CN109294213A - 无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带及其制备方法 - Google Patents
无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带及其制备方法,制备方法包括以下步骤(1)甲组分制备:多元醇15~90份,加热熔化后加入0.1‑10份无机粒子,搅拌均匀,在惰性气氛下或抽真空除水状态下,加入20~100份异氰酸酯于60‑115℃反应1~9小时,降温后密闭充氮保存;(2)乙组分由扩链剂1~15份,偶联剂0~10份,润湿剂0.1~10份,植物油基多元醇1~20份真空脱水后,加入催化剂0.1~5份共混均匀而成。该双组分聚氨酯胶浸渍基布,用压辊将多余的胶液压掉,在60‑110℃保持1‑10min,表面烘干,待胶层完全固化后,背面打磨,再收卷,制备得到聚氨酯物流输送带。与现有技术相比,本发明输送带耐低温性,耐磨性优异,工艺简单,环保,生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种输送带,尤其是涉及一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带及其制备方法。
背景技术
近年来,中国电子商务发展迅速,对物流配送的需求量也与日俱增,物流输送带是必备要素,传统的物流输送带主要采用浸渍PVC工艺制备,存在磨损磨耗、耐低温性能较差的缺点,导致在长时间运转挤压下变形较快,传送效率变低,使用寿命低,特别在寒冷的冬季,经常需要更换,因此,提高物流输送带耐磨和耐低温性能是业内所需。
双组分聚氨酯(PU)胶粘剂包括各含–NCO与-OH的两组分,两组分混合后,进行扩链、交联反应,快速形成强有力的粘合层,粘接强度大;同时可以通过催化剂来调节固化速度,使得初粘性好;而且,固化后的聚氨酯耐低温性能好,柔韧度高,耐磨性优异。无溶剂类双组分聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂,显示出独特的优势:(1)无溶剂挥发,使用时安全且环保;(2)不需烘道除去溶剂,节能减排;(3)两组分的分子量一般都较低,在未固化之前胶粘剂的初始粘度较低,流动性较好,易于生产加工,生产效率高。
众所周知,无机粒子的填充改性不仅能提高聚合物的硬度、刚度、模量、冲击韧性和热变形温度,还能降低成本。聚合物复合材料的强度和韧性主要受填料粒子的粒径、形状、以及基体与粒子间的界面粘结强度的影响,气相二氧化硅,空心玻璃微珠等无机粒子可提高聚合物强度、耐磨性和抗老化性。
专利CN 105668121 A公开了一种聚氨酯物流输送带及其制备方法,所述输送带包括中间骨架织物层,浸渍在中间骨架织物层中的聚氨酯胶以及耐磨热塑性聚氨酯弹性体膜表层,聚酯纤维基布经浸渍固形物含量为15%~45%的聚氨酯胶液,缺点是大量有机溶剂的挥发,不利于环保,同时造成能源浪费;聚氨酯固形物含量太少,聚酯纤维基布涂层的性能较差。
专利CN 104891095 A公开了一种湿气固化反应型聚氨酯热熔胶(PUR)物流输送带,包括中间骨架织物层以及浸渍在中间骨架织物层上下表面的PUR涂层,PUR的数均分子量为1000-8000,在110-120℃条件下,粘度<20000cP·s,该工艺的不足是PUR在湿气固化条件下其固化速度非常慢,会造成涂层表干时间太长,3-5天后才能形成最终高强度,导致该物流输送带在生产时收卷慢,影响生产效率;另一方面,PUR要达到较好的力学性能,其分子量一般较大,粘度高,工艺不好操作。
因此,开发一种工艺简单,环保,生产效率高,且耐磨性和耐低温优异的新型聚氨酯物流输送带,将会带来很好的经济效益和社会效益。与PUR相比,双组份无溶剂型聚氨酯胶的固化速度具有明显优势,可通过添加催化剂来提高,使得生产效率大大提高;两组分混合后,粘度较低,操作工艺更为简单,目前尚未找到相关的双组份无溶剂型聚氨酯胶应用于物流输送带的专利报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环保、耐磨性和耐低温性能优异、工艺简单、效率高的无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,该输送带由无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂浸渍基布得到,所述的无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂包括甲组份和乙组分;
所述的甲组份包括以下重量份的组分:
多元醇 15~90份;
无机粒子 0.1-10份;
异氰酸酯 20~100份;
所述的乙组分包括以下重量份的组分:
扩链剂 1~15份,
偶联剂 0~10份,
润湿剂 0.1~10份,
植物油基多元醇 1~20份
催化剂 0.1~5份;
甲组分与乙组分按官能团摩尔比NCO/OH=0.8~2:1。
所述的多元醇为己二酸类聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇、聚几内酯多元醇、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或两种以上的任意组合;所述多元醇的分子量为1000~5000,平均官能度为2~3。
所述的无机粒子为硅烷偶联剂改性的气相二氧化硅或空心玻璃微珠。
所述的异氰酸酯为二苯基亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上的任意组合。
所述的扩链剂为1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或两种以上的任意组合。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂;
所述的润湿剂为阴离子表面活性剂,优选为十二烷基苯磺酸钠;
所述的催化剂为有机铋催化剂,优选为新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋中的一种或两种以上的任意组合;
所述的植物油基多元醇为蓖麻油基多元醇、大豆油基多元醇的一种或两种以上的任意组合。
所述的输送带的厚度为3-5mm,该输送带胶层表面邵氏硬度为78-92A。
一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)甲组分与乙组分按官能团摩尔比NCO/OH=0.8~2:1,在熔化后温度控制60-110℃,由计量泵按配比要求打出,并混合均匀获得新型双组分聚氨酯胶,粘度为1000-6000cP.s;
(2)双经轴编织而成的聚酯纤维基布进行预定型处理,温度控制为100-120℃,张力控制为1400-2200N,机器走速控制为1-6M/min;
(3)将定型后的聚酯纤维基布充分浸渍在步骤(1)制得的新型双组分聚氨酯胶中,浸渍完成后,将聚酯纤维基布用压辊将多余的胶液压掉;
(4)将步骤(3)中浸渍有新型双组分聚氨酯胶的聚酯纤维基布置于双辊挤压机中,重复挤压2~3次,使胶液充分挤压进聚酯纤维基布中,胶液用量1000-2000g/m2;
(5)将步骤(4)浸渍的聚酯纤维基布在60-110℃保持1-10min,表面烘干,收卷;
(6)1-2天待新型双组分聚氨酯胶完全固化后,背面打磨,再收卷,制得聚氨酯物流输送带。
步骤(1)所述的甲组份通过以下方法制得:多元醇15~90份,加热熔化后加入0.1-10份无机粒子,搅拌均匀,在惰性气氛下或抽真空除水状态下,加入20~100份异氰酸酯于60-115℃反应1~9小时,降温后密闭充氮保存;
所述的乙组分通过以下方法制得:将扩链剂1~15份,偶联剂0~10份,润湿剂0.1~10份,植物油基多元醇1~20份真空脱水后,加入催化剂0.1~5份共混均匀而成。
所述的物流输送带为开口输送带,接头为钢扣接头。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)双组份无溶剂型聚氨酯胶的固化速度可通过添加催化剂来调节,使得生产效率大大提高;本发明选择有机铋为催化剂,具有成本较低和低毒性等优点,与传统有机锡催化剂相比,其诱导期短,粘度逐渐增加,对-NCO/-OH的选择催化更好;同时添加植物油基多元醇,是可再生资源,成本低,耐水性和热稳定性好;
(2)双组份无溶剂型聚氨酯的甲组分预聚后分子量较低,乙组分添加植物油基多元醇具有润滑作用,两组分混合后粘度较低,制备物流输送带的浸渍操作工艺简单;而后两组分混合进行扩链反应,获得较大分子量的聚氨酯胶,从而大大提高粘结强度;
(3)通过添加无机粒子气相二氧化硅,空心玻璃微珠,与双组份无溶剂型聚氨酯复合,物流输送带的耐磨性好;
(4)本发明聚氨酯耐低温性,耐磨性优异,制备得到的物流输送带性能大为改善,可在低温环境下长期使用(可在-40℃的低温下输送3个月以上),确保传送效率,提高使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:
(1)双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂的制备
分子量1000的己二酸乙二醇酯二醇15份,气相二氧化硅0.1份真空脱水后,在氮气氛下,加入100份二苯基亚甲基二异氰酸酯在60℃反应9小时,取样分析NCO%含量达到设定值(12%)后,降温后密闭充氮保存,得到含-NCO的甲组分(记为甲-1);
由1,6-己二醇1份,硅烷偶联剂(KH560)1份,十二烷基苯磺酸钠0.1份,环氧大豆油1份真空脱水后,加入0.1份新癸酸铋共混均匀而成,得到乙组分(记为乙-1);
(2)新型无溶剂双组分聚氨酯用于物流输送带的制备
①本发明技术方案中所述的甲-1与乙-1按官能团摩尔比NCO/OH=0.8:1,在熔化后温度控制60℃,由计量泵按配比要求打出,并混合均匀获得新型双组分聚氨酯胶,粘度为1000cP.s;
②双经轴编织而成的聚酯纤维基布进行预定型处理,温度控制为100℃,张力控制为1400N,机器走速控制为1M/min;
③将定型后的聚酯纤维基布充分浸渍在步骤①制得的新型双组分聚氨酯胶中,浸渍完成后,将聚酯纤维基布用压辊将多余的胶液压掉;
④将步骤3中浸渍有新型双组分聚氨酯胶的聚酯纤维基布置于双辊挤压机中,重复挤压2次,使胶液充分挤压进聚酯纤维基布中,胶液用量1000g/m2;
⑤将步骤4浸渍的聚酯纤维基布在60℃保持10min,表面烘干,收卷;
⑥待新型双组分聚氨酯胶完全固化后,背面打磨,再收卷,制得聚氨酯物流输送带;
⑦物流输送带厚度为4.0mm,表面邵氏硬度为78A,接头为钢扣接头;
实施例2:
(1)双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂的制备
分子量2000的四氢呋喃醚二醇60份,气相二氧化硅2份真空脱水后,在抽真空状态下,加入40份多亚甲基多苯基异氰酸酯在80℃反应3小时,取样分析NCO%含量达到设定值(8%)后,降温后密闭冲氮保存,得到含-NCO的甲组分(记为甲-2);
由1,4-丁二醇3份,硅烷偶联剂(KH550)2份,十二烷基苯磺酸钠0.8份,蓖麻油5份真空脱水后,加入0.15份新癸酸铋共混均匀而成,得到乙组分(记为乙-2);
(2)新型无溶剂双组分聚氨酯用于物流输送带的制备
①本发明技术方案中所述的甲-2于乙-2按官能团摩尔比NCO/OH=1.2,在熔化后温度控制80℃,由计量泵按配比要求打出,并混合均匀获得新型双组分聚氨酯胶,粘度为2000cP.s;
②双经轴编织而成的聚酯纤维基布进行预定型处理,温度控制为100℃,张力控制为1400N,机器走速控制为3M/min;
③将定型后的聚酯纤维基布充分浸渍在步骤①制得的新型双组分聚氨酯胶中,浸渍完成后,将聚酯纤维基布用压辊将多余的胶液压掉;
④将步骤3中浸渍有新型双组分聚氨酯胶的聚酯纤维基布置于双辊挤压机中,重复挤压3次,使胶液充分挤压进聚酯纤维基布中,胶液用量1000g/m2;
⑤将步骤4浸渍的聚酯纤维基布在80℃保持5min,表面烘干,收卷;
⑥2天待新型双组分聚氨酯胶完全固化后,背面打磨,再收卷,制得聚氨酯物流输送带;
⑦物流输送带厚度为4.0mm,表面邵氏硬度为80A,接头为钢扣接头;
实施例3:
(1)双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂的制备
分子量3000的聚碳酸酯二醇80份,气相二氧化硅3份真空脱水后,在氮气氛下,加入35份多亚甲基多苯基异氰酸酯在80℃反应3小时,取样分析NCO%含量达到设定值(5%)后,降温后密闭充氮保存,得到含-NCO的甲组分(记为甲-3);
由1,4-丁二醇3份,硅烷偶联剂(KH550)3份,十二烷基苯磺酸钠1份,蓖麻油6份真空脱水后,加入0.18份月桂酸铋共混均匀而成,得到乙组分(记为乙-3);
(2)新型无溶剂双组分聚氨酯用于物流输送带的制备
①本发明技术方案中所述的甲-3于乙-3按官能团摩尔比NCO/OH=1.2,在熔化后温度控制85℃,由计量泵按配比要求打出,并混合均匀获得新型双组分聚氨酯胶,粘度为3000cP.s;
②双经轴编织而成的聚酯纤维基布进行预定型处理后,温度控制为100℃,张力控制为1400N,机器走速控制为4M/min;
③将定型后的聚酯纤维基布充分浸渍在步骤①制得的新型双组分聚氨酯胶中,浸渍完成后,将聚酯纤维基布用压辊将多余的胶液压掉;
④将步骤3中浸渍有新型双组分聚氨酯胶的聚酯纤维基布置于双辊挤压机中,重复挤压3次,使胶液充分挤压进聚酯纤维基布中,胶液用量1500g/m2;
⑤将步骤4浸渍的聚酯纤维基布在85℃保持3min,表面烘干,收卷;
⑥2天待新型双组分聚氨酯胶完全固化后,背面打磨,再收卷,制得聚氨酯物流输送带;
⑦物流输送带厚度为4.0mm,表面邵氏硬度为85A,接头为钢扣接头;
实施例4:
(1)双组份无溶剂型聚氨酯胶粘剂的制备
分子量5000的聚己内酯二醇90份,空心玻璃微珠10份真空脱水后,在氮气氛下,加入20份多亚甲基多苯基异氰酸酯在115℃反应1小时,取样分析NCO%含量达到设定值(3%)后,降温后密闭充氮保存,得到含-NCO的甲组分(记为甲-4);
由1,4-丁二醇15份,钛酸酯偶联剂10份,十二烷基苯磺酸钠10份,蓖麻油20份真空脱水后,加入5份月桂酸铋共混均匀而成,得到乙组分(记为乙-4);
(2)新型无溶剂双组分聚氨酯用于物流输送带的制备
①本发明技术方案中所述的甲-4于乙-4按官能团摩尔比NCO/OH=2,在熔化后温度控制110℃,由计量泵按配比要求打出,并混合均匀获得新型双组分聚氨酯胶,粘度为5000cP.s;
②双经轴编织而成的聚酯纤维基布进行预定型处理后,温度控制为100℃,张力控制为1400N,机器走速控制为6M/min;
③将定型后的聚酯纤维基布充分浸渍在步骤①制得的新型双组分聚氨酯胶中,浸渍完成后,将聚酯纤维基布用压辊将多余的胶液压掉;
④将步骤3中浸渍有新型双组分聚氨酯胶的聚酯纤维基布置于双辊挤压机中,重复挤压3次,使胶液充分挤压进聚酯纤维基布中,胶液用量2000g/m2;
⑤将步骤4浸渍的聚酯纤维基布在110℃保持1min,表面烘干,收卷;
⑥1天后待新型双组分聚氨酯胶完全固化后,背面打磨,再收卷,制得聚氨酯物流输送带;
⑦物流输送带厚度为5.0mm,表面邵氏硬度为92A,接头为钢扣接头;
表1:物流输送带性能
表中对比例为公司现有浸渍PVC工艺制备的物流输送带产品,可以看出,本发明输送带耐磨性好、拉伸强度和接头强度高。
Claims (10)
1.一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,该输送带由无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂浸渍基布得到,所述的无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂包括甲组份和乙组分;
所述的甲组份包括以下重量份的组分:
多元醇15~90份;
无机粒子0.1-10份;
异氰酸酯20~100份;
所述的乙组分包括以下重量份的组分:
扩链剂1~15份,
偶联剂0~10份,
润湿剂0.1~10份,
植物油基多元醇1~20份
催化剂0.1~5份;
甲组分与乙组分按官能团摩尔比NCO/OH=0.8~2:1。
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,所述的多元醇为己二酸类聚酯多元醇、苯酐聚酯多元醇、聚几内酯多元醇、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或两种以上的任意组合;所述多元醇的分子量为1000~5000,平均官能度为2~3。
3.根据权利要求1所述的一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,所述的无机粒子为硅烷偶联剂改性的气相二氧化硅或空心玻璃微珠。
4.根据权利要求1所述的一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,所述的异氰酸酯为二苯基亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上的任意组合。
5.根据权利要求1所述的一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,所述的扩链剂为1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或两种以上的任意组合。
6.根据权利要求1所述的一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂;
所述的润湿剂为阴离子表面活性剂,优选为十二烷基苯磺酸钠;
所述的催化剂为有机铋催化剂,优选为新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋中的一种或两种以上的任意组合;
所述的植物油基多元醇为蓖麻油基多元醇、大豆油基多元醇的一种或两种以上的任意组合。
7.根据权利要求1所述的一种无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带,其特征在于,所述的输送带的厚度为3-5mm,该输送带胶层表面邵氏硬度为78-92A。
8.一种如权利要求1所述的无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)甲组分与乙组分按官能团摩尔比NCO/OH=0.8~2:1,在熔化后温度控制60-110℃,由计量泵按配比要求打出,并混合均匀获得新型双组分聚氨酯胶,粘度为1000-6000cP.s;
(2)双经轴编织而成的聚酯纤维基布进行预定型处理,温度控制为100-120℃,张力控制为1400-2200N,机器走速控制为1-6M/min;
(3)将定型后的聚酯纤维基布充分浸渍在步骤(1)制得的新型双组分聚氨酯胶中,浸渍完成后,将聚酯纤维基布用压辊将多余的胶液压掉;
(4)将步骤(3)中浸渍有新型双组分聚氨酯胶的聚酯纤维基布置于双辊挤压机中,重复挤压2~3次,使胶液充分挤压进聚酯纤维基布中,胶液用量1000-2000g/m2;
(5)将步骤(4)浸渍的聚酯纤维基布在60-110℃保持1-10min,表面烘干,收卷;
(6)1-2天待新型双组分聚氨酯胶完全固化后,背面打磨,再收卷,制得聚氨酯物流输送带。
9.根据权利要求8所述的无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的甲组份通过以下方法制得:多元醇15~90份,加热熔化后加入0.1-10份无机粒子,搅拌均匀,在惰性气氛下或抽真空除水状态下,加入20~100份异氰酸酯于60-115℃反应1~9小时,降温后密闭充氮保存;
所述的乙组分通过以下方法制得:将扩链剂1~15份,偶联剂0~10份,润湿剂0.1~10份,植物油基多元醇1~20份真空脱水后,加入催化剂0.1~5份共混均匀而成。
10.根据权利要求8所述的无溶剂双组分聚氨酯胶浸渍基布制备输送带的制备方法,其特征在于,所述的物流输送带为开口输送带,接头为钢扣接头。
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