CN102166799A - 聚氨酯胶辊的卧式生产工艺 - Google Patents

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本发明属于橡胶化工技术领域，特别涉及一种聚氨酯胶辊的卧式生产工艺。本发明所要解决的技术问题是提供一种大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，以提高胶辊的整体物理性能。本发明大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺包括原料的融化混合、预聚体的合成、胶辊浇注模具的预处理、浇注成型、硫化和车磨加工步骤；其中，胶辊浇注模具的预处理步骤为胶辊浇注模具水平放置并加热至80～85℃；所述浇注成型步骤为温度保持80～85℃的条件下浇注成型。本发明方法对浇注方式进行了改进，产品缺陷少外观质量好，整体性能优。

Description

聚氨酯胶辊的卧式生产工艺
技术领域
本发明属于橡胶化工技术领域，特别涉及聚氨酯胶辊的卧式生产工艺。
背景技术
目前，随着聚氨酯原料合成、设备更新、工艺技术、应用研究等项目的快速发展，普通橡胶辊有被新型聚氨酯胶辊(主要是浇注型聚氨酯橡胶CPU)所取代的趋势。聚氨酯胶辊的浇注生产工艺不同于普通胶辊的生产工艺，它是液体胶料经精确计量混合注入模具凝结而成。
传统的聚氨酯胶辊的生产工艺包括原料的融化混合、预聚体的合成、辊芯和模具的处理、浇注成型、硫化和车磨加工步骤，其中浇注成型方式均为立式浇注，具体为先将加热后的辊芯直立，并固定在模具底板上进行定位，之后将加热的圆筒形模具套进辊芯上并安装定位于底板上，控制好辊芯与圆筒形模具之间的型腔(浇注胶层厚度)；调试好浇注机及浇注工序进行浇注成型，待胶料固化3～4h后，将成型的聚氨酯胶辊放平，转移放进烤箱加热进行后硫化处理，经冷却脱模车削加工成型可得产品。
整个生产过程中，浇注机固定，模具移动频率较为频繁，容易造成胶层内部出现局部应力集中，从而造成胶辊的物理性能均匀性较差。此外，采用立式浇注方式，虽然成材率高，但存在很多缺陷：(1)上端胶料在重力作用下会收缩外扩，造成胶层与辊芯脱离；(2)基于胶辊重心较高，容易造成胶辊偏心，使得胶辊的平衡性较差；(3)辊芯、模具安装过程中散热较快，温度与胶料温度相差很大，容易造成胶层粘接不牢、脱胶等缺陷，同时环境温度对其影响较大，夏天、冬天尤其严重；(4)后硫化处理工艺需等待固化、放平、进烤箱加热等工序，工序步骤多导致生产连续性差。因此，通过改进胶辊的浇注生产工艺方式来解决以上问题，提高胶辊整体性能已成为当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，以提高胶辊的整体物理性能。
本发明大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺包括原料的融化混合、预聚体的合成、胶辊浇注模具的预处理、浇注成型、硫化和车磨加工步骤；其中，胶辊浇注模具的预处理步骤为胶辊浇注模具水平放置并加热至80～85℃；所述浇注成型步骤为温度保持80～85℃的条件下浇注成型。
所述胶辊浇注模具包括辊轴、筒体、端板，所述辊轴通过端板同轴安装于筒体，所 述筒体由水平布置的C型套筒构成，所述C型套筒沿辊轴轴向在其顶部设置有浇注缝，所述端板包括左端板和右端板，所述左端板和右端板分别通过可拆卸连接结构与C型套筒固定连接，由左端板、右端板和C型套筒包围构成浇注成型的行腔。
浇注缝宽度40mm～80mm。浇注过程可以通过浇注缝来回往复浇注、或者通过多个浇注机构同时浇注。
胶辊浇注模具在常温下进行模具同辊芯的安装定位。
所述原料的熔化混合：将100重量份聚酯多元醇(Mn＝1000～1800g/mol)和6～8重量份邻苯二甲酸二酯加热、混匀，于100～140℃、-0.05～-0.2MPa下反应2～4h得到混合液。
聚酯多元醇为蜡状，加热即可熔化，能够与邻苯二甲酸二酯充分混合均匀。
所述邻苯二甲酸二酯为邻苯二甲酸与醇反应得到的酯，可以为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯(DMEP)等。
所述预聚体的合成：将混合液冷却至65～75℃，加入17～34重量份甲苯二异氰酸酯(TDI)，于75～85℃搅拌反应1～3h，之后保持温度在75～85℃，-0.05～-0.2Mpa条件下脱气1～3h得到预聚体。
预聚体的合成在全封闭的带有搅拌器的反应釜中进行。在-0.05～-0.2Mpa条件下发生脱气反应，脱出预聚合反应中产生的气泡。
胶辊浇注模具于80～85℃加热4～6h。
辊芯使用前需采用8～12目的金刚砂对辊芯进行喷砂处理，用溶剂汽油清洗辊芯表面，然后涂刷胶粘剂。
胶辊浇注模具内侧涂刷脱模剂，脱模剂优选为硅脂。
所述浇注为预聚体与融化后的扩链剂按100∶9～14的重量比混合，浇注于胶辊浇注模具中成型。混合时发生扩链反应。
所述扩链剂可以采用次甲基双邻氯苯胺(MOCA)、三羟甲基丙烷(TMP)、三异丙醇胺(TIPA)中的至少一种。
所述硫化为胶辊连同胶辊浇注模具于90～120℃条件下烘烤8～10h；硫化完成后，聚氨酯胶辊冷却。
本发明中所采用的原料聚酯多元醇为通用的、由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成的聚合物。根据产品性能指标的不同，来选择不同羧值、酸值、水分、粘度、密度、色度、分子量等类型的聚酯多元醇。
本发明方法实现了大型聚氨酯胶辊的卧式浇注操作，对浇注方式进行了改进。整个 浇注过程通过对浇注机和烤箱的位置的改变，实现了产品的模具加热、浇注过程、硫化过程都在烤箱内完成，始终没有移动模具。本发明方法具有以下优点：
(1)胶辊浇注模具水平放置，浇注方便，有利于胶料的充分流动，易于填满模具型腔，排气更通畅，避免了气泡和缺料现象的产生，胶辊密度控制更好，避免了偏重现象的产生，产品缺陷少外观质量好，整体性能优。
(2)浇注时胶辊浇注模具、辊芯、浇注料可控制在同一温度范围，浇注质量稳定。
(3)胶料与辊芯结合紧密，不会出现离层、裂纹等现象。
(4)硫化可在浇注完成后立即进行，降低了胶辊硫化的电能消耗，缩短生产时间和提高模具利用率，大大节约了生产成本。
附图说明：
图1是发明的右视图；
图2是图1的A-A向剖视图。
图3是本发明的浇注成型示意图。
图中：10-搅拌电机、11-混合头、12-胶辊模具、13-烤箱、14，15-A，B组分计量泵、16-扩链剂贮罐、17-预聚体贮罐、18-辊芯。
具体实施方式：
本发明采用卧式浇注方式，胶辊浇注模具3改圆筒形模具为圆筒形开口模，即在圆筒的长度方向开40mm～80mm不等的一条浇注口，胶辊浇注模具两端采用端挡板螺丝连接紧固，胶辊浇注模具与辊芯均处于水平位。胶辊浇注模具同辊芯安装定位在常温下进行，安装定位完成后，将其放进烤箱4进行加热。待浇注工序准备就绪时，将烤箱门打开，将浇注机开动行走至烤箱旁，伸进浇注管道对准浇注口进行浇注，即在烤箱里完成浇注成型，成型后烤箱温度不降而直接进行加热硫化处理，硫化结束后冷却脱模车削加工成型可得产品。
实施例1：将分子量为1500g/mol的聚酯多元醇(H2O％≤0.03％，羟值为53～59mgKOH/g)和DBP按比例(100∶6)加入反应釜，加热熔化，并在100℃～140℃、-0.1MPa脱水3h；脱水后按比例加入TDI(TDI∶聚酯多元醇＝22.6∶100)，80～85℃搅拌反应2h，然后在-0.1MPa下脱气2h。
辊芯使用前需采用8目的金刚砂对辊芯进行喷砂处理，用120#溶剂汽油清洗辊芯表面，然后涂刷开姆洛克(CH218)。模具内侧涂刷硅脂。辊芯装入模具形成胶辊浇注模具，在烤箱里80～85℃加热5h。
合成好的预聚体导入浇注机，与MOCA按重量比例(MOCA∶预聚体＝11.35∶100) 进行混合浇注，浇注时，烤箱温度维持80～85℃。浇注好的聚氨酯胶辊在烤箱里90～120℃烘烤8～10h。
硫化完成后，聚氨酯胶辊出炉冷却后进行车磨加工。
制得的聚氨酯胶辊表面光滑，外观完好，未出现离层、裂纹、脱胶、胶层粘接不牢等现象。胶层与辊芯结合紧密。

Claims (10)

1.大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，包括原料的融化混合、预聚体的合成、胶辊浇注模具的预处理、浇注成型、硫化和车磨加工步骤，其特征在于：胶辊浇注模具的预处理步骤为胶辊浇注模具水平放置并加热至80～85℃；所述浇注成型步骤为温度保持80～85℃的条件下浇注成型。
2.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述胶辊浇注模具包括辊轴、筒体、端板，所述辊轴通过端板同轴安装于筒体，所述筒体由水平布置的C型套筒构成，所述C型套筒沿辊轴轴向在其顶部设置有浇注缝，所述端板包括左端板和右端板，所述左端板和右端板分别通过可拆卸连接结构与C型套筒固定连接，由左端板、右端板和C型套筒包围构成浇注成型的行腔。
3.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述胶辊浇注模具的预处理为于80～85℃加热4～6h。
4.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：辊芯使用前需采用8～12目的金刚砂对辊芯进行喷砂处理，用溶剂汽油清洗辊芯表面，然后涂刷胶粘剂。
5.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：胶辊浇注模具使用前内侧涂刷脱模剂。
6.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述浇注为预聚体与融化后的扩链剂按100∶9～14的重量比混合，浇注于胶辊浇注模具中成型。
7.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述扩链剂为次甲基双邻氯苯胺、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述硫化为90～110℃条件下烘烤8～10h。
9.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述原料的熔化混合：将100重量份Mn＝1000～1800g/mol的聚酯多元醇和6～8重量份邻苯二甲酸二酯加热、混匀，于100～140℃、-0.1MPa下反应2～4h得到。
10.根据权利要求1所述的大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，其特征在于：所述预聚体的合成：将权利要求8得到的混合液冷却至65～75℃，加入17～34重量份甲苯二异氰酸酯，于75～85℃搅拌反应1～3h，之后保持温度在75～85℃，-0.05～-0.2Mpa条件下脱气1～3h。
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