[发明专利]聚氨酯胶辊的卧式生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于橡胶化工技术领域，特别涉及聚氨酯胶辊的卧式生产工艺。

背景技术

目前，随着聚氨酯原料合成、设备更新、工艺技术、应用研究等项目的快速发展，普通橡胶辊有被新型聚氨酯胶辊(主要是浇注型聚氨酯橡胶CPU)所取代的趋势。聚氨酯胶辊的浇注生产工艺不同于普通胶辊的生产工艺，它是液体胶料经精确计量混合注入模具凝结而成。

传统的聚氨酯胶辊的生产工艺包括原料的融化混合、预聚体的合成、辊芯和模具的处理、浇注成型、硫化和车磨加工步骤，其中浇注成型方式均为立式浇注，具体为先将加热后的辊芯直立，并固定在模具底板上进行定位，之后将加热的圆筒形模具套进辊芯上并安装定位于底板上，控制好辊芯与圆筒形模具之间的型腔(浇注胶层厚度)；调试好浇注机及浇注工序进行浇注成型，待胶料固化3～4h后，将成型的聚氨酯胶辊放平，转移放进烤箱加热进行后硫化处理，经冷却脱模车削加工成型可得产品。

整个生产过程中，浇注机固定，模具移动频率较为频繁，容易造成胶层内部出现局部应力集中，从而造成胶辊的物理性能均匀性较差。此外，采用立式浇注方式，虽然成材率高，但存在很多缺陷：(1)上端胶料在重力作用下会收缩外扩，造成胶层与辊芯脱离；(2)基于胶辊重心较高，容易造成胶辊偏心，使得胶辊的平衡性较差；(3)辊芯、模具安装过程中散热较快，温度与胶料温度相差很大，容易造成胶层粘接不牢、脱胶等缺陷，同时环境温度对其影响较大，夏天、冬天尤其严重；(4)后硫化处理工艺需等待固化、放平、进烤箱加热等工序，工序步骤多导致生产连续性差。因此，通过改进胶辊的浇注生产工艺方式来解决以上问题，提高胶辊整体性能已成为当务之急。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺，以提高胶辊的整体物理性能。

本发明大型聚氨酯胶辊的卧式生产工艺包括原料的融化混合、预聚体的合成、胶辊浇注模具的预处理、浇注成型、硫化和车磨加工步骤；其中，胶辊浇注模具的预处理步骤为胶辊浇注模具水平放置并加热至80～85℃；所述浇注成型步骤为温度保持80～85℃的条件下浇注成型。

所述胶辊浇注模具包括辊轴、筒体、端板，所述辊轴通过端板同轴安装于筒体，所 述筒体由水平布置的C型套筒构成，所述C型套筒沿辊轴轴向在其顶部设置有浇注缝，所述端板包括左端板和右端板，所述左端板和右端板分别通过可拆卸连接结构与C型套筒固定连接，由左端板、右端板和C型套筒包围构成浇注成型的行腔。

浇注缝宽度40mm～80mm。浇注过程可以通过浇注缝来回往复浇注、或者通过多个浇注机构同时浇注。

胶辊浇注模具在常温下进行模具同辊芯的安装定位。

所述原料的熔化混合：将100重量份聚酯多元醇(Mn＝1000～1800g/mol)和6～8重量份邻苯二甲酸二酯加热、混匀，于100～140℃、-0.05～-0.2MPa下反应2～4h得到混合液。

聚酯多元醇为蜡状，加热即可熔化，能够与邻苯二甲酸二酯充分混合均匀。

所述邻苯二甲酸二酯为邻苯二甲酸与醇反应得到的酯，可以为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯(DMEP)等。

所述预聚体的合成：将混合液冷却至65～75℃，加入17～34重量份甲苯二异氰酸酯(TDI)，于75～85℃搅拌反应1～3h，之后保持温度在75～85℃，-0.05～-0.2Mpa条件下脱气1～3h得到预聚体。

预聚体的合成在全封闭的带有搅拌器的反应釜中进行。在-0.05～-0.2Mpa条件下发生脱气反应，脱出预聚合反应中产生的气泡。

胶辊浇注模具于80～85℃加热4～6h。

辊芯使用前需采用8～12目的金刚砂对辊芯进行喷砂处理，用溶剂汽油清洗辊芯表面，然后涂刷胶粘剂。

胶辊浇注模具内侧涂刷脱模剂，脱模剂优选为硅脂。

所述浇注为预聚体与融化后的扩链剂按100∶9～14的重量比混合，浇注于胶辊浇注模具中成型。混合时发生扩链反应。

所述扩链剂可以采用次甲基双邻氯苯胺(MOCA)、三羟甲基丙烷(TMP)、三异丙醇胺(TIPA)中的至少一种。

所述硫化为胶辊连同胶辊浇注模具于90～120℃条件下烘烤8～10h；硫化完成后，聚氨酯胶辊冷却。

本发明中所采用的原料聚酯多元醇为通用的、由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成的聚合物。根据产品性能指标的不同，来选择不同羧值、酸值、水分、粘度、密度、色度、分子量等类型的聚酯多元醇。