一种聚氨酯弹性体的制备方法与流程

1.本发明属于聚氨酯弹性体加工技术领域，具体而言，是一种聚氨酯弹性体的制备方法。


背景技术：

2.聚氨酯热塑性弹性体简称tpu，分为聚酯型和聚醚型两类，主要以白色无规则球状或柱状颗粒呈现；
3.聚氨酯热塑性弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能；
4.tpu的合成方法按有无溶剂可分为两类：无溶剂的本体聚合法和有溶剂的溶液聚合法，无溶剂的本体聚合法包括一步法和预聚体法；其中，预聚体法是将低聚物二元醇和二异氰酸酯先反应，在少量催化剂条件下与干燥的扩链剂合成，预聚体法在制作中的工艺过程较复杂，耗能高，制成的预聚体粘度大，增加了工艺操作难度，但预聚体副反应少，制成的产品性能优于一步法；
5.在聚氨酯弹性体聚合成型后，还需要对半成品进行修整。


技术实现要素：

6.为了实现对聚氨酯弹性体进行修整，并减少对于人工操作的需求的目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明的目的在于提供一种能够对聚氨酯弹性体压制成型后，对聚氨酯弹性体自动放料排出的方案，并对聚氨酯弹性体的位置进行限制，对聚氨酯弹性体进行自动拾取装夹，对聚氨酯弹性体边缘位置进行修整。
8.为了实现上述目的，本发明提供了一种聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
9.步骤一：将双端基为羟基的聚酯或聚醚二醇低聚物与二异氰酸酯反应，得到以异氰酸酯为端基的预聚物和过量二异氰酸酯的混合物；
10.步骤二：将步骤一得到的产物与扩链剂低分子二元醇或二元胺反应，即获得聚氨酯热塑性弹性体；
11.步骤三：将聚氨酯热塑性弹性体充入至模具ⅰ和模具ⅱ内，压制得环形结构的聚氨酯弹性体；
12.步骤四：将聚氨酯弹性体导出至定位架处，进行自然降温处理。
13.其中，模具ⅰ和模具ⅱ能够呈水平状态彼此开合，从而使聚氨酯弹性体能够滑移至定位架上，之后将夹持组件从环形结构的聚氨酯弹性体中部穿过，对聚氨酯弹性体进行夹持定位，从而便于对聚氨酯弹性体的边缘处进行修整，在此过程中，对聚氨酯弹性体进行自动定位拾取，以降低对于人工操作的需求。
附图说明
14.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，其中：
15.图1为本发明的聚氨酯弹性体制备方法的工艺流程图；
16.图2为本发明的聚氨酯弹性体的物料构成图；
17.图3为本发明的平台、导向槽和定位架的结构示意图；
18.图4为本发明的刮刀和限位臂的结构示意图；
19.图5为本发明的空心架、托放臂和t型嵌块的结构示意图；
20.图6为本发明的刮刀、限位臂和顶紧器的结构示意图；
21.图7为本发明的定位架、定位块和顶紧器的结构示意图；
22.图8为本发明的t型嵌块、模具ⅰ和t型柱塞的结构示意图；
23.图9为本发明的t型嵌块和模具ⅱ的结构示意图；
24.图10为本发明的刮刀的结构示意图；
25.图11为本发明的限位臂的结构示意图；
26.图12为本发明的移动架、第一转动驱动器和丝杆的结构示意图；
27.图13为本发明的空心臂、压杵和压盘的结构示意图；
28.图14为本发明的顶紧器、滑块和驱动槽的结构示意图。
29.图中：平台1；导向槽11；定位架12；刮刀13；限位臂14；第一伸缩驱动器15；空心架21；托放臂22；t型嵌块23；模具ⅰ24；灌料管25；t型柱塞26；模具ⅱ27；移动架31；第一转动驱动器32；丝杆33；空心臂34；穿心杆41；齿环42；定位块43；顶紧器51；滑块52；驱动槽53；压杵54；压盘55。
具体实施方式
30.为了实现对聚氨酯弹性体进行修整，并减少对于人工操作的需求的目的，本发明提供了一种聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
31.步骤一：将双端基为羟基的聚酯或聚醚二醇低聚物与二异氰酸酯反应，得到以异氰酸酯为端基的预聚物和过量二异氰酸酯的混合物；
32.步骤二：将步骤一得到的产物与扩链剂低分子二元醇或二元胺反应，即获得聚氨酯热塑性弹性体；
33.步骤三：将聚氨酯热塑性弹性体充入至模具ⅰ24和模具ⅱ27内，压制得环形结构的聚氨酯弹性体；
34.步骤四：控制模具打开，将聚氨酯弹性体导出至定位架12处，进行自然降温处理。
35.在聚氨酯弹性体自然降温阶段，通过夹持组件对环形结构的聚氨酯弹性体进行装夹，之后控制夹持组件以自身的轴线为轴进行转动，在刮刀13的作用下，对环形结构的聚氨酯弹性体周侧进行修整。
36.以下对本发明的具体实施例进行说明。
37.参照图3-5所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，加工出环形结构的聚氨酯弹性体产品的实施例：
38.加工车间内设置有平台1，平台1上安装有多个导向槽11和定位架12。
39.每个导向槽11上均安装有一个空心架21，空心架21通过紧固件安装在导向槽11的
顶部下侧。
40.模具ⅰ24和模具ⅱ27分别通过一个托放臂22与空心架21滑动连接，模具ⅰ24和模具ⅱ27彼此水平张开后，能够提供成型后的聚氨酯弹性体移出空间。
41.模具ⅰ24上设置有灌料管25，灌料管25内可拆卸固定连接有t型柱塞26，拔出t型柱塞26，能够将聚氨酯弹性体原料灌入到模具ⅰ24和模具ⅱ27内。
42.模具ⅰ24和模具ⅱ27可采用透气钢的材质。
43.其中，模具ⅰ24和模具ⅱ27内外两侧分别安装有柱体结构和电加热平台，从而能够使模具ⅰ24和模具ⅱ27压合后，加工出环形结构的聚氨酯弹性体产品。
44.参照图5所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，控制模具ⅰ24和模具ⅱ27开合操作的实施例：
45.所述空心架21的两侧分别通过紧固件安装有用于驱动托放臂22滑动的液压杆，液压杆的活动端与托放臂22通过紧固件固定连接；
46.启动液压杆伸缩，控制模具ⅰ24和模具ⅱ27开合操作。
47.其中，两个托放臂22的端部分别与模具ⅰ24和模具ⅱ27通过紧固件固定连接。
48.参照图4和图11所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，使用一对限位臂14对成型后的聚氨酯弹性体进行限位的实施例：
49.所述导向槽11倾斜设置在平台1上侧，定位架12上的多个拦截柱在靠近导向槽11的位置形成开口，供环形的聚氨酯弹性体产品进入到定位架12内。
50.平台1的下端安装有多个第一伸缩驱动器15，第一伸缩驱动器15的活动端上安装有能够插入至多个拦截柱间隙的限位臂14，限位臂14两两配合对成型后的聚氨酯弹性体进行限位，使其能够立放在定位架12内的多个拦截柱之间。
51.参照图3-4和图12-13所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，控制穿心杆41贯穿多个立放在拦截柱上的聚氨酯弹性体产品的中部，完成对于聚氨酯弹性体产品的自动夹取的实施例：
52.所述平台1的中部横向滑动安装有移动架31，移动架31上转动连接有穿心杆41，定位架12上设置有供穿心杆41贯穿的圆孔，穿心杆41能够贯穿多个立放在拦截柱上的聚氨酯弹性体产品的中部。
53.平台1上安装有第一转动驱动器32，第一转动驱动器32的输出轴上通过联轴器连接有丝杆33，丝杆33的另一端转动连接在平台1上的支撑座内，丝杆33与移动架31通过螺纹传动连接。
54.本技术中的转动驱动器可选用步进电机或伺服电机，启动第一转动驱动器32，带动穿心杆41贯穿多个立放在拦截柱上的聚氨酯弹性体产品的中部，完成对于聚氨酯弹性体产品的自动夹取。
55.参照图6-7和图13-14所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，从聚氨酯弹性体的内侧将聚氨酯弹性体进行顶紧的实施例：
56.所述穿心杆41内部中空，且周侧滑动安装有多个顶紧器51，多个顶紧器51同步滑出穿心杆41，从聚氨酯弹性体的内侧将聚氨酯弹性体进行顶紧。
57.其中，顶紧器51卡在穿心杆41侧部的槽内；
58.顶紧器51的圆杆主体滑动安装在穿心杆41内侧两端的定位块43内；
59.圆杆延伸至穿心杆41外侧的一端上安装有滑块52。
60.参照图13-14所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，在穿心杆41自由转动的情况下，通过多个顶紧器51从聚氨酯弹性体的内侧对聚氨酯弹性体顶紧处理的实施例：
61.所述移动架31上通过紧固件固定连接有两个空心臂34，两侧的空心臂34上分别滑动安装有压杵54和压盘55，压杵54和压盘55上的弧面分别与滑块52两侧的驱动槽53抵接配合。
62.两侧的空心臂34上分别安装有用于驱动压杵54和压盘55滑动的第二伸缩驱动器和第三伸缩驱动器；
63.交替启动第二伸缩驱动器和第三伸缩驱动器，带动压杵54和压盘55在各自对应的空心臂34内滑动，使压杵54和压盘55上的弧面与滑块52抵接，对顶紧器51的位置进行控制，调整多个顶紧器51对聚氨酯弹性体的顶紧力度。
64.压杵54和压盘55上的弧面设置，能够使穿心杆41自由转动，通过多个顶紧器51从聚氨酯弹性体的内侧对聚氨酯弹性体顶紧处理，使用刮刀13，对聚氨酯弹性体外沿进行修整，减少对于人工操作的需求，提高加工设备的自动化程度，使聚氨酯弹性体未完全冷却的情况下，能够易于修整操作。
65.参照图4、图6和图10所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，刮刀13的位置设置，对不同直径尺寸的聚氨酯弹性体产品侧部进行修整处理的实施例：
66.所述定位架12上侧滑动安装有刮刀13，刮刀13能够与聚氨酯弹性体外沿抵接，对聚氨酯弹性体边缘处进行修整。
67.刮刀13的两侧分别安装有一个l型片，l型片通过紧固件与定位架12紧固连接，还可通过单独的液压组件进行控制刮刀13的竖向位置。
68.参照图4、图6和图13所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，对环形结构的聚氨酯弹性体产品夹紧旋动处理的实施例：
69.所述穿心杆41的一端安装有齿环42，移动架31上安装有第二转动驱动器，第二转动驱动器的输出轴上通过平键或楔键连接有驱动齿轮，驱动齿轮通过皮带与齿环42啮合传动连接。
70.启动第二转动驱动器转动，带动穿心杆41旋转，在刮刀13的作用下，对聚氨酯弹性体产品的侧部进行自动修整。
71.参照图4-5和图8-9所示，说明本发明提供的聚氨酯弹性体的制备方法，加工出厚度不同的聚氨酯弹性体产品的实施例：
72.将柱体结构在模具ⅰ24和模具ⅱ27上活动安装，使聚氨酯弹性体产品的厚度能够得到调整，两个托放臂22上分别滑动安装有t型嵌块23，两个t型嵌块23与模具ⅰ24和模具ⅱ27外侧面之间分别焊接固定连接有拉簧，两个t型嵌块23位于模具ⅰ24和模具ⅱ27内侧的部分端部抵接配合连接。
73.两个t型嵌块23在模具ⅰ24和模具ⅱ27张开一定间距后，彼此分离开，提供聚氨酯弹性体产品的移出空间。
74.其中，模具ⅰ24上设置有延长密封沿，延长密封沿能够插在模具ⅱ27内，从而易于加工出厚度不同的聚氨酯弹性体产品，此过程中，两个t型嵌块23在一定范围内，彼此靠近
的一侧能保持抵接状态。

技术特征：
1.一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将双端基为羟基的聚酯或聚醚二醇低聚物与二异氰酸酯反应，得到以异氰酸酯为端基的预聚物和过量二异氰酸酯的混合物；步骤二：将步骤一得到的产物与扩链剂低分子二元醇或二元胺反应，即获得聚氨酯热塑性弹性体；步骤三：将聚氨酯热塑性弹性体充入至模具ⅰ(24)和模具ⅱ(27)内，压制得环形结构的聚氨酯弹性体；步骤四：控制模具打开，将聚氨酯弹性体导出至定位架(12)处，进行自然降温处理。2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：在聚氨酯弹性体自然降温阶段，对环形结构的聚氨酯弹性体周侧进行修整。3.根据权利要求2所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述定位架(12)安装在加工车间的平台(1)上，平台(1)上还安装有导向槽(11)，模具ⅰ(24)和模具ⅱ(27)分别通过托放臂(22)与导向槽(11)上的空心架(21)连接，模具ⅰ(24)和模具ⅱ(27)彼此水平张开，提供成型后的聚氨酯弹性体移出空间。4.根据权利要求3所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述导向槽(11)倾斜设置在平台(1)上侧，定位架(12)的多个拦截柱在靠近导向槽(11)的位置形成开口。5.根据权利要求3或4所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述平台(1)的下端安装有多个第一伸缩驱动器(15)，第一伸缩驱动器(15)的活动端上安装有能够插入至多个拦截柱间隙的限位臂(14)，限位臂(14)两两配合对成型后的聚氨酯弹性体进行限位，使聚氨酯弹性体能够立放在多个拦截柱上。6.根据权利要求4所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述平台(1)的中部滑动安装有移动架(31)，移动架(31)上转动连接有穿心杆(41)，穿心杆(41)能够贯穿多个立放在拦截柱上的聚氨酯弹性体中部。7.根据权利要求6所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述定位架(12)上侧滑动安装有刮刀(13)，刮刀(13)能够与聚氨酯弹性体外沿抵接，对聚氨酯弹性体边缘处进行修整。8.根据权利要求6所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述穿心杆(41)内部中空，且周侧滑动安装有多个顶紧器(51)，多个顶紧器(51)同步滑出穿心杆(41)，从聚氨酯弹性体的内侧将聚氨酯弹性体进行顶紧。9.根据权利要求8所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述顶紧器(51)卡在穿心杆(41)侧部的槽内，顶紧器(51)的圆杆主体滑动安装在穿心杆(41)内侧两端的定位块(43)内，圆杆延伸至穿心杆(41)外侧的一端上安装有滑块(52)。10.根据权利要求9所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述移动架(31)上固定连接有两个空心臂(34)，两侧的空心臂(34)上分别滑动安装有压杵(54)和压盘(55)，压杵(54)和压盘(55)上的弧面分别与滑块(52)两侧的驱动槽(53)抵接配合。

技术总结
本发明属于聚氨酯弹性体加工技术领域，具体而言，是一种聚氨酯弹性体的制备方法；包括以下步骤：步骤一：将双端基为羟基的聚酯或聚醚二醇低聚物与二异氰酸酯反应，得到以异氰酸酯为端基的预聚物和过量二异氰酸酯的混合物；步骤二：将步骤一得到的产物与扩链剂低分子二元醇或二元胺反应，即获得聚氨酯热塑性弹性体；步骤三：将聚氨酯热塑性弹性体充入至模具Ⅰ和模具Ⅱ内，压制得环形结构的聚氨酯弹性体；步骤四：将产品导出至定位架处，自然降温处理；本申请对聚氨酯弹性体压制成型后，将聚氨酯弹性体自动放料排出，之后对聚氨酯弹性体的位置进行限制，再对聚氨酯弹性体进行自动拾取装夹，降低对于人工操作的需求。降低对于人工操作的需求。降低对于人工操作的需求。


技术研发人员：丁海滨
受保护的技术使用者：丁海滨
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/9/23