CN109206586A - 一种聚氨酯阻燃刻槽辊的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯阻燃刻槽辊的制备方法，属于运输辊技术领域。本发明方法制备的聚氨酯阻燃辊阻燃效果好，且耐磨性、抗老化性能、强度等物理性能相对橡胶辊大大提高，从而使运输辊的使用寿命成倍延长，即降低了客户的使用成本又减少了拆装工作量，有利环保；并且本发明制作过程相对简便，制作工艺环节少，同时由于是浇注方式胶辊粘结质量保障性高，在露天及井下恶劣环境条件下，脱胶风险小。

Description

一种聚氨酯阻燃刻槽辊的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯阻燃刻槽辊的制备方法，属于运输辊技术领域。
背景技术
钢铁厂运输铁矿石、钢渣，煤矿企业井下运输煤矿，都需要大量的运输辊，由于很多情况下运输辊都是在露天及井下作业，安全要求非常严格，对运输胶辊的抗静电及阻燃性能要求非常高。目前国内大多数的钢厂及煤矿企业都采用橡胶辊做为输送带运输辊，采用橡胶辊的原因主要是有些橡胶品种本身具有阻燃特性，再辅助添加一些阻燃、抗静电物质，阻燃效果就能达到客户使用要求。但橡胶运输辊仍然存在以下缺陷：1)具有阻燃特性的橡胶原料主要有氯丁、海帕隆，这些橡胶原料的价格相对聚氨酯都要高出2倍以上，因此材料成本相对较高；2)橡胶辊无论在强度、伸长率、耐磨性等物理性能方面都比聚氨酯相差很多(使用周期短)；3)老化速度快，使用寿命短，橡胶在露天及井下环境下老化及抗臭氧性能相对聚氨酯相差很多。
由于橡胶运输辊规格相对较大，轴承、轴承座等转动部件拆卸非常麻烦，并且长期在露天及井下恶劣环境中运转，很多都因为腐蚀无法拆卸。因此我们希望找到能替代橡胶运输辊的新材料，来尽量延长运输辊使用周期，减少重复修复包胶的次数，来减少拆卸安装的繁重工作量。
目前在冷轧线上的张力辊、活套辊等位置都大量使用耐磨性能良好的聚氨酯辊来替代原有的橡胶辊，使用效果非常好，但是在钢厂运输铁矿石、钢渣及煤矿企业井下运输中，运用聚氨酯材料就会存在很大的安全隐患，如何制备适用于露天和井下运输作业的聚氨酯辊，成为相关企业的棘手问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过在聚氨酯原材料中添加阻燃剂和抗静电剂，并通过本发明的制备方法，实现了聚氨酯材料的阻燃性能，并且很好的保留了聚氨酯的耐磨性能。
本发明的第一个目的是提供一种聚氨酯阻燃刻槽辊的制备方法，包括如下步骤：
(1)组份A：将聚酯型聚氨酯预聚体在60～70℃融化6～8h，然后抽真空搅拌1～2h，加入聚酯型聚氨酯预聚体重量2～5％的阻燃剂和2～5％的抗静电剂，继续在60～70℃搅拌0.2～0.5h得到组份A；
(2)组份B：硫化剂加热到110～120℃得到组份B；
(3)将组份A和组份B按照9～11:1的比例进行混合；
(4)将步骤(3)的混合物浇筑到模具中，固化5～10min，然后后硫化、脱模、冷却、车削得到聚氨酯阻燃刻槽辊成品。
在本发明的一种实施方式中，所述的聚酯型聚氨酯预聚体中异氰酸根的质量含量为3.5～4.5％。
在本发明的一种实施方式中，所述的聚酯型聚氨酯预聚体为二异氰酸酯和端羟基聚酯的混合物。
在本发明的一种实施方式中，所述的硫化剂为莫卡(MOCA)。
在本发明的一种实施方式中，所述的阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯或甲基磷酸二甲酯。
在本发明的一种实施方式中，所述的抗静电剂为石墨、碳黑、碳纳米管、金属或金属氧化物。
在本发明的一种实施方式中，所述的抽真空的真空度为-0.01～-0.1MPa。
在本发明的一种实施方式中，所述的后硫化是在110～120℃温度下后硫化10～20h。
在本发明的一种实施方式中，所述模具的温度为110～120℃。
在本发明的一种实施方式中，所述的聚酯型聚氨酯预聚体购自山东诺威聚酯股份有限公司，型号为D3136、DT3136、D3140、D3143或D3145。
在本发明的一种实施方式中，所述的莫卡购自苏州湘园特种精细化工有限公司。
本发明的第二个目的是提供所述方法制备得到的聚氨酯阻燃刻槽辊。
本发明的有益效果是：
本发明方法制备的聚氨酯阻燃辊阻燃效果好，且耐磨性、抗老化性能、强度等物理性能相对橡胶辊大大提高，从而使运输辊的使用寿命成倍延长，即降低了客户的使用成本又减少了拆装工作量，有利环保；并且本发明制作过程相对简便，制作工艺环节少，同时由于是浇注方式胶辊粘结质量保障性高，在露天及井下恶劣环境条件下，脱胶风险小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
按照如下步骤制备聚氨酯阻燃刻槽辊：
(1)组份A：将聚酯型聚氨酯预聚体70℃融化6h，然后在真空度为-0.05MPa状态下搅拌1h，然后加入聚酯型聚氨酯预聚体重量3％的阻燃剂甲基磷酸二甲酯和3％的抗静电剂石墨，继续在70℃搅拌0.3h得到组份A；
(2)组份B：莫卡加热到120℃得到组份B；
(3)将组份A和组份B按照10:1的比例进行混合；
(4)将步骤(3)的混合物浇筑到120℃模具中，固化5min，然后在120℃温度下后硫化10h、脱模、冷却、车削得到聚氨酯阻燃刻槽辊成品。
实施例2
按照如下步骤制备聚氨酯阻燃刻槽辊：
(1)组份A：将聚酯型聚氨酯预聚体在60℃融化8h，然后在真空度为-0.01MPa状态下搅拌2h，然后加入聚酯型聚氨酯预聚体重量5％的阻燃剂甲基磷酸二甲酯和5％的抗静电剂石墨，继续在60℃搅拌0.5h得到组份A；
(2)组份B：莫卡加热到110℃得到组份B；
(3)将组份A和组份B按照9:1的比例进行混合；
(4)将步骤(3)的混合物浇筑到110℃模具中，固化10min，然后在110℃温度下后硫化20h、脱模、冷却、车削得到聚氨酯阻燃刻槽辊成品。
实施例3
按照如下步骤制备聚氨酯阻燃刻槽辊：
(1)组份A：将聚酯型聚氨酯预聚体在70℃融化7h，然后在真空度为-0.1MPa状态下搅拌1.5h，然后加入聚酯型聚氨酯预聚体重量2％的阻燃剂甲基磷酸二甲酯和2％的抗静电剂石墨，继续在70℃搅拌0.4h得到组份A；
(2)组份B：莫卡加热到120℃得到组份B；
(3)将组份A和组份B按照11:1的比例进行混合；
(4)将步骤(3)的混合物浇筑到120℃模具中，固化8min，然后在120℃温度下后硫化15h、脱模、冷却、车削得到聚氨酯阻燃刻槽辊成品。
对比例1
与实施例1基本保持一致，只是在步骤(1)中，阻燃剂和抗静电剂是与聚酯型聚氨酯预聚体一起加入到反应体系中的。
对比例2
与实施例1基本保持一致，只是在步骤(1)中，阻燃剂和抗静电剂加入到体系中只搅拌了5min就将组份A与组份B进行了混合。
对实施例1～3及对比例1、2的成品进行燃烧性能测试，结果如表1所示：
表1燃烧性能测试实验结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 备注
烟密度/SDR 25.4 21.5 27.8 78.3 47.5 GB/T8627
氧指数 32.5 33.6 32.7 23.5 25.6 GB/T2406
阻燃等级 B1 B1 B1 B3 B3
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种聚氨酯阻燃刻槽辊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)组份A：将聚酯型聚氨酯预聚体在60～70℃融化6～8h，然后抽真空搅拌1～2h，加入聚酯型聚氨酯预聚体重量2～5％的阻燃剂和2～5％的抗静电剂，继续在60～70℃搅拌0.2～0.5h得到组份A；
(2)组份B：硫化剂加热到110～120℃得到组份B；
(3)将组份A和组份B按照9～11:1的比例进行混合；
(4)将步骤(3)的混合物浇筑到模具中，固化5～10min，然后后硫化、脱模、冷却、车削得到聚氨酯阻燃刻槽辊成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚酯型聚氨酯预聚体中异氰酸根的质量含量为3.5～4.5％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚酯型聚氨酯预聚体为二异氰酸酯和端羟基聚酯的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硫化剂为莫卡。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯或甲基磷酸二甲酯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的抗静电剂为石墨、碳黑、碳纳米管、金属或金属氧化物。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的抽真空的真空度为-0.01～-0.1MPa。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的后硫化是在110～120℃温度下后硫化10～20h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模具的温度为110～120℃。
10.权利要求1～9任一项所述的方法制备得到的聚氨酯阻燃刻槽辊。
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