CN104552707A - 一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，它包括以下步骤：辊芯处理；聚氨酯A层制备；碳纤维环套的制备；聚氨酯B层制备；将经过处理后的辊芯和聚氨酯A层装入模具中，将碳纤维环套装入模具中；将聚氨酯B层加热，通过过滤网直接浇注入辊芯+聚氨酯A层结合体和碳纤维环套之间，真空硫化，取出碳纤维复合聚氨酯胶辊的毛坯，进行尺寸加工。本发明步骤简单，能生产出耐磨性好，抗撕裂性好，耐热性好，使用寿命长的新型碳纤维复合聚氨酯胶辊。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合聚氨酯胶辊的制备方法，具体涉及一种加入碳纤维的聚氨酯胶辊的制备方法。
背景技术
目前普通聚氨酯胶辊的情况是：采用普通聚氨酯制备的胶辊其耐磨性差，无法满足目前包装机械设备往高速和超高速发展的需求；采用普通聚氨酯制备的胶辊其硬度低、抗撕裂性差，无法满足目前大中型抛丸清理设备中胶辊承重力大(单件胶辊承重在4-5T)，转速高的要求；采用普通聚氨酯制备的胶辊其耐热性差，在长期高速工作下，其热积聚到达一定情况下，会导致聚氨酯的性能呈现直线下降趋势，导致寿命短。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种能生产出耐磨性好，抗撕裂性好，耐热性好，使用寿命长的新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所述的一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，它包括以下步骤：
(1)辊芯处理：在辊芯外圆进行拉毛处理，使其表面粗糙度达到Ra100，深度为2mm，两波峰或两波谷之间的距离为5mm；将拉毛后的辊芯进行除油处理，采用高效除油剂LST-1010，去除辊芯表面的有机物；将除油后的辊芯清洗至洁净状态，把辊芯装入由底模、中模、模芯、上模四部分组成的模具中；然后将装有辊芯的模具放入烘箱中作除水份处理，至彻底烘干后取出辊芯；将取出的辊芯进行涂覆作业，在辊芯的外圆面上涂覆开姆洛克402粘接剂，至12小时后备用；
(2)聚氨酯A层制备：按照100份的比例计算，将80-90份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入5-10份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入5-10份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；
(3)碳纤维环套的制备：将碳纤维预浸布按照平铺法进行横向铺层，铺层角度为45°，铺设29层，放入模具中，在平板硫化机上进行硫化成型，硫化机压力设定为75吨，然后加温，在3小时内匀速升温至100℃，再在2小时内匀速升温至180℃，再在3小时内匀速升温至270℃，再在8小时内匀速升温至350℃，恒温8小时后冷却，将成型的碳纤维环套毛坯从模具中取出，加工清洗干净后入烘箱中烘干备用；
(4)聚氨酯B层制备：按照100份的比例计算，将80-90份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入5-10份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入5-10份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；
(5)将经过步骤(1)处理后的辊芯和聚氨酯A层装入模具中，用模具芯棒对其进行定位；将碳纤维环套装入模具中，用模具的外模对其进行定位；将聚氨酯B层加温至100℃-120℃，在热液体状的情况下，通过过滤网直接浇注入辊芯+聚氨酯A层结合体和碳纤维环套之间，2分钟后将其放入真空硫化烘箱中进行硫化作业，时间为12小时；取出碳纤维复合聚氨酯胶辊的毛坯，进行尺寸加工。
在所述步骤(1)中，采用数控卧式车床CAK1626配硬质合金拉毛刀进行拉毛处理。
在所述步骤(4)中，采用型号CZ-102的真空泵。
在所述步骤(2)中，制备聚氨酯A层时，按照100份的比例计算，优选加入90份聚氨酯，5份炭黑和5份MDI。
在所述步骤(4)中，制备聚氨酯B层时，按照100份的比例计算，优选加入90份聚氨酯，5份炭黑和5份MDI。
本发明除了替代普通聚氨酯胶辊外，还有如下用途：
1、在无缝钢管生产过程中，有一个无缝钢管输送的工艺。在传统无缝钢管输送中采用普通45钢材生产的钢辊，因钢辊无弹性，在输送过程中存在噪音大，造成无缝钢管表面撞伤，钢辊磨损快等问题，采用新型碳纤维复合聚氨酯胶辊很好的解决了这些问题，碳纤维作为耐磨层，其耐磨性是普通45钢的4-5倍，聚氨酯A层和B层赋予了很好的弹性，使无缝钢管能够做到柔性输送，无金属撞击声，降低噪音改善生产环境，无缝钢管表面无撞伤。同时降低了使用成本，减少设备停车时间，提高了生产效率。
2、凡是在需要滚筒的设备上，新型碳纤维复合聚氨酯胶辊可以直接替代传统钢制托轮，使原来上百公斤重的托轮可以减轻到30公斤左右，极大的降低了更换钢制托轮的劳动强度和难度，同时也达到了减轻设备的重量，降低设备能源消耗等目的。
本发明的组成部分：
1、辊芯部分。材料可以为：黑色金属和有色金属。形状可以为任何形状(大致分为基孔类辊芯和基轴类辊芯)，辊芯外圆上进行拉毛处理，以便涂覆罗门哈斯粘接剂用。
2、聚氨酯A部分。材料可以为：聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯，采用炭黑填充、MDI交联，聚氨酯硫化后的硬度为：邵尔65-70°。
3、聚氨酯B部分。材料可以为：聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯，采用炭黑填充、MDI交联，聚氨酯硫化后的硬度为：邵尔65-70°。
4、碳纤维环套部分。材料为：由东丽碳纤维预浸布根据胶辊的最终尺寸制备的碳纤维环套。
本发明中碳纤维环套的制备：
1、将碳纤维预浸布按照平铺法进行横向铺层，铺层角度为45°，铺设29层。放入模具中，在平板硫化机上进行硫化成型，硫化机压力设定为75吨。
2、将成型的碳纤维环套毛坯从模具中取出，根据图纸尺寸要求，机械加工至规定尺寸。清洗干净后入烘箱中烘干备用。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明提供一种步骤简单，生产效率高的制备碳纤维复合聚氨酯胶辊的方法，生产出的产品具有耐磨性好，抗撕裂性好，耐热性好，使用寿命长等优点，同时在无缝钢管生产过程中，解决了以前噪音大，造成无缝钢管表面撞伤，钢辊磨损快等问题，采用碳纤维作为耐磨层，其耐磨性是普通45钢的4-5倍，聚氨酯A层和B层赋予了很好的弹性，使无缝钢管能够做到柔性输送，无金属撞击声，降低噪音改善生产环境，无缝钢管表面无撞伤，降低了使用成本，减少设备停车时间，提高了生产效率；新型碳纤维复合聚氨酯胶辊可以直接替代传统钢制托轮，使原来上百公斤重的托轮可以减轻到30公斤左右，极大的降低了更换钢制托轮的劳动强度和难度，同时也达到了减轻设备的重量，降低了设备能源消耗等。
附图说明
图1是本发明中碳纤维环套的制备中硫化过程的时间和温度的对应曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本发明所述的一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，它包括以下步骤：(1)辊芯处理：在辊芯外圆进行拉毛处理，使其表面粗糙度达到Ra100，深度为2mm，两波峰或两波谷之间的距离为5mm；将拉毛后的辊芯进行除油处理，采用高效除油剂LST-1010，去除辊芯表面的有机物；将除油后的辊芯清洗至洁净状态，把辊芯装入由底模、中模、模芯、上模四部分组成的模具中；然后将装有辊芯的模具放入烘箱中作除水份处理，至彻底烘干后取出辊芯；将取出的辊芯进行涂覆作业，在辊芯的外圆面上涂覆开姆洛克402粘接剂，至12小时后备用；(2)聚氨酯A层制备：按照100份的比例计算，将80份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入10份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入10份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；(3)碳纤维环套的制备：将碳纤维预浸布按照平铺法进行横向铺层，铺层角度为45°，铺设29层，放入 模具中，在平板硫化机上进行硫化成型，硫化机压力设定为75吨，然后加温，在3小时内匀速升温至100℃，再在2小时内匀速升温至180℃，再在3小时内匀速升温至270℃，再在8小时内匀速升温至350℃，恒温8小时后冷却，将成型的碳纤维环套毛坯从模具中取出，加工清洗干净后入烘箱中烘干备用；(4)聚氨酯B层制备：按照100份的比例计算，将80份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入10份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入10份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；(5)将经过步骤(1)处理后的辊芯和聚氨酯A层装入模具中，用模具芯棒对其进行定位；将碳纤维环套装入模具中，用模具的外模对其进行定位；将聚氨酯B层加温至105℃，在热液体状的情况下，通过过滤网直接浇注入辊芯+聚氨酯A层结合体和碳纤维环套之间，2分钟后将其放入真空硫化烘箱中进行硫化作业，时间为12小时；取出碳纤维复合聚氨酯胶辊的毛坯，进行尺寸加工；在所述步骤(1)中，采用数控卧式车床CAK1626配硬质合金拉毛刀进行拉毛处理；在所述步骤(4)中，采用型号CZ-102的真空泵。
实施例2：
本发明所述的一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，它包括以下步骤：(1)辊芯处理：在辊芯外圆进行拉毛处理，使其表面 粗糙度达到Ra100，深度为2mm，两波峰或两波谷之间的距离为5mm；将拉毛后的辊芯进行除油处理，采用高效除油剂LST-1010，去除辊芯表面的有机物；将除油后的辊芯清洗至洁净状态，把辊芯装入由底模、中模、模芯、上模四部分组成的模具中；然后将装有辊芯的模具放入烘箱中作除水份处理，至彻底烘干后取出辊芯；将取出的辊芯进行涂覆作业，在辊芯的外圆面上涂覆开姆洛克402粘接剂，至12小时后备用；(2)聚氨酯A层制备：按照100份的比例计算，将85份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入7份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入8份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；(3)碳纤维环套的制备：将碳纤维预浸布按照平铺法进行横向铺层，铺层角度为45°，铺设29层，放入模具中，在平板硫化机上进行硫化成型，硫化机压力设定为75吨，然后加温，在3小时内匀速升温至100℃，再在2小时内匀速升温至180℃，再在3小时内匀速升温至270℃，再在8小时内匀速升温至350℃，恒温8小时后冷却，将成型的碳纤维环套毛坯从模具中取出，加工清洗干净后入烘箱中烘干备用；(4)聚氨酯B层制备：按照100份的比例计算，将85份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入7份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟， 使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入8份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；(5)将经过步骤(1)处理后的辊芯和聚氨酯A层装入模具中，用模具芯棒对其进行定位；将碳纤维环套装入模具中，用模具的外模对其进行定位；将聚氨酯B层加温至110℃，在热液体状的情况下，通过过滤网直接浇注入辊芯+聚氨酯A层结合体和碳纤维环套之间，2分钟后将其放入真空硫化烘箱中进行硫化作业，时间为12小时；取出碳纤维复合聚氨酯胶辊的毛坯，进行尺寸加工；在所述步骤(1)中，采用数控卧式车床CAK1626配硬质合金拉毛刀进行拉毛处理；在所述步骤(4)中，采用型号CZ-102的真空泵。
实施例3：
本发明所述的一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，它包括以下步骤：(1)辊芯处理：在辊芯外圆进行拉毛处理，使其表面粗糙度达到Ra100，深度为2mm，两波峰或两波谷之间的距离为5mm；将拉毛后的辊芯进行除油处理，采用高效除油剂LST-1010，去除辊芯表面的有机物；将除油后的辊芯清洗至洁净状态，把辊芯装入由底模、中模、模芯、上模四部分组成的模具中；然后将装有辊芯的模具放入烘箱中作除水份处理，至彻底烘干后取出辊芯；将取出的辊芯进行涂覆作业，在辊芯的外圆面上涂覆开姆洛克402粘接剂，至12小时后备用；(2)聚氨酯A层制备：按照100份的比例计算，将90份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为 120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入5份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入5份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；(3)碳纤维环套的制备：将碳纤维预浸布按照平铺法进行横向铺层，铺层角度为45°，铺设29层，放入模具中，在平板硫化机上进行硫化成型，硫化机压力设定为75吨，然后加温，在3小时内匀速升温至100℃，再在2小时内匀速升温至180℃，再在3小时内匀速升温至270℃，再在8小时内匀速升温至350℃，恒温8小时后冷却，将成型的碳纤维环套毛坯从模具中取出，加工清洗干净后入烘箱中烘干备用；(4)聚氨酯B层制备：按照100份的比例计算，将90份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入5份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入5份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；(5)将经过步骤(1)处理后的辊芯和聚氨酯A层装入模具中，用模具芯棒对其进行定位；将碳纤维环套装入模具中，用模具的外模对其进行定位；将聚氨酯B层加温至115℃，在热液体状的情况下，通过过滤网直接浇注入辊芯+聚氨酯A层结合体和碳纤维环套之间，2分钟后将其放入真空硫化烘箱中进行硫化作业，时间为12小时；取出碳纤维复合 聚氨酯胶辊的毛坯，进行尺寸加工；在所述步骤(1)中，采用数控卧式车床CAK1626配硬质合金拉毛刀进行拉毛处理；在所述步骤(4)中，采用型号CZ-102的真空泵。
本发明提供一种步骤简单，生产效率高的制备碳纤维复合聚氨酯胶辊的方法，生产出的产品具有耐磨性好，抗撕裂性好，耐热性好，使用寿命长等优点，同时在无缝钢管生产过程中，解决了以前噪音大，造成无缝钢管表面撞伤，钢辊磨损快等问题，采用碳纤维作为耐磨层，其耐磨性是普通45钢的4-5倍，聚氨酯A层和B层赋予了很好的弹性，使无缝钢管能够做到柔性输送，无金属撞击声，降低噪音改善生产环境，无缝钢管表面无撞伤，降低了使用成本，减少设备停车时间，提高了生产效率；新型碳纤维复合聚氨酯胶辊可以直接替代传统钢制托轮，使原来上百公斤重的托轮可以减轻到30公斤左右，极大的降低了更换钢制托轮的劳动强度和难度，同时也达到了减轻设备的重量，降低了设备能源消耗等。
本发明提供了一种发明思路及产品制造方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)辊芯处理：在辊芯外圆进行拉毛处理，使其表面粗糙度达到Ra100，深度为2mm，两波峰或两波谷之间的距离为5mm；将拉毛后的辊芯进行除油处理，采用高效除油剂LST-1010，去除辊芯表面的有机物；将除油后的辊芯清洗至洁净状态，把辊芯装入由底模、中模、模芯、上模四部分组成的模具中；然后将装有辊芯的模具放入烘箱中作除水份处理，至彻底烘干后取出辊芯；将取出的辊芯进行涂覆作业，在辊芯的外圆面上涂覆开姆洛克402粘接剂，至12小时后备用；
(2)聚氨酯A层制备：按照100份的比例计算，将80-90份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入5-10份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入5-10份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；
(3)碳纤维环套的制备：将碳纤维预浸布按照平铺法进行横向铺层，铺层角度为45°，铺设29层，放入模具中，在平板硫化机上进行硫化成型，硫化机压力设定为75吨，然后加温，在3小时内匀速升温至100℃，再在2小时内匀速升温至180℃，再在3小时内匀速升温至270℃，再在8小时内匀速升温至350℃，恒温8小时后冷却，将成型的碳纤维环套毛坯从模具中取出，加工清洗干净后入烘箱中烘干备用；
(4)聚氨酯B层制备：按照100份的比例计算，将80-90份聚氨酯放入反应釜中加温搅拌，直至由固体变成液体，其加温温度为120℃，加温搅拌时间为40分钟；然后加入5-10份炭黑进行填充补偿，温度保持在120℃，搅拌时间10分钟，使液体树脂和炭黑充分融合；最后加入5-10份MDI交联剂，加温搅拌，温度加温至150℃，打开真空泵，抽真空16分钟，再加温搅拌至180℃，打开玻璃真空活塞，进行脱水，脱水时间5分钟；
(5)将经过步骤(1)处理后的辊芯和聚氨酯A层装入模具中，用模具芯棒对其进行定位；将碳纤维环套装入模具中，用模具的外模对其进行定位；将聚氨酯B层加温至100℃-120℃，在热液体状的情况下，通过过滤网直接浇注入辊芯+聚氨酯A层结合体和碳纤维环套之间，2分钟后将其放入真空硫化烘箱中进行硫化作业，时间为12小时；取出碳纤维复合聚氨酯胶辊的毛坯，进行尺寸加工。
2.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，采用数控卧式车床CAK1626配硬质合金拉毛刀进行拉毛处理。
3.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，采用型号CZ-102的真空泵。
4.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，制备聚氨酯A层时，按照100份的比例计算，优选加入90份聚氨酯，5份炭黑和5份MDI。
5.根据权利要求1所述的新型碳纤维复合聚氨酯胶辊的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，制备聚氨酯B层时，按照100份的比例计算，优选加入90份聚氨酯，5份炭黑和5份MDI。
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| CN111941708A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-17 | 马鞍山欧凯新材料科技有限公司 | 一种改进型铝箔分切机碳素辊及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104552707B (zh) | 2017-02-15 |
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