CN103467973A

CN103467973A - 一种耐溶剂聚氨酯胶辊及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103467973A
Application number: CN2013104597619A
Authority: CN
Inventors: 翟丽; 邹明清; 庞坤玮
Original assignee: GUANGZHOU SCUT BESTRY SCI-TECH Ltd
Current assignee: Dongguan Huagong hi New Material Co. Ltd.
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-29
Also published as: CN103467973B

Abstract

本发明公开了一种耐溶剂聚氨酯胶辊及其制备方法和应用，属于胶辊制备领域。本发明的耐溶剂聚氨酯胶辊通过多元体系的并用来实现，由原料A组分，原料B组分和原料C组分混合浇注而成；所述原料A组分包括质量百分比为40%～60%的聚酯多元醇，质量百分比为7%～20%的甲苯二异氰酸酯；原料B组分包括质量百分比为2%～10%的4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯，质量百分比为5%～40%的增塑剂，质量百分比为1%～4%的填料；原料C组分包括质量百分比为2.5%～8%的扩链剂，质量百分比为0.02～0.05%的催化剂。所得的耐溶剂聚氨酯胶辊在耐磨性能、耐溶剂性能、力学性能方面显著提高，可在印刷、涂覆和涂漆领域中广泛应用。

Description

一种耐溶剂聚氨酯胶辊及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于胶辊制备领域，特别涉及一种耐溶剂聚氨酯胶辊及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯弹性体（PUE）具有优良的耐溶剂性能与力学性能，用于制作印刷胶辊、涂覆胶辊、丝网印刷刮刀等产品，广泛应用于彩钢涂覆、木地板上漆、鞋材、印刷、铝箔加工、制罐等行业。市面上常见的耐溶剂聚氨酯胶辊具有一定的耐溶剂效果和力学性能，但使用一段时间后硬度变化大，力学性能下降严重，拉伸强度、撕裂强度大幅下降，胶料变得很脆。另一方面，普通的耐溶剂聚氨酯胶辊耐磨性能良好，但表面磨削加工困难，很难加工出光洁度很高的表面。因此，有必要对现有技术加以改进。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种耐溶剂聚氨酯胶辊。本发明的耐溶剂聚氨酯胶辊在耐磨性能、耐溶剂性能、力学性能、表面磨削性能等方面具有优异的综合性能。

本发明的另一目的在于提供上述耐溶剂聚氨酯胶辊的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述耐溶剂聚氨酯胶辊的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种耐溶剂聚氨酯胶辊，通过多元体系的并用来实现，由原料A组分，原料B组分和原料C组分混合浇注而成；

其中所述原料A组分包括质量百分比为40%～60%的聚酯多元醇，质量百分比为7%～20%的甲苯二异氰酸酯；

所述的组分A优选为其中异氰酸根含量为2%～6%；

所述原料B组分包括质量百分比为2%～10%的4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯，质量百分比为5%～40%的增塑剂，质量百分比为1%～4%的填料；

所述原料C组分包括质量百分比为2.5%～8%的扩链剂，质量百分比为0.02～0.05%的催化剂。

所述的聚酯多元醇，优选数均分子量为500～3000、官能度为2～3之间的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇或聚己内酯三醇中的一种或几种；

所述的增塑剂为氯化石蜡、邻苯二甲酸丁苄酯、一缩二乙二醇二苯甲酸酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种；

所述的填料为气相法白炭黑、硅土、轻质碳酸钙、蒙脱土或强威粉中的一种或几种；

所述扩链剂是3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,5-二甲硫基苯二胺、二乙基甲苯二胺、2,4’-二氨基-3,5’-二甲硫基氯苯、甘油、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇、1,4-环己二醇、新戊二醇、氢醌（β-羟乙基）醚、间苯二酚双（β-羟乙基）醚、对苯二甲酸二羟乙酯、双酚A或苯胺中的一种或几种；

所述催化剂是辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸锌、辛酸铅、油酸、油酸钾、环烷酸锌、醋酸苯汞、有机铋、有机稀土、柠檬酸或苯甲酰氯中的至少两种；

上述耐溶剂聚氨酯胶辊的制备方法，具体步骤为：

第一步：将聚酯多元醇搅拌加热至120℃，真空脱水2～3小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至60℃，加入甲苯二异氰酸酯在60～65℃下反应2小时，再升温至80～85℃反应1小时，得到组分A；

第二步：将增塑剂搅拌混合均匀；加入填料高速分散30分钟，加热至120～130℃，真空脱水2～4小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至80℃，加入4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯搅拌30min，得到组分B；

第三步：将扩链剂、复合催化剂搅拌混合均匀，得到组分C；

第四步：分别将组分A、组分B和组分C加热至80～90℃，将组分A、组分B和组分C混合均匀，抽真空脱泡；后浇注入预先准备好的模具中，在100～120℃烘箱中硫化12～16小时，脱模后再放入80～90℃烘箱中硫化8～12小时，后冷却至室温。

第五步：在机床、磨床上进行表面磨削加工，即得耐溶剂聚氨酯胶辊。

其中第一步中所述的组分A优选为其中异氰酸根含量为2%～6%；

第二步中所述的高速分散为用高速分散机以4000r/min的转速分散30min；

所述的第四步中所述的浇注入预先准备好的模具中是对胶辊芯进行包胶处理。

上述制备的耐溶剂聚氨酯胶辊在印刷、涂覆和涂漆领域中应用。

本发明制备获得的耐溶剂聚氨酯胶辊在耐磨性能、耐溶剂性能、力学性能方面有显著提高，表面磨削性能优异，力学提高主要显现在邵A硬度：20～70；拉伸强度：2～25Mpa；扯断伸长率：250～800%；撕裂强度：12～50KN/m；冲击回弹：20～50%。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1.本发明将多元体系的概念应用于耐溶剂胶辊配方中，使得本发明与普通耐溶剂聚氨酯胶辊相比，耐磨性能、耐溶剂性能、力学性能显著提高，表面磨削性能优异，加工出光洁度很高表面。

2.本发明的耐溶剂聚氨酯胶辊能有效改善胶辊使用过后胶料变脆问题。

3.通过实施例证明本发明的耐溶剂聚氨酯胶辊的使用寿命比一般的耐溶剂聚氨酯胶辊提高30～100%，印刷、涂覆、涂漆的效果明显提高。

本专利技术亮点是将多元体系的概念应用于耐溶剂胶辊配方中。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

取下列市售原料，以下各原料以质量百分数计（%）：

制备方法为：

第一步：将聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯三醇一起搅拌加热至120℃，真空脱水2～3小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至60℃，加入甲苯二异氰酸酯在65℃下反应2小时，再升温至85℃反应1小时，得到组分A。

第二步：将氯化石蜡、邻苯二甲酸丁苄酯和一缩二乙二醇二苯甲酸酯搅拌混合均匀；加入气相白炭黑和硅土高速分散30分钟，加热至120℃，真空脱水2～4小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至80℃，加入4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯搅拌30min，得到组分B。

第三步：将3，5-二甲硫基苯二胺、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺和环烷酸锌/醋酸苯汞（质量比5/5）搅拌混合均匀，得到组分C。

第四步：分别将组分A、组分B和组分C加热至90℃，然后搅拌混合均匀，抽真空脱泡；后浇注入所需模具中，在120℃烘箱中硫化16小时，脱模后再放入80℃烘箱中硫化8小时，后冷却至室温。

第五步：在机床上进行表面磨削加工，即得耐溶剂聚氨酯胶辊成品。

实施例2

取下列市售原料，以下各原料以质量百分数计（%）：

经以下方法：

第一步：将聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯三醇一起搅拌加热至120℃，真空脱水2～3小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至60℃，加入甲苯二异氰酸酯在63℃下反应2小时，再升温至83℃反应1小时，得到组分A。

第二步：将氯化石蜡、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二丁酯搅拌混合均匀；加入气相白炭黑和轻质碳酸钙高速分散30分钟，加热至120℃，真空脱水2～4小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至80℃，加入4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯搅拌30min，得到组分B。

第三步：将2,4’-二氨基-3,5’-二甲硫基氯苯、三羟甲基丙烷和三异丙醇胺、复合催化剂油酸/苯甲酰氯（质量比5/5）搅拌混合均匀，得到组分C。

第四步：分别将组分A、组分B和组分C加热至85℃，然后搅拌混合均匀，抽真空脱泡；后浇注入预先准备好的模具中，在110℃烘箱中硫化14小时，脱模后再放入85℃烘箱中硫化10小时，后冷却至室温。

实施例3

取下列市售原料，以下各原料以质量百分数计（%）：

经过与实施例2一样的方法，即可制得所需耐溶剂聚氨酯胶辊产品。

实施例4

取下列市售原料，以下各原料以质量百分数计（%）：

经以下方法：

第一步：将聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己内酯三醇一起搅拌加热至120℃，真空脱水3小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至60℃，加入甲苯二异氰酸酯在60℃下反应2小时，再升温至80℃反应1小时，得到组分A。

第二步：将气相白炭黑加入一缩二乙二醇二苯甲酸酯搅拌混合，高速分散30分钟，加热至120℃，真空脱水2小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至80℃，加入4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯搅拌30min，得到组分B。

第三步：将3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、氢醌（B-羟乙基）醚、新戊二醇和复合催化剂环烷酸锌/辛酸铅（质量比5/5）搅拌混合均匀，得到组分C。

第四步：分别将组分A、组分B和组分C加热至80℃，然后搅拌混合均匀，抽真空脱泡；后浇注入预先准备好的模具中，在100℃烘箱中硫化12小时，脱模后再放入90℃烘箱中硫化12小时，后冷却至室温。

对比实施例

取下列市售原料，以下各原料以质量百分数计（%）：

经以下方法：

第一步：将聚己二酸乙二醇酯二醇，聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇搅拌加热至120℃，真空脱水2小时，直至水分含量低于0.05%；后降温至60℃，加入甲苯二异氰酸酯在63℃下反应2小时，再升温至83℃反应1小时，得到组分A。

第二步：将氯化石蜡、邻苯二甲酸丁苄酯、三羟甲基丙烷和三乙醇胺搅拌混合均匀加热至120℃，真空脱水2小时，直至水分含量低于0.05%；得到组分B。

第四步：分别将组分A、组分B加热至80℃，然后搅拌混合均匀，抽真空脱泡；后浇注入预先准备好的模具中，在110℃烘箱中硫化14小时，脱模后再放入85℃烘箱中硫化10小时，后冷却至室温。

第五步：在机床上进行表面磨削加工，即得成品。

实施例1～4及对比实施例的成品性能检测见表1。

表1实施例1～4及对比实施例的成品性能检测

备注：本专利技术亮点是将多元体系的概念应用于耐溶剂胶辊配方中。

力学性能测试：邵A硬度按《GB/T531-2008橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》进行测定；拉伸强度按《GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进行测定；撕裂强度按《GB/T529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》进行测定。

上述检测结果表明本发明制备获得的耐溶剂聚氨酯胶辊在耐磨性能、耐溶剂性能、力学性能方面有显著提高，表面磨削性能优异。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于由原料A组分，原料B组分和原料C组分混合浇注而成；

所述原料A组分包括质量百分比为40%～60%的聚酯多元醇，质量百分比为7%～20%的甲苯二异氰酸酯；

2.根据权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于：所述的组分A为其中异氰酸根含量为2%～6%。

3.根据权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于：所述的聚酯多元醇为数均分子量500～3000、官能度为2～3之间的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇或聚己内酯三醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于：所述的增塑剂为氯化石蜡、邻苯二甲酸丁苄酯、一缩二乙二醇二苯甲酸酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二乙酯或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于：所述填料为气相法白炭黑、硅土、轻质碳酸钙、蒙脱土或强威粉中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于：所述扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,5-二甲硫基苯二胺、二乙基甲苯二胺、2,4’-二氨基-3,5’-二甲硫基氯苯、甘油、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇、1,4-环己二醇、新戊二醇、氢醌（β-羟乙基）醚、间苯二酚双（β-羟乙基）醚、对苯二甲酸二羟乙酯、双酚A或苯胺中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸锌、辛酸铅、油酸、油酸钾、环烷酸锌、醋酸苯汞、有机铋、有机稀土、柠檬酸或苯甲酰氯中的至少两种。

8.权利要求1所述的耐溶剂聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于具体步骤为：

第三步：将扩链剂、复合催化剂搅拌混合均匀，得到组分C；

第四步：分别将组分A、组分B和组分C加热至80～90℃，将组分A、组分B和组分C混合均匀，抽真空脱泡；后浇注入预先准备好的模具中，在100～120℃烘箱中硫化12～16小时，脱模后再放入80～90℃烘箱中硫化8～12小时，后冷却至室温；

第五步：在机床、磨床上进行表面磨削加工，即得耐溶剂聚氨酯胶辊；

其中第二步中所述的高速分散为用高速分散机以4000r/min的转速分散30min。

9.根据权利要求8所述的耐溶剂聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于：第一步中所述的组分A为其中异氰酸根含量为2%～6%。

10.权利要求1～7任一项所述的耐溶剂聚氨酯胶辊在印刷、涂覆和涂漆领域中应用。