專利名稱：一種高速聚氨酯造紙膠輥及其制造方法與應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于聚氨酯膠輥制造領域，具體涉及一種適合在高速條件下使用的聚氨酯造紙膠輥及其制造方法與應用。
背景技術：
聚氨酯彈性體由于具有硬度高、力學性能好、彈性高、耐磨性能好、承載能力大等特點，廣泛應用于輪胎、膠輥等高負載的場合。但聚氨酯通常內(nèi)生熱較大，在高速條件下，內(nèi)生熱使制品內(nèi)部溫度較大，導致材料被破壞。對高速造紙膠輥而言，很容易發(fā)生聚氨酯和金屬輥芯的脫離，以及聚氨酯材料的局部熔融，從而使整根膠輥失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種適合在高速高負載條件下使用的、壽命長的聚氨酯造紙膠輥。本發(fā)明的另一目的在于提供上述造紙膠輥的制造方法。本發(fā)明的再一目的在于提供上述造紙膠輥的用途。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)—種高速聚氨酯造紙膠輥，是由起支撐和傳遞力作用的金屬輥芯和直接粘合在金屬輥芯上的聚氨酯所組成，所使用的聚氨酯具有動態(tài)性能好、內(nèi)生熱小的特性；所述聚氨酯與金屬輥芯通過膠粘劑粘結；所述的膠粘劑由以下方法配制得到在40-50重量份的混合溶劑中加入50-60重量份的樹脂型膠粘劑，攪拌混合均勻即得；所述的混合溶劑由以下體積百分比的成分組成異丙醇0-40%乙酸乙酯0-40%甲乙酮0-50%三氯乙烯0-40%。上述的高速聚氨酯造紙膠輥的制備方法，包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理將金屬輥芯表面進行拋砂、除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂膠粘劑，20-30°C下停放0. 5-1小時，烘干，即可用于澆注；步驟(1)所述的烘干是在120°C下烘0. 5-1小時；(2)制備聚氨酯預聚體A、有模澆注工藝用聚氨酯預聚體取100重量份聚四氫呋喃二醇，加熱至110_130°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至60-75°C，然后加入69. 8-112重量份異氰酸酯，升溫至78_92°C，反應2 小時；將混合物短程蒸餾以去除未反應的異氰酸酯單體，至混合物中游離異氰酸酯單體的百分含量低于0. 2%，即得到有模澆注工藝用聚氨酯預聚體；所述聚四氫呋喃二醇的分子量為1000-2000 ；所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或?qū)Ρ蕉惽杷狨ィ籅、無模澆注工藝用聚氨酯預聚體取100重量份聚四氫呋喃二醇，加熱至110_130°C，抽真空至余壓小于500Pa， 脫除水分2小時，降溫至60-70°C，然后加入200重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，升溫至 78-82°C，反應2小時；將混合物短程蒸餾以去除未反應的異氰酸酯單體，至混合物中游離異氰酸酯單體的百分含量低于0. 6%，得到無模澆注工藝用聚氨酯預聚體；所述聚四氫呋喃二醇的分子量為1000-2000 ；(3)造紙膠輥的制備A、采用有模澆注工藝制備3. 1 備料將步驟( 的有模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至澆注機A罐中，加熱至78_102°C， 抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15-20分鐘；將擴鏈劑移至澆注機B罐中；按擴鏈系數(shù) 0. 85-0. 98調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；若擴鏈系數(shù)為0. 85-0. 95，則擴鏈劑選擇低分子二元胺，優(yōu)選3，5_ 二甲硫基甲苯二胺或3，3' 二氯_4，4' -二氨基二苯甲烷；若擴鏈系數(shù)為0. 95-0. 98，則擴鏈劑選擇低分子二元醇，優(yōu)選1，4_ 丁二醇或氫醌-雙(β-羥乙基)醚；3. 2 澆注將步驟(1)的金屬輥芯放在預熱至110_135°C的膠輥模具中，開動澆注機進行澆注，澆注完后在110-135 保溫30-80分鐘后出模，烘干，即制得成品聚氨酯造紙膠輥；所述烘干是在110_130°C下烘焙15-20小時；B、采用無模澆注工藝制備3. 1 備料將步驟( 制備的無模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至澆注噴涂機A罐中，加熱至53-57°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡30分鐘；將擴鏈劑移至B罐中；按擴鏈系數(shù) 0. 85-0. 95調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；所述的擴鏈劑為低分子二元胺，優(yōu)選3，5_ 二甲硫基甲苯二胺或二乙基甲苯二胺；3. 2 澆注將步驟(1)的金屬輥芯固定到旋轉(zhuǎn)澆注床上，啟動輥芯旋轉(zhuǎn)裝置使輥芯旋轉(zhuǎn)，然后開動澆注噴涂機進行噴涂，噴涂完后拆下膠輥，進行車削、磨光，即制得成品聚氨酯造紙膠輥。上述的高速聚氨酯造紙膠輥可以應用于造紙領域。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果1.本發(fā)明的聚氨酯與金屬輥芯采用樹脂型膠粘劑粘合，粘合強度高，不會產(chǎn)生聚氨酯與輥芯的脫層現(xiàn)象，膠輥結實耐用，使用壽命長。2.本發(fā)明的聚氨酯動態(tài)性能好，內(nèi)生熱小，在高速高負荷下不會因內(nèi)部溫度過高而造成膠輥的破壞。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1一種高速聚氨酯造紙膠輥，通過有模澆注工藝制備，具體包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理1. 1膠粘劑的配制取60重量份的CILBOND 48C (英國西邦化工)，加入到40重量份的混合溶劑中，攪拌混合均勻，得到膠粘劑?；旌先軇┯僧惐肌⒁宜嵋阴?、甲乙酮組成，體積百分含量分別為 30%、40%禾口 30% ；1. 2輥芯表面處理工藝將金屬輥芯表面進行拋砂，再用乙酸乙酯對表面進行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟1. 1的膠粘劑，30°c下停放0. 5小時，再于120°C烘箱中烘1小時，即可用于澆注；(2)聚氨酯預聚體體系的制備稱取平均分子量為1000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至 120士 10°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至65士5°C后，投入甲苯二異氰酸酯104. 8重量份，逐步升溫至80士2°C，反應2小時。然后將反應混合物轉(zhuǎn)移到短程蒸餾設備中，去除未反應的甲苯二異氰酸酯單體，即得到聚氨酯預聚體，測異氰酸根含量約為 6. 25%，游離甲苯二異氰酸酯單體含量小于0.2% ；(3)造紙膠輥的制備3. 1 備料將步驟O)的有模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機的A罐中， 加熱至85 士 5°C，抽真空至余壓小于500pa，脫泡15分鐘后備用，將擴鏈劑3，5- 二甲硫基甲苯二胺放在B罐中；按擴鏈系數(shù)0. 85調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；每100重量份聚氨酯預聚體所需擴鏈劑的重量份數(shù)為B = O. 0625 X 2. 55 X 0. 85 X 100 其中，0. 0625為聚氨酯預聚體中異氰酸根含量6.25%，2. 55為擴鏈劑采用3，5_二甲硫基甲苯二胺時的常數(shù)，0. 85為擴鏈系數(shù)；3. 2 澆注將按步驟(1)的金屬輥芯放在預熱至110°C的膠輥模具中，開動澆注機進行澆注， 澆注完后在110°c保溫60分鐘后出模，將已脫模的膠輥放入110°C烘箱或烘道中后處理16 小時，即制得成品。實施例2一種高速聚氨酯造紙膠輥，通過有模澆注工藝制備，具體包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理1. 1膠粘劑的配制取50重量份的開姆洛克218 (美國洛德公司)，加入到50重量份的混合溶劑中，攪拌混合均勻?；旌先軇┯僧惐肌⒓滓彝?、三氯乙烯組成，體積百分含量分別為20%、50%和30% ；1. 2輥芯表面處理工藝將金屬輥芯表面進行拋砂，再用乙酸乙酯對表面進行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟1. 1配制的膠粘劑，25°c下停放40分鐘，再于120°C烘箱中烘30分鐘，即可用于澆注；(2)聚氨酯預聚體體系的制備稱取平均分子量為2000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至 120士 10°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至65士5°C后，投入甲苯二異氰酸酯69. 8重量份，逐步升溫至80士2°C，反應2小時。然后將反應混合物轉(zhuǎn)移到短程蒸餾設備中，去除未反應的甲苯二異氰酸酯單體，即得到聚氨酯預聚體，測異氰酸根含量約為 3.5%，游離甲苯二異氰酸酯單體含量小于0.2% ；(3)造紙膠輥的制備3. 1 備料將步驟O)的有模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機的A罐中， 加熱至80士2°C，抽真空至余壓小于500pa，脫泡20分鐘后備用，將擴鏈劑3，3' 二氯-4， 4' - 二氨基二苯甲烷放在B罐中；按擴鏈系數(shù)0. 9調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；每100重量份聚氨酯預聚體所需擴鏈劑的重量份數(shù)為B = O. 035X3. 18X0. 9X100其中，0. 035為聚氨酯預聚體中異氰酸根含量3. 5 %，3. 18為擴鏈劑采用3，3 ‘ 二氯_4，4' - 二氨基二苯甲烷時的常數(shù)，0.9為擴鏈系數(shù)；3. 2 澆注將步驟(1)的輥芯放在預熱至110°C的膠輥模具中，開動澆注機進行澆注，澆注完后在110°C保溫80分鐘后出模，將已脫模的膠輥放入110°C烘箱或烘道中后處理15小時， 即制得成品聚氨酯造紙膠輥。實施例3一種高速聚氨酯造紙膠輥，通過有模澆注工藝制備，具體包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理1. 1膠粘劑的配制取55重量份的ThiXon422 (陶氏化學)，加入到45重量份的混合溶劑中，攪拌混合均勻?；旌先軇┯僧惐肌⒁宜嵋阴?、三氯乙烯組成，體積百分含量分別為40^^30^^30%;1. 2輥芯表面處理工藝將輥芯表面進行拋砂，再用乙酸乙酯對表面進行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟1. 1配制的膠粘劑，20°c下停放1小時，再于120°C烘箱中烘45分鐘，即可用于澆注；(2)聚氨酯預聚體體系的制備稱取平均分子量為1000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至 120士 10°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至70士5°C后，投入對苯二異氰酸酯112重量份，逐步升溫至90 士 2°C，反應2小時。然后將反應混合物轉(zhuǎn)移到短程蒸餾設備中，去除未反應的對苯二異氰酸酯單體，即得到聚氨酯預聚體，測異氰酸根含量約為6. 3%，
7游離對苯二異氰酸酯單體含量小于0.2% ；(3)造紙膠輥的制備3. 1 備料將步驟O)的有模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機的A罐中， 加熱至100士2°C，抽真空至余壓小于500pa，脫泡20分鐘后備用，將擴鏈劑1，4_ 丁二醇放在B罐中；按擴鏈系數(shù)0. 95調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；每100重量份聚氨酯預聚體所需擴鏈劑的重量份數(shù)為B = O. 063X1. 07X0. 95X100其中，0. 063為聚氨酯預聚體中異氰酸根含量6. 3%，1. 07為擴鏈劑采用1，4_丁二醇時的常數(shù)，0. 95為擴鏈系數(shù)；3. 2 澆注將步驟(1)的輥芯放在預熱至130°C的膠輥模具中，開動澆注機進行澆注，澆注完后在130°C保溫30分鐘后出模，將已脫模的膠輥放入130°C烘箱或烘道中后處理20小時， 即制得成品聚氨酯造紙膠輥。實施例4一種高速聚氨酯造紙膠輥，通過有模澆注工藝制備，具體包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理1. 1膠粘劑的配制取55重量份的Tyrite 7617(美國洛德公司)，加入到45重量份的混合溶劑中， 攪拌混合均勻。混合溶劑由乙酸乙酯、甲乙酮、三氯乙烯組成，體積百分含量分別為35%、 25%,40% ；1.2輥芯表面處理工藝將金屬輥芯表面進行拋砂，再用乙酸乙酯對表面進行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟1. 1配制的膠粘劑，20°c下停放1小時，再于120°C烘箱中烘45分鐘，即可用于澆注；(2)聚氨酯預聚體體系的制備稱取平均分子量為2000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至 120士 10°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至70士5°C后，投入對苯二異氰酸酯80重量份，逐步升溫至90士2°C，反應2小時。然后將反應混合物轉(zhuǎn)移到短程蒸餾設備中，去除未反應的對苯二異氰酸酯單體，即得到聚氨酯預聚體，測異氰酸根含量約為3. 5%， 游離對苯二異氰酸酯單體含量小于0.2% ；(3)造紙膠輥的制備3. 1 備料將步驟O)的有模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注機的A罐中， 加熱至100 士 2°C，抽真空至余壓小于500pa，脫泡20分鐘后備用，將擴鏈劑氫醌-雙(β -羥乙基)醚放在B罐中；按擴鏈系數(shù)0. 98調(diào)整聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；每100重量份聚氨酯預聚體所需擴鏈劑的重量份數(shù)為B = O. 035X2. 36X0. 98X100其中，0. 035為聚氨酯預聚體中異氰酸根含量3. 5%，2. 36為擴鏈劑采用氫醌-雙(β -羥乙基)醚時的常數(shù)，0. 98為擴鏈系數(shù)；3. 2 澆注將步驟(1)的輥芯放在預熱至135°C的膠輥模具中，開動澆注機進行澆注，澆注完后在135°C保溫30分鐘后出模，將已脫模的膠輥放入130°C烘箱或烘道中后處理20小時， 即制得成品聚氨酯造紙膠輥。實施例5一種高速聚氨酯造紙膠輥，通過無模澆注工藝制備，具體包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理1. 1膠粘劑的配制取60重量份的開姆洛克213(美國洛德公司)，加入到40重量份的混合溶劑中， 攪拌混合均勻。混合溶劑由異丙醇、乙酸乙酯、甲乙酮、三氯乙烯組成，體積百分含量分別為 20%、25%、20%和 35% ；1.2輥芯表面處理工藝將金屬輥芯表面進行拋砂，再用乙酸乙酯對表面進行除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂步驟1. 1配制的膠粘劑，25°c下停放45分鐘，再于120°C烘箱中烘45分鐘，即可用于澆注；(2)聚氨酯預聚體體系的制備稱取平均分子量為1000的聚四氫呋喃二醇100重量份，投入反應釜中，加熱至 120士 10°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分2小時，降溫至65士5°C后，投入二苯基甲烷二異氰酸酯200重量份，逐步升溫至80士2°C，反應2小時。然后將反應混合物轉(zhuǎn)移到短程蒸餾設備中，去除未反應的二苯基甲烷二異氰酸酯單體，即得到聚氨酯預聚體，測異氰酸根含量約為5. 8%，游離二苯基甲烷二異氰酸酯單體含量小于0. 6%，凝膠時間控制在8 15s0(3)造紙膠輥的制備3.1 備料將步驟O)的無模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至聚氨酯彈性體澆注噴涂機A罐中，加熱至55 士 2°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡30分鐘，將擴鏈劑二乙基甲苯二胺移至 B罐中，按擴鏈系數(shù)0. 90調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；每100重量份聚氨酯預聚體所需擴鏈劑的重量份數(shù)為B = O. 058X2. 12X0. 90X100其中，0. 058為聚氨酯預聚體中異氰酸根含量5. 8%,2. 12為擴鏈劑采用二乙基甲苯二胺時的常數(shù)，0. 90為擴鏈系數(shù)；3. 2 澆注將步驟(1)的金屬輥芯固定到旋轉(zhuǎn)澆注床上，啟動輥芯旋轉(zhuǎn)裝置使輥芯旋轉(zhuǎn)，然后開啟并勻速移動澆注機進行澆注，澆注完后拆下膠輥進行二段硫化，然后進行車削、磨光，有些還要表面扎孔并清理干凈，即制得成品聚氨酯造紙膠輥。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種聚氨酯造紙膠輥，其特征在于是由金屬輥芯和粘合在金屬輥芯上的聚氨酯所組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚氨酯造紙膠輥，其特征在于所述的聚氨酯與金屬輥芯通過膠粘劑粘結。
3.根據(jù)權利要求2所述的聚氨酯造紙膠輥，其特征在于所述的膠粘劑由以下方法配制得到在40-50重量份的混合溶劑中加入50-60重量份的樹脂型膠粘劑，攪拌混合均勻即得；所述的混合溶劑由以下體積百分比的成分組成 異丙醇0-40% 乙酸乙酯0-40% 甲乙酮0-50% 三氯乙烯0-40 %。
4.權利要求1-3任一項所述的聚氨酯造紙膠輥的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)金屬輥芯的表面處理將金屬輥芯表面進行拋砂、除油脫脂，清理干凈后均勻噴涂或刷涂權利要求3所述的膠粘劑，20-30°C下停放0. 5-1小時，烘干，即可用于澆注；(2)制備聚氨酯預聚體A、有模澆注工藝用聚氨酯預聚體取100重量份聚四氫呋喃二醇，加熱至110-130°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分 2小時，降溫至60-75°C，然后加入69. 8-112重量份異氰酸酯，升溫至78-92°C，反應2小時； 將混合物短程蒸餾至混合物中游離異氰酸酯單體的百分含量低于0. 2%，即得到有模澆注工藝用聚氨酯預聚體；所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或?qū)Ρ蕉惽杷狨ィ籅、無模澆注工藝用聚氨酯預聚體取100重量份聚四氫呋喃二醇，加熱至110-130°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫除水分 2小時，降溫至60-70°C，然后加入200重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，升溫至78-82°C，反應 2小時；將混合物短程蒸餾至混合物中游離異氰酸酯單體的百分含量低于0. 6%，得到無模澆注工藝用聚氨酯預聚體；(3)造紙膠輥的制備A、采用有模澆注工藝制備 3. 1備料將步驟( 的有模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至澆注機A罐中，加熱至78-102°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡15-20分鐘；將擴鏈劑移至澆注機B罐中；按擴鏈系數(shù)0. 85-0. 98 調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；若擴鏈系數(shù)為0.85-0.95，擴鏈劑為3，5_ 二甲硫基甲苯二胺或3，3' 二氯_4，4' -二氨基二苯甲烷；若擴鏈系數(shù)為0.95-0. 98，擴鏈劑為1，4_ 丁二醇或氫醌-雙(β-羥乙基)醚； 3. 2澆注將步驟(1)的金屬輥芯放在預熱至110_135°C的膠輥模具中，開動澆注機進行澆注，澆注完后在110-135 保溫30-80分鐘后出模，烘干，即制得成品聚氨酯造紙膠輥；B、采用無模澆注工藝制備·3. 1備料將步驟O)制備的無模澆注工藝用聚氨酯預聚體移至澆注噴涂機A罐中，加熱至 53-57°C，抽真空至余壓小于500Pa，脫泡30分鐘；將擴鏈劑移至B罐中；按擴鏈系數(shù) 0. 85-0. 95調(diào)節(jié)聚氨酯預聚體與擴鏈劑的比例；所述的擴鏈劑為3，5_ 二甲硫基甲苯二胺或二乙基甲苯二胺；·3. 2澆注將步驟(1)的金屬輥芯固定到旋轉(zhuǎn)澆注床上，啟動輥芯旋轉(zhuǎn)裝置使輥芯旋轉(zhuǎn)，然后開動澆注噴涂機進行噴涂，噴涂完后拆下膠輥，進行車削、磨光，即制得成品聚氨酯造紙膠輥。
5.根據(jù)權利要求4所述的聚氨酯造紙膠輥的制備方法，其特征在于步驟(1)所述的烘干是在120°C下烘0. 5-1小時。
6.根據(jù)權利要求4所述的聚氨酯造紙膠輥的制備方法，其特征在于步驟( 所述聚四氫呋喃二醇的分子量為1000-2000。
7.根據(jù)權利要求4所述的聚氨酯造紙膠輥的制備方法，其特征在于步驟3.2所述烘干是在110-130°C下烘焙15-20小時。
8.權利要求1-3任一項所述的聚氨酯造紙膠輥在造紙領域中的應用。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚氨酯膠輥制造領域，公開了一種高速聚氨酯造紙膠輥及其制造方法與應用。本發(fā)明的高速聚氨酯造紙膠輥是由金屬輥芯和粘合在金屬輥芯上的聚氨酯所組成，其制備方法包括金屬輥芯表面處理、制備聚氨酯預聚體和造紙膠輥制備等步驟。本發(fā)明的聚氨酯與金屬輥芯采用樹脂型膠粘劑粘合，粘合強度高，不會產(chǎn)生聚氨酯與輥芯的脫層現(xiàn)象，膠輥結實耐用，使用壽命長；本發(fā)明的聚氨酯動態(tài)性能好，內(nèi)生熱小，在高速高負荷下不會因內(nèi)部溫度過高而造成膠輥的破壞，克服了現(xiàn)有聚氨酯內(nèi)生熱大的缺陷。
文檔編號B29C39/10GK102505555SQ20111035551
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者易玉華, 鄒明清 申請人:廣州海絲爾橡塑科技有限公司