用于攀巖的聚氨酯攀巖支點及其制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點及其制作工藝，攀巖支點又叫攀巖巖點，該攀巖支點采用聚氨酯為原料，主要應用于人工攀巖巖壁。攀巖支點的制作方法包括以下步驟：削模、模具制作、聚氨酯澆筑、產品脫模、邊緣打磨、打孔，本發(fā)明通過把聚氨酯在模具中澆筑成型，并打磨成攀巖巖點，加工成的攀巖巖點比目前國內其它材質巖點耐磨韌性高，強度大，摩擦力大，手感好，重量輕?？梢詮V泛運用于攀巖賽事，攀巖場館，家庭巖壁，安全環(huán)保，具有極好的使用價值。
【專利說明】
用于攀巖的聚氨酯攀巖支點及其制作工藝
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于攀巖的聚氨酯(PU)攀巖支點的發(fā)明，特別是聚氨酯材料和攀 巖設備上的應用，以及聚氨酯攀巖支點工藝的發(fā)明。
【背景技術】
[0002] 現今，人工攀巖墻或攀巖系統(tǒng)所用的巖點，也稱之為支點、觸點或把手，除了采用 真實的巖石之外，也大量使用人工制造的巖點，例如采用不同成分的聚合物的材料制成的 巖點，譬如樹脂巖點等。
[0003] 攀巖支點是攀巖者再人工巖場攀登過程中接觸最多的物件，所以巖塊的品質對整 體巖場的優(yōu)劣有很大的影響，支點其是否堅守耐用，是否會傷手等問題成為了目前巖場需 要考慮的一個問題。
[0004] 樹脂材料是制作攀巖支點的重要原料。目前，在中國利用樹脂材料制作攀巖支點 的有環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂和不飽和樹脂三種材料來進行加工的。這三種材料在制作攀巖支 點存在以下幾種問題:易斷裂、有氣味、制作過程中有毒，巖點重不利于安裝。
[0005] 本發(fā)明則利用聚氨酯(PU)材料制作攀巖支點，使得攀巖支點強度大，韌性高，耐磨 性好，環(huán)保，重量輕等優(yōu)點。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術問題是發(fā)明一種強度大，韌性高，耐磨性好，環(huán)保，重量輕的 攀巖支點，以這種攀巖支點的優(yōu)點來避免國內現有攀巖巖點材料出現的易斷裂，笨重，有氣 味，有毒，不耐磨等問題。
[0007] 解決上述技術問題采用的技術方案是： 一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點，其特征在于:該攀巖支點采用聚氨酯為原料，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，進行脫水1.5 至2小時，然后冷卻至50°以下； (2) 預聚反應:在步驟(1)中添加二異氰酸酯甲苯，同時在加入少量的催化劑，接著攪拌 均勻，放置不少于2小時反應； (3) 擴鏈反應:將步驟(2)降溫至55~60°，然后逐漸滴入1，4_丁二醇擴鏈劑混合，同時在 加溫至80攝氏度，在加溫過程中需要攪拌，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] 進一步地，在步驟(1)中燒瓶內溫為110-115攝氏度，抽空的真空度為120~130Pa。
[0010] 進一步地，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的制作工藝，其特征在于:聚氨酯攀巖支點制作工藝 包括以下步驟：（1)削模；（2)模具制作；（3)聚氨酯澆筑:通過把聚氨酯在模具中澆筑成型； (4)產品脫模;（5)邊緣打磨；（6)打孔。
[0012] 進一步地，所述削模是指利用鋸子、銼刀、砂紙工具把泡沫設計出用于攀巖墻安裝 的而且符合人體手型的攀巖巖點造型。
[0013] 進一步地，模具制作是選擇流動性良好的硅膠，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;所述硅膠固化時間控制在15-30分鐘固化。
[0014] 進一步地，所述澆筑包括以下步驟來完成：首先保證模具制作形成的攀巖支點模 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] 進一步地，在聚氨酯澆筑過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，該激光器設置成波長不 小于535nm，波長不小于535nm的脈沖固體激光通過聚氨酯攀巖支點起到光熱作用實現對聚 氨酯攀巖支點進行打孔。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是:通過發(fā)明聚氨酯(PU)攀巖巖點，此攀巖支點安全環(huán)保，無毒 無味，重量輕，強度大，耐磨，耐摔，可以廣泛運用于攀巖賽事，攀巖場館，家庭巖壁，具有極 好的使用價值。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下結合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020] 實施例： 一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點，該攀巖支點采用聚氨酯為原料，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，燒瓶內溫為 110-115攝氏度，抽空的真空度為120~130Pa。進行脫水1.5至2小時，然后冷卻至50°以下；聚 乙二醇在125°C會分解，故脫水時溫度不能高于此分解溫度，應控制在110~115°C。 (2) 預聚反應:在步驟（1)中添加二異氰酸酯甲苯，同時在加入少量的催化劑，接著攪 拌均勻，放置不少于2小時反應;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 酸酯甲苯過少會使得聚乙二醇兩端不能都均勻的接上二異氰酸酯甲苯，還會因為游離的二 異氰酸酯甲苯減少，減少了低聚物鏈段運動空間，從而使得預聚體的粘度增大，影響了預聚 體的加工性能和最終制品的物理機械性能。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，加快反應過程。
[0022] -NC0和-OH反應放熱量大（AH=100kJ/mol)。單純用異氰酸酯和聚合物多元醇一步 法反應，要放出大量的熱，使制品內部老化，同時分解放出低分子物質，使制品成泡沫狀，制 品變成廢品。故本發(fā)明采用預聚體預聚法，且不需要再加熱，生產過程中操作平穩(wěn)，沒有過 熱現象。
[0023] (3)擴鏈反應:將步驟(2)降溫至55~60°，然后逐漸滴入1，4-丁二醇擴鏈劑混合，同 時在加溫至80攝氏度，在加溫過程中需要攪拌，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] 參見圖1，一種用于攀巖的聚氨酯(PU)攀巖支點的制作工藝，包括以下步驟:削模、 模具制作、聚氨酯(PU)澆筑、產品脫模、邊緣打磨、打孔六個步驟。
[0026] 利用鋸子、銼刀、砂紙等工具把高密度泡沫設計出用于攀巖墻安裝的、而且符合人 體手型的攀巖巖點造型。再選擇流動性良好的硅膠，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。此時應保證硅膠模具是干凈的，因為雜質容易影響攀巖支點 的質量。聚氨酯(PU)原料在硅膠模具中的硬化后，將攀巖支點從硅膠模具中取出。固化后的 聚氨酯(PU)材料就是攀巖支點，從模具中取出，并把邊緣和底部硬化的部分在打磨機上打 磨，棱角處理，用以避免安裝攀巖支點時支點不平整以及攀巖時候劃傷手指。最后采用合適 大小的鉆頭進行鉆孔打釘，用于巖點能夠完美地固定在攀巖墻上。
[0027] 通過上述聚氨酯(PU)材料以及工藝制作攀巖支點，其使得攀巖支點強度大，韌性 高，耐磨性好，環(huán)保，重量輕等優(yōu)點。
[0028] 參見下表，聚氨酯(PU)攀巖支點和國內其它攀巖支點的對比：
上述可知聚氨酯(PU)攀巖支點明顯質量優(yōu)于國內其它攀巖支點。
[0029] 為了防止長期暴露在外會積累很多細菌，攀巖運動過程是比較累，人們在攀巖過 程中易發(fā)生手與口相碰，一定程度上會影響人們的身體健康，通過在聚氨酯澆筑過程中還 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)保健康的產品。
[0030] 為了以增強手感使得攀巖與自然的巖石類似以及強度，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。金剛砂通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛 玉和金剛石之間，機械強度高于剛玉，性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質硅石為主要 原料，添加食鹽作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間，機 械強度高于剛玉。
[0031] 脈沖固體激光器打孔：為了對片狀聚氨酯進行表面修飾，對使用波長不少于 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、激光作用時間的延長 以及脈沖個數的增加，孔徑和孔深均會隨之增加。焦點的降低和進入聚氨酯深度的增加，會 導致孔的錐度增加。所打微孔大小均勻，圓度好，無毛邊、鋸齒。波長為530nm的激光主要通 過光熱作用對聚氨酯進行消解。
[0032] 本發(fā)明采用的聚氨酯(PU)攀巖支點的回收和利用回收廢舊聚氨酯一方面可以保 護環(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、田徑賽場等 鋪面材料。⑵化學回收：用低分子二元醇、二元胺使廢舊聚氨酯解聚成原料。經醇解得到的 多元醇可作為原料使用。 以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說， 在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。
【主權項】
1. 一種用于攀巖的聚氨酯攀巖支點，其特征在于:該攀巖支點采用聚氨酯為原料，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. 根據權利要求1所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點，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，進行脫水1.5 至2小時，然后冷卻至50°以下； (2) 預聚反應:在步驟（1)中添加二異氰酸酯甲苯，同時在加入少量的催化劑，接著攪拌 均勻，放置不少于2小時反應； (3) 擴鏈反應:將步驟(2)降溫至55~60°，然后逐漸滴入1，4_丁二醇擴鏈劑混合，同時在 加溫至80攝氏度，在加溫過程中需要攪拌，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. 根據權利要求2所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點，其特征在于:在步驟（1)中燒瓶 內溫為110-115攝氏度，抽空的真空度為120~130Pa。4. 根據權利要求2所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點，其特征在于:所述催化劑包括丁 基錫^月桂酸酯。5. 根據權利要求1所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點的制作工藝，其特征在于:聚氨酯 攀巖支點制作工藝包括以下步驟:（1)削模;（2)模具制作；（3)聚氨酯澆筑:通過把聚氨酯在 模具中澆筑成型；（4)產品脫模;（5)邊緣打磨；（6)打孔。6. 根據權利要求5所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點的制作工藝，其特征在于:所述削 模是指利用鋸子、銼刀、砂紙工具把泡沫設計出用于攀巖墻安裝的而且符合人體手型的攀 巖巖點造型。7. 根據權利要求5所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點的制作工藝，其特征在于:模具制 作是選擇流動性良好的硅膠，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;所述硅膠固化時間控制在15-30分鐘固化。8. 根據權利要求5或6或7所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點的制作工藝，其特征在于： 所述澆筑包括以下步驟來完成:首先保證模具制作形成的攀巖支點模具其注塑腔清潔，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. 根據權利要求5所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點的制作工藝，其特征在于:在聚氨 酯澆筑過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. 根據權利要求5或9所述的用于攀巖的聚氨酯攀巖支點的制作工藝，其特征在于:所 述的打孔其包括采用脈沖固體激光器打孔，該激光器設置成波長不小于535nm，波長不小于 535nm的脈沖固體激光通過聚氨酯攀巖支點起到光熱作用實現對聚氨酯攀巖支點進行打 孔。
【文檔編號】C08G18/10GK106009626SQ201610374125
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張?zhí)熘? 姜柳, 黃磊, 甘計從, 梁立成, 謝春波, 連鴻燕, 麻航寧
【申請人】杭州山之達體育文化有限公司