CN102807665A - 一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊及其生产方法，属于聚氨酯胶辊的生产工艺领域。本发明的聚氨酯胶辊包括A料和重量为A料的16%-26%的B料，所述的A料为多元醇和异氰酸酯TDI的反应产物，所述的B料包括硫化剂MOCA，所述的A料中还包括碳酸钙，所述的B料中还包括增塑剂BBP（邻苯二甲酸丁苄酯）；所述的A料的各组分质量比为：多元醇：碳酸钙：异氰酸酯TDI=100：4：8~22；所述的B料的各组分的质量比为：硫化剂MOCA：BBP=1~3：2。本发明可以实现A料、B料在浇注过程中的精确配比，且生产加工出的聚氨酯胶辊质量稳定、合格率高。

Description

一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊及其生产方法

技术领域

本发明属于聚氨酯胶辊的生产工艺领域，更具体地说，涉及一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊及其生产方法。

背景技术

低硬度浇注型聚氨酯胶辊的生产方法有两种：一种是传统的手工浇注成型法；另一种是用弹性体浇注机连续浇注成型法。结合图1，手工浇注成型法存在如下不足：

（1）由于原料及辅料（填料、增塑剂等）基本都在敞开的容器中进行手工作业，产品极易产生人为的机械气泡而报废，生产合格率只有87%左右；

（2）有些原料及辅料反应时会挥发出有害气体，影响生产工人的身体健康，且不利于环境保护；

（3）采用手工浇注的方法进行生产，还存在工人的劳动强度大且生产效率低下的问题。

在传统手工浇注成型法中，为了降低胶料粘度、延长可浇注时间、降低硬度和成本，人们往往在聚氨酯胶辊的配料中添加增塑剂，且领域内习惯将作为辅料的增塑剂添加在A料（即预聚体）中进行加工。但是，随着工业化生产及自动化水平越来越高，人们越来越倾向于机械化生产。但是如果采用弹性体浇注机进行成型，会存在以下问题：由于配方中B料（硫化剂）用量实在太少，浇注机中B料计量泵的最低转速根本无法计量出B料的配方用量，所以对于弹性体浇注机来说，根本无法实现A料、B料的准确配比，从而影响到浇注出的聚氨酯胶辊的质量。由于这一问题得不到解决，人们仍旧不得不采用手工浇注的方法，以保证胶辊组分准确的配比。

另外，在生产低硬度聚氨酯胶辊的过程中，人们往往会在组分中添加增塑剂，常用的增塑剂有苯甲酸酯、磷酸酯、芳族和脂族单羧酸酯等类，而最为常用的为苯甲酸酯中的邻苯二甲酸二辛酯（《聚氨酯弹性体手册》，山西省化工研究所编，化学工业出版社，2001年1月第1版，第75页）。邻苯二甲酸二辛酯（DOP）广泛地用于生产普通胶辊，如丁腈胶辊、氯丁胶辊、天然胶辊等。但是，DOP却不适用于生产低硬度聚氨酯胶辊，原因在于，经使用发现，使用含有DOP生产加工出的聚氨酯胶辊，容易出现DOP析出现象，从而导致聚氨酯胶辊的硬度大幅度上升，而聚氨酯胶辊的使用往往是有硬度要求的，变硬后的胶辊无法再满足使用要求。

发明内容

本发明要解决的问题

针对现有技术中存在的浇注机在浇注低硬度聚氨酯胶辊的生产过程中，由于B料吐出用量的不足，导致在浇注机中A料、B料无法达到准确配比的问题，本发明提供了一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊及其生产方法，它可以实现A料、B料在浇注过程中的精确配比，且生产加工出的聚氨酯胶辊质量稳定、合格率高。

技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明的一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊，它包括A料和重量为A料的16%-26%的B料，所述的A料为多元醇和异氰酸酯TDI（即甲苯二异氰酸酯）的反应产物，所述的B料包括硫化剂MOCA，所述的A料中还包括碳酸钙，所述的B料中还包括增塑剂BBP（邻苯二甲酸丁苄酯）。   

优选地，所述的A料的各组分质量比为：多元醇：碳酸钙：异氰酸酯TDI=100：4：8~22；所述的B料的各组分的质量比为：硫化剂MOCA：BBP = 1~3：2。

优选地，所述的碳酸钙粒度为400目以上。

优选地，所述的多元醇为聚酯多元醇。聚酯多元醇的化学键的键能较高，所以生产出来的胶辊抗张力、抗撕力性能良好，而且聚酯多元醇成本低廉，所以总体性价比高。

所述的多元醇也可以为聚ε-己内酯。聚ε-己内酯的化学键的键能比聚酯多元醇更高，故相比于聚酯多元醇，聚ε-己内酯的抗张力性能更好、抗撕力更强。但是聚ε-己内酯的成本高于聚酯多元醇，在实际生产过程中，可根据实际情况进行选用。

本发明的一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊的生产方法，其步骤为：

（1）A料和B料的制备

1）称取需要用量的多元醇及多元醇重量4%的辅料1碳酸钙，搅拌均匀后用胶体磨研磨2次，再投入反应釜中，在80~120℃下搅拌抽真空脱水1~3小时，冷却到100℃以下备用； 

2）称取多元醇重量8%~22%的异氰酸酯TDI投入到上述反应釜中，控制反应温度在70~120℃，搅拌抽真空反应1~3小时，得A料；

3）将步骤2）制得的A料投入到弹性体浇注机对应的A罐中，再次搅拌抽空1-3个小时，备用； 

4）按照1~3：2称取硫化剂MOCA和BBP，混合，在100℃下熔化后投入到浇注机B罐中，搅拌抽真空1~3小时，得B料备用；

（2）辊芯准备 

选用金属辊芯，经喷砂除锈、溶剂清洗，再在辊芯表面涂刷粘接剂，备用；

（3）模具准备

1）将待用模具清理干净，均匀涂刷一层聚氨酯脱模剂，备用；

2）将涂有粘接剂的辊芯装入模具中，送到烘房中预热至100℃，备用；

（4）A料、B料计量

1）根据胶辊的大小首先确定A计量泵的转速，对A料进行准确计量；

2）根据A料的吐出重量，计算出B料的配方用量，使得A料：B料=100：16-26，确定好浇注机上B计量泵的转速，对B料进行计量；

（5）浇注胶辊：

在A料、B料准确计量后，模具温度控制在80~110℃，进行正式浇注，胶辊浇注过程需连续一次性浇注完成；

（6）硫化定型

1）胶辊浇注结束后，在80~120℃的烘房中烘2小时进行第一次硫化定型；

2）脱模：胶辊固化定型后，进行脱模；

3）脱模后的胶辊送进80~120℃的烘房中二次硫化16小时；

（7）辊面加工

胶辊经过二次硫化后，再经过24小时以上的冷却后，最后进行表面车、磨金加工。

有益效果

相比于传统的手工浇注成型聚氨酯胶辊技术，本发明的技术方案的有益效果在于：

（1）由于增塑剂BBP在A料（预聚体）或B料（硫化剂）中都是不参加化学反应，本发明的方法把增塑剂BBP不加进A料中而改投到B料中，这样就增加了B料计量泵的有效吐出量，满足了A料和B料在浇注机中的准确配方比例，这种加料方法的改变是一种独特构思，解决了浇注机浇注时B料吐出量和配比问题，现有技术中正是由于B料的吞吐量过少在浇注机中无法实现与A料的准确配比，所以不得不采用传统的手工浇注，以保证浇注质量，通过采用本发明的方法，突破传统思维，将增塑剂加在B料中，对使用弹性体浇注机生产低硬度浇注型聚氨酯胶辊提供了可靠的技术上的支持；

（2）本发明生产的低硬度聚氨酯胶辊的物料组分中，在A料中添加了适量的填料碳酸钙，碳酸钙的引入改变了聚氨酯胶辊的物理性能，提高了聚氨酯胶辊的抗张强度及耐溶剂性能，另外，碳酸钙的选用限定在400目以上，即碳酸钙越细效果越好；

（3）本发明的低硬度聚氨酯胶辊的物料组分中，在B料中添加的增塑剂选用BBP，BBP分子量低，且含量越多，则生产出的胶辊越好加工，胶辊的车削和磨削性能越好，改变了胶辊的物理和化学性质，提高了胶辊的耐溶剂性能及胶辊的弹性，改进了浇注工艺，延长了胶料固化时间，且可浇注时间越长，对于提高产品合格率越有好处；

（4）由于采用本发明的A料和B料组分配料，使得生产过程可以顺利地采用浇注机浇注也不会影响浇注中A料和B料的配比精度，而采用弹性体浇注机浇注胶辊的全过程完全在密闭的环境中进行，不受外界人为因素的影响，胶辊的一次性合格率大幅上升到98%左右，降低了生产消耗，提高了经济效益；由于是密闭生产，改善了生产环境，有利于环境保护；

（5）由于传统的手工浇注成型法是间歇生产，而用浇注机成型法是连续生产，提高了生产效率，降低了操作工人的劳动强度，且此方法很容易被生产工人掌握。

附图说明

图1为现有技术中手工浇注聚氨酯胶辊的工艺流程图；

图2为本发明的浇注机成型生产胶辊的工艺流程图。

图中：辅料1指碳酸钙，辅料2指增塑剂。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例1的低硬度浇注型聚氨酯胶辊的生产方法，其步骤为：

（1）A料和B料的制备

1）称取需要用量的聚酯多元醇86kg及粒度在400目以上的辅料1碳酸钙3.44kg，搅拌均匀后用胶体磨研磨2次，再投入反应釜中，在110℃下搅拌抽真空脱水1.5小时，冷却到70℃以下备用； 

2）称取异氰酸酯TDI约17.7kg投入到上述反应釜中，控制反应温度在90~100℃，搅拌抽真空反应2小时，得A料；

3）将步骤2）制得的A料投入到弹性体浇注机对应的A罐中，再次搅拌抽空1-3个小时，备用； 

4）称取硫化剂MOCA为10.1kg、BBP为6.96kg，混合，在110℃下熔化后投入到浇注机B罐中，搅拌抽真空2小时，得B料备用；

（2）辊芯准备 

选用金属辊芯，经喷砂除锈、溶剂清洗，再在辊芯表面涂刷粘接剂，备用；

（3）模具准备

1）将待用模具清理干净，均匀涂刷一层聚氨酯脱模剂，备用；

2）将涂有粘接剂的辊芯装入模具中，送到烘房中预热至100℃，备用；

（4）A料、B料计量

1）根据胶辊的大小首先确定A计量泵的转速：100rpm；循环压力：0.82MPa；吐出压力：1.62 MPa；吐出量：596克/6秒，对A料进行准确计量；

2）根据A料的吐出重量，计算出B料的配方用量为：129 rpm；循环压力：0.06 MPa；吐出压力：0.51 MPa；吐出量：97克/6秒；

（5）浇注胶辊：

在A料、B料准确计量后，模具温度控制在100℃，进行正式浇注，胶辊浇注过程需连续一次性浇注完成；

（6）硫化定型

1）胶辊浇注结束后，在100~110℃的烘房中烘2小时进行第一次硫化定型；

2）脱模：胶辊固化定型后，进行脱模；

3）脱模后的胶辊送进100~110℃的烘房中二次硫化16小时；

（7）辊面加工

胶辊经过二次硫化后，再经过24小时以上的冷却后，最后进行表面车、磨金加工。

（8）检验、入库。

本实施例1制得的胶辊的硬度为：62-65°A。

实施例2

本实施例2的低硬度浇注型聚氨酯胶辊的生产方法，其步骤为：

（1）A料和B料的制备

1）称取需要用量的聚ε-己内酯45kg及粒度在400目以上的辅料1碳酸钙1.8kg，搅拌均匀后用胶体磨研磨2次，再投入反应釜中，在110℃下搅拌抽真空脱水1.5小时，冷却到70℃以下备用； 

2）称取异氰酸酯TDI约9.26kg投入到上述反应釜中，控制反应温度在90~100℃，搅拌抽真空反应2小时，得A料；

3）将步骤2）制得的A料投入到弹性体浇注机对应的A罐中，再次搅拌抽空1-3个小时，备用； 

4）称取硫化剂MOCA为5.32kg、BBP为4.48kg，混合，在110℃下熔化后投入到浇注机B罐中，搅拌抽真空2小时，得B料备用；

（2）辊芯准备 

选用金属辊芯，经喷砂除锈、溶剂清洗，再在辊芯表面涂刷粘接剂，备用；

（3）模具准备

1）将待用模具清理干净，均匀涂刷一层聚氨酯脱模剂，备用；

2）将涂有粘接剂的辊芯装入模具中，送到烘房中预热至100℃，备用；

（4）A料、B料计量

1）根据胶辊的大小首先确定A计量泵的转速：90rpm；循环压力：0.75MPa；吐出压力：1.5 MPa；吐出量：532克/6秒，对A料进行准确计量；

2）根据A料的吐出重量，计算出B料的配方用量为：119 rpm；循环压力：0.04 MPa；吐出压力：0.38 MPa；吐出量：93克/6秒；

（5）浇注胶辊：

在A料、B料准确计量后，模具温度控制在100℃，进行正式浇注，胶辊浇注过程需连续一次性浇注完成；

（6）硫化定型

1）胶辊浇注结束后，在100~110℃的烘房中烘2小时进行第一次硫化定型；

2）脱模：胶辊固化定型后，进行脱模；

3）脱模后的胶辊送进100~110℃的烘房中二次硫化16小时；

（7）辊面加工

胶辊经过二次硫化后，再经过24小时以上的冷却后，最后进行表面车、磨金加工。

（8）检验、入库。

本实施例2制得的胶辊的硬度为：57-59°A。

实施例3

（1）A料和B料的制备

1）称取需要用量的聚酯多元醇125kg及粒度在450目以上的辅料1碳酸钙5kg，搅拌均匀后用胶体磨研磨2次，再投入反应釜中，在110℃下搅拌抽真空脱水1.5小时，冷却到70℃以下备用； 

2）称取异氰酸酯TDI约25.73kg投入到上述反应釜中，控制反应温度在90~100℃，搅拌抽真空反应2小时，得A料；

3）将步骤2）制得的A料投入到弹性体浇注机对应的A罐中，再次搅拌抽空1-3个小时，备用； 

4）称取硫化剂MOCA为14.6kg、BBP为25.7kg，混合，在110℃下熔化后投入到浇注机B罐中，搅拌抽真空2小时，得B料备用；

（2）辊芯准备 

选用金属辊芯，经喷砂除锈、溶剂清洗，再在辊芯表面涂刷粘接剂，备用；

（3）模具准备

1）将待用模具清理干净，均匀涂刷一层聚氨酯脱模剂，备用；

2）将涂有粘接剂的辊芯装入模具中，送到烘房中预热至100℃，备用；

（4）A料、B料计量

1）根据胶辊的大小首先确定A计量泵的转速：115rpm；循环压力：1.16MPa；吐出压力：1.8MPa；吐出量：688克/6秒，对A料进行准确计量；

2）根据A料的吐出重量，计算出B料的配方用量为：160 rpm；循环压力：0.08 MPa；吐出压力：0.66MPa；吐出量：120克/6秒；

（5）浇注胶辊：

在A料、B料准确计量后，模具温度控制在100℃，进行正式浇注，胶辊浇注过程需连续一次性浇注完成；

（6）硫化定型

1）胶辊浇注结束后，在100℃的烘房中烘2小时进行第一次硫化定型；

2）脱模：胶辊固化定型后，进行脱模；

3）脱模后的胶辊送进100~110℃的烘房中二次硫化16小时；

（7）辊面加工

胶辊经过二次硫化后，再经过24小时以上的冷却后，最后进行表面车、磨金加工。

（8）检验、入库。

本实施例3制得的胶辊的硬度为：45-47°A。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的技术方案并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明的创造宗旨的情况下，不经创造地设计出与本发明技术方案相似的技术方案及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊，它包括A料和重量为A料的16%-26%的B料，所述的A料为多元醇和异氰酸酯TDI的反应产物，所述的B料包括硫化剂MOCA，其特征在于，所述的A料中还包括碳酸钙，所述的B料中还包括增塑剂BBP。

2.根据权利要求1所述的一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊，其特征在于，所述的A料的各组分质量比为：多元醇：碳酸钙：异氰酸酯TDI=100：4：8~22；所述的B料的各组分的质量比为：硫化剂MOCA：BBP = 1~3：2。

3.根据权利要求1或2所述的一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊，其特征在于，所述的碳酸钙粒度为400目以上。

4.根据权利要求3所述的一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊，其特征在于，所述的多元醇为聚酯多元醇。

5.根据权利要求3所述的一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊，其特征在于，所述的多元醇为聚ε-己内酯。

6.一种低硬度浇注型聚氨酯胶辊的生产方法，其步骤为：

（1）A料和B料的制备

1）称取需要用量的多元醇及多元醇重量4%的辅料1碳酸钙，搅拌均匀后用胶体磨研磨2次，再投入反应釜中，在80~120℃下搅拌抽真空脱水1~3小时，冷却到100℃以下备用；

2）称取多元醇重量8%~22%的异氰酸酯TDI投入到上述反应釜中，控制反应温度在70~120℃，搅拌抽真空反应1~3小时，得A料；

3）将步骤2）制得的A料投入到弹性体浇注机对应的A罐中，再次搅拌抽空1-3个小时，备用； 

4）按照1~3：2称取硫化剂MOCA和BBP，混合，在100℃下熔化后投入到浇注机B罐中，搅拌抽真空1~3小时，得B料备用；

（2）辊芯准备 

选用金属辊芯，经喷砂除锈、溶剂清洗，再在辊芯表面涂刷粘接剂，备用；

（3）模具准备

1）将待用模具清理干净，均匀涂刷一层聚氨酯脱模剂，备用；

2）将涂有粘接剂的辊芯装入模具中，送到烘房中预热至100℃，备用；

（4）A料、B料计量

1）根据胶辊的大小首先确定A计量泵的转速，对A料进行准确计量；

2）根据A料的吐出重量，计算出B料的配方用量，使得A料：B料=100：16-26，确定好浇注机上B计量泵的转速，对B料进行计量；

（5）浇注胶辊：

在A料、B料准确计量后，模具温度控制在80~110℃，进行正式浇注，胶辊浇注过程需连续一次性浇注完成；

（6）硫化定型

1）胶辊浇注结束后，在80~120℃的烘房中烘2小时进行第一次硫化定型；

2）脱模：胶辊固化定型后，进行脱模；

3）脱模后的胶辊送进80~120℃的烘房中二次硫化16小时；

（7）辊面加工

胶辊经过二次硫化后，再经过24小时以上的冷却后，最后进行表面车、磨金加工。

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