件在包覆前確定，然后稱取所需含量的固化劑或其它組分采用微膠囊成型工藝技術(shù)進(jìn)行包覆成固體微膠囊。這樣可以在預(yù)混前將各組分的量確定并提前調(diào)配好，節(jié)約施工現(xiàn)場配比以及混合所需時間，同時簡化施工設(shè)備。同時，囊材的用量也可以根據(jù)具體包裹需求進(jìn)行確定，確保能將所需量的固化劑或其它組分包裹完全即可。
2)將固體微膠囊均勻混合在聚氨酯預(yù)聚體中，混合后抽真空脫氣；
具體地，將制好的固體微膠囊，混合到到聚氨酯預(yù)聚體中，混合均勻，形成穩(wěn)定的雙組分或多組分預(yù)混材料，并在混合后抽真空脫氣?；旌线^程會給預(yù)混材料中帶入空氣形成氣泡，如不抽真空脫氣，會在澆筑后的產(chǎn)品表面及內(nèi)部形成孔洞。
其中，混合過程可以在常溫常壓下進(jìn)行，也可以在-30～130℃下進(jìn)行。溫度太低，物料粘度大，流動性差，影響混合效果，溫度過高可能會導(dǎo)致膠囊內(nèi)部部分原材料熱解失效、揮發(fā)，嚴(yán)重的可能引起爆炸。
本步驟中，應(yīng)保證預(yù)混材料在貯存和運輸過程中，膠囊始終懸浮于聚氨酯預(yù)聚體中，不發(fā)生沉淀或分層。這一條件的實現(xiàn)，可以通過控制固體微膠囊的比重來實現(xiàn)，在具體操作過程中，可以根據(jù)具體情況，將微膠囊的大小比重進(jìn)行調(diào)整，通過其包覆組分的重量調(diào)整以實現(xiàn)其在聚氨酯預(yù)聚體中的懸浮，這對本領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域人員是容易實現(xiàn)的。
3)使用時，將微膠囊殼體破裂，包覆于膠囊內(nèi)的固化劑或其它組分溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
具體地，當(dāng)微膠囊和聚氨酯預(yù)聚體預(yù)混料使用時，通過壓力、溫度或紫外光接觸等激活方式，使膠囊殼體破裂，包覆于膠囊內(nèi)的各組分溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸后，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
通過向放置固體微膠囊和聚氨酯預(yù)聚體的容器內(nèi)增壓，當(dāng)壓強(qiáng)超過囊體的強(qiáng)度時，囊體將會破裂，芯材得到釋放；也可直接對容器進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到囊體的熔融溫度時，囊體破裂，芯材得到釋放；對于光敏性壁材，可打開容器對其進(jìn)行紫外光照射，囊材分子鏈被打斷或分解，材料產(chǎn)生破壞，囊體破裂，芯材得到釋放。
本發(fā)明通過微膠囊技術(shù)及特殊混合方法，使固化劑或其它組分以穩(wěn)定的顆粒狀(膠囊狀)分別均勻分布于聚氨酯預(yù)聚體中，由于有膠囊殼體的阻隔，在施工應(yīng)用前各組分之間不發(fā)生反應(yīng)，能長期穩(wěn)定貯存。施工時，采用溫度、壓力或紫外線等激活，使膠囊殼體破裂，各組分之間接觸并迅速發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚氨酯彈性體。施工現(xiàn)場無需配比和混合，節(jié)約了施工時間，同時簡化了施工設(shè)備。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法進(jìn)行說明。
實施例1
本實施例微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法如下：
1)用噴霧機(jī)將液態(tài)的moca和聚醚多元醇混合物與80℃下熔融的聚乙烯1：1從同心的圓管中噴出，形成同心的雙液柱，在溫度為10℃的空氣中冷卻凝固，制成粒徑為500μm微膠囊。
2)將固體微膠囊均勻混合在聚氨酯預(yù)聚體中形成預(yù)混料，共混比例為1：1，混合后抽真空脫氣，其中，真空度不低于-0.5mpa，直至預(yù)混料中無氣泡；同時，應(yīng)確保固體微膠囊懸浮于聚氨酯預(yù)聚體中，不發(fā)生沉淀或分層。
3)使用時，通過向裝有微膠囊和聚氨酯預(yù)聚體的桶里通入壓縮空氣增壓的方式將微膠囊殼體破裂，壓力約為兩個大氣壓，包覆于膠囊內(nèi)的moca和聚醚多元醇混合物溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
實施例2
本實施例微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法如下：
1)用噴霧機(jī)將100g液態(tài)的1,4-丁二醇和聚醚多元醇混合物與80g熔融的聚乙烯從同心的圓管中噴出，形成同心的雙液柱，在溫度為10℃的空氣中冷卻凝固，制成粒徑為200μm微膠囊。
2)將固體微膠囊均勻混合在聚氨酯預(yù)聚體中形成預(yù)混料，混合重量比例為1：1，混合后抽真空脫氣，其中，真空度不低于-0.7mpa，直至預(yù)混料中無氣泡；同時，應(yīng)確保固體微膠囊懸浮于聚氨酯預(yù)聚體中，不發(fā)生沉淀或分層。
3)使用時，通過對裝有微膠囊和聚氨酯預(yù)聚體的桶進(jìn)行加熱的方式將微膠囊殼體破裂，溫度在80～120℃之間，包覆于膠囊內(nèi)的固化劑或其它組分溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
實施例3
本實施例微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法如下：
1)用噴霧機(jī)將100g液態(tài)的填料和稀釋劑的混合物和50gmace2000分別與100g熔融的聚乙烯從同心的圓管中噴出，形成同心的雙液柱，在溫度為10℃的空氣中冷卻凝固，制成粒徑為50μm微膠囊。
2)將固體微膠囊均勻混合在聚氨酯預(yù)聚體中形成預(yù)混料，混合重量比例為1:1:1，混合后抽真空脫氣，其中，真空度不低于-0.7mpa，直至預(yù)混料中無氣泡；同時，應(yīng)確保固體微膠囊懸浮于聚氨酯預(yù)聚體中，不發(fā)生沉淀或分層。
3)通過向裝有微膠囊和聚氨酯預(yù)聚體的桶里通入壓縮空氣增壓的方式將微膠囊殼體破裂，壓力約為兩個大氣壓，包覆于膠囊內(nèi)的固化劑或其它組分溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
實施例4
本實施例微膠囊聚氨酯預(yù)混料的制備方法如下：
1)用噴霧機(jī)將100g液態(tài)的e300和聚醚多元醇混合物與100g熔融的聚乙烯從同心的圓管中噴出，形成同心的雙液柱，在溫度為10℃的空氣中冷卻凝固，制成粒徑為1000μm微膠囊。
2)將固體微膠囊均勻混合在聚氨酯預(yù)聚體中形成預(yù)混料，混合重量比例為1:1，混合后抽真空脫氣，其中，真空度不低于-0.7mpa，直至預(yù)混料中無氣泡；同時，應(yīng)確保固體微膠囊懸浮于聚氨酯預(yù)聚體中，不發(fā)生沉淀或分層。
3)通過向裝有微膠囊和聚氨酯預(yù)聚體的桶里通入壓縮空氣增壓的方式將微膠囊殼體破裂，壓力約為兩個大氣壓，包覆于膠囊內(nèi)的固化劑或其它組分溢出與聚氨酯預(yù)聚體接觸并發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚氨酯彈性體。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。