用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)及其制作工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)及其制作工藝，攀巖支點(diǎn)又叫攀巖巖點(diǎn)，該攀巖支點(diǎn)采用聚氨酯為原料，主要應(yīng)用于人工攀巖巖壁。攀巖支點(diǎn)的制作方法包括以下步驟：削模、模具制作、聚氨酯澆筑、產(chǎn)品脫模、邊緣打磨、打孔，本發(fā)明通過(guò)把聚氨酯在模具中澆筑成型，并打磨成攀巖巖點(diǎn)，加工成的攀巖巖點(diǎn)比目前國(guó)內(nèi)其它材質(zhì)巖點(diǎn)耐磨韌性高，強(qiáng)度大，摩擦力大，手感好，重量輕?？梢詮V泛運(yùn)用于攀巖賽事，攀巖場(chǎng)館，家庭巖壁，安全環(huán)保，具有極好的使用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)及其制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于攀巖的聚氨酯(PU)攀巖支點(diǎn)的發(fā)明，特別是聚氨酯材料和攀 巖設(shè)備上的應(yīng)用，以及聚氨酯攀巖支點(diǎn)工藝的發(fā)明。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今，人工攀巖墻或攀巖系統(tǒng)所用的巖點(diǎn)，也稱(chēng)之為支點(diǎn)、觸點(diǎn)或把手，除了采用 真實(shí)的巖石之外，也大量使用人工制造的巖點(diǎn)，例如采用不同成分的聚合物的材料制成的 巖點(diǎn)，譬如樹(shù)脂巖點(diǎn)等。
[0003] 攀巖支點(diǎn)是攀巖者再人工巖場(chǎng)攀登過(guò)程中接觸最多的物件，所以巖塊的品質(zhì)對(duì)整 體巖場(chǎng)的優(yōu)劣有很大的影響，支點(diǎn)其是否堅(jiān)守耐用，是否會(huì)傷手等問(wèn)題成為了目前巖場(chǎng)需 要考慮的一個(gè)問(wèn)題。
[0004] 樹(shù)脂材料是制作攀巖支點(diǎn)的重要原料。目前，在中國(guó)利用樹(shù)脂材料制作攀巖支點(diǎn) 的有環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂和不飽和樹(shù)脂三種材料來(lái)進(jìn)行加工的。這三種材料在制作攀巖支 點(diǎn)存在以下幾種問(wèn)題:易斷裂、有氣味、制作過(guò)程中有毒，巖點(diǎn)重不利于安裝。
[0005] 本發(fā)明則利用聚氨酯(PU)材料制作攀巖支點(diǎn)，使得攀巖支點(diǎn)強(qiáng)度大，韌性高，耐磨 性好，環(huán)保，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是發(fā)明一種強(qiáng)度大，韌性高，耐磨性好，環(huán)保，重量輕的 攀巖支點(diǎn)，以這種攀巖支點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)避免國(guó)內(nèi)現(xiàn)有攀巖巖點(diǎn)材料出現(xiàn)的易斷裂，笨重，有氣 味，有毒，不耐磨等問(wèn)題。
[0007] 解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是： 一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)，其特征在于:該攀巖支點(diǎn)采用聚氨酯為原料，所述的 聚氨酯由聚氨酯原液、聚氨酯固化劑以及催化劑組成。
[0008] 進(jìn)一步地，所述聚氨酯原液其取得方式： (1) 聚醚脫水:取得聚乙二醇將其置于500mL的燒瓶中，將其升溫并抽空，進(jìn)行脫水1.5 至2小時(shí)，然后冷卻至50°以下； (2) 預(yù)聚反應(yīng):在步驟(1)中添加二異氰酸酯甲苯，同時(shí)在加入少量的催化劑，接著攪拌 均勻，放置不少于2小時(shí)反應(yīng)； (3) 擴(kuò)鏈反應(yīng):將步驟(2)降溫至55~60°，然后逐漸滴入1，4_丁二醇擴(kuò)鏈劑混合，同時(shí)在 加溫至80攝氏度，在加溫過(guò)程中需要攪拌，繼而抽空脫去液體中的氣泡； (4) 步驟(3)得到液體降溫至40攝氏度，然后加入二丁胺中和，然后在高速攪拌下加水 乳化30至45分鐘，得到聚氨酯原液。
[0009] 進(jìn)一步地，在步驟(1)中燒瓶?jī)?nèi)溫為110-115攝氏度，抽空的真空度為120~130Pa。
[0010] 進(jìn)一步地，所述催化劑包括丁基錫二月桂酸酯。
[0011] 用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于:聚氨酯攀巖支點(diǎn)制作工藝 包括以下步驟：（1)削模；（2)模具制作；（3)聚氨酯澆筑:通過(guò)把聚氨酯在模具中澆筑成型； (4)產(chǎn)品脫模;（5)邊緣打磨；（6)打孔。
[0012] 進(jìn)一步地，所述削模是指利用鋸子、銼刀、砂紙工具把泡沫設(shè)計(jì)出用于攀巖墻安裝 的而且符合人體手型的攀巖巖點(diǎn)造型。
[0013] 進(jìn)一步地，模具制作是選擇流動(dòng)性良好的硅膠，硅膠中倒入1%_2%的硅膠催化劑固 化，攪拌均勻后，將硅膠覆蓋在泡沫模具表面;所述硅膠固化時(shí)間控制在15-30分鐘固化。
[0014] 進(jìn)一步地，所述澆筑包括以下步驟來(lái)完成：首先保證模具制作形成的攀巖支點(diǎn)模 具其注塑腔清潔，再將聚氨酯原液和固化劑按照一定比例混勻，倒入硅膠模具中。
[0015] 進(jìn)一步地，在聚氨酯澆筑過(guò)程中還添加有氧代雙吩惡砒和金剛砂，金剛砂、代雙吩 惡砒與聚氨酯原液攪拌均勻混合，該金剛砂與聚氨酯原液重量比為1:2。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的打孔其包括采用脈沖固體激光器打孔，該激光器設(shè)置成波長(zhǎng)不 小于535nm，波長(zhǎng)不小于535nm的脈沖固體激光通過(guò)聚氨酯攀巖支點(diǎn)起到光熱作用實(shí)現(xiàn)對(duì)聚 氨酯攀巖支點(diǎn)進(jìn)行打孔。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)發(fā)明聚氨酯(PU)攀巖巖點(diǎn)，此攀巖支點(diǎn)安全環(huán)保，無(wú)毒 無(wú)味，重量輕，強(qiáng)度大，耐磨，耐摔，可以廣泛運(yùn)用于攀巖賽事，攀巖場(chǎng)館，家庭巖壁，具有極 好的使用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 實(shí)施例： 一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)，該攀巖支點(diǎn)采用聚氨酯為原料，所述的聚氨酯由聚 氨酯原液和聚氨酯固化劑以及催化劑固化而成。
[0021] 其中所述聚氨酯原液其取得方式： (1) 聚醚脫水:取得聚乙二醇將其置于500mL的燒瓶中，將其升溫并抽空，燒瓶?jī)?nèi)溫為 110-115攝氏度，抽空的真空度為120~130Pa。進(jìn)行脫水1.5至2小時(shí)，然后冷卻至50°以下；聚 乙二醇在125°C會(huì)分解，故脫水時(shí)溫度不能高于此分解溫度，應(yīng)控制在110~115°C。 (2) 預(yù)聚反應(yīng):在步驟（1)中添加二異氰酸酯甲苯，同時(shí)在加入少量的催化劑，接著攪 拌均勻，放置不少于2小時(shí)反應(yīng);優(yōu)選地，二異氰酸酯甲苯與聚乙二醇量比1:1.2;若二異氰 酸酯甲苯過(guò)少會(huì)使得聚乙二醇兩端不能都均勻的接上二異氰酸酯甲苯，還會(huì)因?yàn)橛坞x的二 異氰酸酯甲苯減少，減少了低聚物鏈段運(yùn)動(dòng)空間，從而使得預(yù)聚體的粘度增大，影響了預(yù)聚 體的加工性能和最終制品的物理機(jī)械性能。優(yōu)選地，所述催化劑包括丁基錫二月桂酸酯。其 可以增加活性，加快反應(yīng)過(guò)程。
[0022] -NC0和-OH反應(yīng)放熱量大（AH=100kJ/mol)。單純用異氰酸酯和聚合物多元醇一步 法反應(yīng)，要放出大量的熱，使制品內(nèi)部老化，同時(shí)分解放出低分子物質(zhì)，使制品成泡沫狀，制 品變成廢品。故本發(fā)明采用預(yù)聚體預(yù)聚法，且不需要再加熱，生產(chǎn)過(guò)程中操作平穩(wěn)，沒(méi)有過(guò) 熱現(xiàn)象。
[0023] (3)擴(kuò)鏈反應(yīng):將步驟(2)降溫至55~60°，然后逐漸滴入1，4-丁二醇擴(kuò)鏈劑混合，同 時(shí)在加溫至80攝氏度，在加溫過(guò)程中需要攪拌，繼而抽空脫去液體中的氣泡； (4)步驟(3)得到液體降溫至40攝氏度，然后加入二丁胺中和，然后在高速攪拌下加水 乳化30至45分鐘，得到聚氨酯原液。
[0024] 不限定于該方法得到的聚氨酯原液。
[0025] 參見(jiàn)圖1，一種用于攀巖的聚氨酯(PU)攀巖支點(diǎn)的制作工藝，包括以下步驟:削模、 模具制作、聚氨酯(PU)澆筑、產(chǎn)品脫模、邊緣打磨、打孔六個(gè)步驟。
[0026] 利用鋸子、銼刀、砂紙等工具把高密度泡沫設(shè)計(jì)出用于攀巖墻安裝的、而且符合人 體手型的攀巖巖點(diǎn)造型。再選擇流動(dòng)性良好的硅膠，硅膠中倒入1%-2%的硅膠催化劑，攪拌 均勻后，將硅膠覆蓋在泡沫模具表面，硅膠最好在30分鐘內(nèi)固化。待磨具制作完成后，將聚 氨酯(PU)原料和固化劑按照一定比例混合倒入硅膠模具中，優(yōu)選的，所述聚氨酯原液和聚 氨酯固化劑的量比為3:1~6:1。此時(shí)應(yīng)保證硅膠模具是干凈的，因?yàn)殡s質(zhì)容易影響攀巖支點(diǎn) 的質(zhì)量。聚氨酯(PU)原料在硅膠模具中的硬化后，將攀巖支點(diǎn)從硅膠模具中取出。固化后的 聚氨酯(PU)材料就是攀巖支點(diǎn)，從模具中取出，并把邊緣和底部硬化的部分在打磨機(jī)上打 磨，棱角處理，用以避免安裝攀巖支點(diǎn)時(shí)支點(diǎn)不平整以及攀巖時(shí)候劃傷手指。最后采用合適 大小的鉆頭進(jìn)行鉆孔打釘，用于巖點(diǎn)能夠完美地固定在攀巖墻上。
[0027] 通過(guò)上述聚氨酯(PU)材料以及工藝制作攀巖支點(diǎn)，其使得攀巖支點(diǎn)強(qiáng)度大，韌性 高，耐磨性好，環(huán)保，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
[0028] 參見(jiàn)下表，聚氨酯(PU)攀巖支點(diǎn)和國(guó)內(nèi)其它攀巖支點(diǎn)的對(duì)比：
上述可知聚氨酯(PU)攀巖支點(diǎn)明顯質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)內(nèi)其它攀巖支點(diǎn)。
[0029] 為了防止長(zhǎng)期暴露在外會(huì)積累很多細(xì)菌，攀巖運(yùn)動(dòng)過(guò)程是比較累，人們?cè)谂蕩r過(guò) 程中易發(fā)生手與口相碰，一定程度上會(huì)影響人們的身體健康，通過(guò)在聚氨酯澆筑過(guò)程中還 添加有氧代雙吩惡砒，該氧代雙吩惡砒與聚氨酯原液攪拌均勻混合，其可以有起到殺菌效 果，更加環(huán)保健康的產(chǎn)品。
[0030] 為了以增強(qiáng)手感使得攀巖與自然的巖石類(lèi)似以及強(qiáng)度，還可在澆筑中添加金剛 砂，該金剛砂與聚氨酯原液重量比為1:2。金剛砂通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛 玉和金剛石之間，機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉，性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要 原料，添加食鹽作為添加劑，通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機(jī) 械強(qiáng)度高于剛玉。
[0031] 脈沖固體激光器打孔：為了對(duì)片狀聚氨酯進(jìn)行表面修飾，對(duì)使用波長(zhǎng)不少于 530nm的脈沖固體激光器在片狀聚氨酯上打孔。隨著激光能量的升高、激光作用時(shí)間的延長(zhǎng) 以及脈沖個(gè)數(shù)的增加，孔徑和孔深均會(huì)隨之增加。焦點(diǎn)的降低和進(jìn)入聚氨酯深度的增加，會(huì) 導(dǎo)致孔的錐度增加。所打微孔大小均勻，圓度好，無(wú)毛邊、鋸齒。波長(zhǎng)為530nm的激光主要通 過(guò)光熱作用對(duì)聚氨酯進(jìn)行消解。
[0032] 本發(fā)明采用的聚氨酯(PU)攀巖支點(diǎn)的回收和利用回收廢舊聚氨酯一方面可以保 護(hù)環(huán)境，另一方面可以節(jié)約材料和能源。其回收的方法包括:⑴材料回收:將廢舊聚氨酯粗 碎或細(xì)碎，然后粘合、加壓、擠出成型重新做成板材，或用做填料，制作地板革、田徑賽場(chǎng)等 鋪面材料。⑵化學(xué)回收：用低分子二元醇、二元胺使廢舊聚氨酯解聚成原料。經(jīng)醇解得到的 多元醇可作為原料使用。 以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)， 在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)，其特征在于:該攀巖支點(diǎn)采用聚氨酯為原料，所述 的聚氨酯由聚氨酯原液、聚氨酯固化劑以及催化劑組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)，其特征在于:所述聚氨酯原液其 取得方式： (1) 聚醚脫水:取得聚乙二醇將其置于500mL的燒瓶中，將其升溫并抽空，進(jìn)行脫水1.5 至2小時(shí)，然后冷卻至50°以下； (2) 預(yù)聚反應(yīng):在步驟（1)中添加二異氰酸酯甲苯，同時(shí)在加入少量的催化劑，接著攪拌 均勻，放置不少于2小時(shí)反應(yīng)； (3) 擴(kuò)鏈反應(yīng):將步驟(2)降溫至55~60°，然后逐漸滴入1，4_丁二醇擴(kuò)鏈劑混合，同時(shí)在 加溫至80攝氏度，在加溫過(guò)程中需要攪拌，繼而抽空脫去液體中的氣泡； (4) 步驟(3)得到液體降溫至40攝氏度，然后加入二丁胺中和，然后在高速攪拌下加水 乳化30至45分鐘，得到聚氨酯原液。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)，其特征在于:在步驟（1)中燒瓶 內(nèi)溫為110-115攝氏度，抽空的真空度為120~130Pa。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)，其特征在于:所述催化劑包括丁 基錫^月桂酸酯。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于:聚氨酯 攀巖支點(diǎn)制作工藝包括以下步驟:（1)削模;（2)模具制作；（3)聚氨酯澆筑:通過(guò)把聚氨酯在 模具中澆筑成型；（4)產(chǎn)品脫模;（5)邊緣打磨；（6)打孔。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于:所述削 模是指利用鋸子、銼刀、砂紙工具把泡沫設(shè)計(jì)出用于攀巖墻安裝的而且符合人體手型的攀 巖巖點(diǎn)造型。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于:模具制 作是選擇流動(dòng)性良好的硅膠，硅膠中倒入1%_2%的硅膠催化劑固化，攪拌均勻后，將硅膠覆 蓋在泡沫模具表面;所述硅膠固化時(shí)間控制在15-30分鐘固化。8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于： 所述澆筑包括以下步驟來(lái)完成:首先保證模具制作形成的攀巖支點(diǎn)模具其注塑腔清潔，再 將聚氨酯原液和固化劑按照一定比例混勻，倒入硅膠模具中。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于:在聚氨 酯澆筑過(guò)程中還添加有氧代雙吩惡砒和金剛砂，金剛砂、代雙吩惡砒與聚氨酯原液攪拌均 勻混合，該金剛砂與聚氨酯原液重量比為1:2。10. 根據(jù)權(quán)利要求5或9所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點(diǎn)的制作工藝，其特征在于:所 述的打孔其包括采用脈沖固體激光器打孔，該激光器設(shè)置成波長(zhǎng)不小于535nm，波長(zhǎng)不小于 535nm的脈沖固體激光通過(guò)聚氨酯攀巖支點(diǎn)起到光熱作用實(shí)現(xiàn)對(duì)聚氨酯攀巖支點(diǎn)進(jìn)行打 孔。
【文檔編號(hào)】C08G18/10GK106009626SQ201610374125
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張?zhí)熘? 姜柳, 黃磊, 甘計(jì)從, 梁立成, 謝春波, 連鴻燕, 麻航寧
【申請(qǐng)人】杭州山之達(dá)體育文化有限公司