膠輥包膠工藝

1、膠輥繞注工藝一、概況：1、聚氨酯膠輥的特點(diǎn)和類型澆注型聚氨酯膠輥是由液體聚氨酯橡膠通過(guò)澆注的方法制造的一種膠輥。 它與普通膠輥相比，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，卓越的耐磨性，突出的抗壓縮性；硬 度范圍廣，且在高硬度下仍具有高彈性；表面光潔度高；機(jī)械加工性能優(yōu)越；與 金屬粘結(jié)性也比普通橡膠高得多，比較適合一定線速和高壓力下使用。 日前聚 氨酯膠輥發(fā)展很快，原來(lái)使用的大量普通膠輥己被新型聚氨酯膠輥所取代。 澆 注型聚氨酯膠輥大體分為聚酯型、 聚醚型和聚己內(nèi)酯型三種。 一般來(lái)說(shuō)， 聚酯型 多用在低、中硬度的膠輥中，其物理機(jī)械性能高，耐溶劑性能較好，常用作有色 金屬行業(yè)。聚醚型多用在高轉(zhuǎn)速、高硬度的膠輥中，它

2、的耐水性能佳，耐低溫性 優(yōu)越，工藝性能好掌握，常用來(lái)制造拉絲輥、印花輥等。聚己內(nèi)酯型綜合性能優(yōu) 越，耐低溫性能及耐水解性能好，常用作壓榨輥及要求較高的膠輥。2、膠輥對(duì)聚氨酯材料的基本要求：（ 1） 必須滿足各種膠輥所要求的物理機(jī)械性能指標(biāo)；（ 2） 必須和輥芯有良好粘合性，以適應(yīng)粘合成型的工藝要求；（ 3） 膠輥硬度應(yīng)符合要求，輥面硬度應(yīng)均勻一致；（ 4） 表面無(wú)氣泡，雜質(zhì)及機(jī)械損傷。3、膠輥的主要技術(shù)性能（1 ） 硬度：各種膠輥的硬度參考值（2） 表面要求：根據(jù)具體的用途而走，有的要求表面光潔或需經(jīng)特殊加工或 處理（ 3） 中高率：膠輥中心部直徑和端邊部直徑之差。其作用是彌補(bǔ)較細(xì)長(zhǎng)的膠 輥在

3、運(yùn)轉(zhuǎn)中的撓度變形，膠輥的中高率隨膠輥的長(zhǎng)度而增加。4、金屬輥芯預(yù)處理：（ 1） 認(rèn)真進(jìn)行輥芯的表面清洗，去除油污，潤(rùn)滑劑及金屬締合生成的有機(jī)物 質(zhì)。清洗液可用通常的清洗溶劑或三氯乙烯等。（2） 認(rèn)真清除輥芯表面銹跡或氧化物。常用噴砂處理：對(duì)碳鋼質(zhì)輥芯，推薦 用 80-100 目氧化鋁磨料；對(duì)鋁質(zhì)輥芯，宜用 140-320 目磨料進(jìn)行濕噴砂處理， 噴砂后， 應(yīng)使用溶劑將表面殘留粉塵清除干凈。 為獲得良好的粘接效果， 碳鋼輥 芯要在噴砂后 4 小時(shí)內(nèi)完成粘接， 鋁質(zhì)輥芯可在噴砂后 72 小時(shí)內(nèi)完成粘結(jié)處理。（ 3） 認(rèn)真涂敷適宜的粘合劑（如 NA-1 ，chcmlock-218,Thixon422

4、 等）， 涂敷粘合劑后，輥芯應(yīng)在干燥空氣中干燥20分鐘，并在90 10 C下處理 1 小時(shí)，然后進(jìn)行 CPU 澆注操作。二、膠輥生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝（ 1 ） 予聚體制備舉例 聚酯多元醇脫水（在脫水釜中進(jìn)行）：用Mn2000 （羥值53-59 , mgKOH/g , 溶點(diǎn)40-50 C）的聚酯，加熱熔化后在帶攪拌的不銹鋼或搪瓷釜中，脫水溫度 100-140 C （聚醚100-110 C）,以余壓5mmHg進(jìn)行真空脫水30-60分鐘， 使其含水量 0.05% （從視鏡可觀察脫水情況） 。為使罐內(nèi)液體充分脫氣，可間 歇開停攪拌裝置，抽一段時(shí)間真空后，可停止反應(yīng)罐加熱，使料溫降至70-80 C。 予聚體

5、合成（在反應(yīng)釜中進(jìn)行）；制品的性能取決于所用的原材料及其配比 和加工工藝。 先按性能要求， 如溫度、 受力情況和接觸介質(zhì)及使用壽命等選擇合 適的原材料，再按要求硬度選定合適配比及工藝條件 （如混合溫度、 澆注和脫模 時(shí)間及硫化條件等）。為保證予聚體的質(zhì)量，聚酯脫水及予聚體合成最好不在同 一釜中進(jìn)行， 予聚體合成反應(yīng)在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。 為防止反應(yīng)劇烈、 溫升過(guò) 快，須備有冷卻裝置。建議加料順序：先加 TDI 后加聚酯，如反應(yīng)劇烈，聚酯 可分次加入，使反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，反應(yīng)溫度容易控制， 合成的予聚體中游離異氰酸 酯單體含量較低，結(jié)構(gòu)較規(guī)整。使其保持在 80 & #177;5 C,反應(yīng)1-2小時(shí)，

6、分 析異氰酸酯基含量。在可能條件下也可購(gòu)買符合要求的國(guó)內(nèi)外品牌的予聚體。 予聚體脫氣；在85 5 C及余壓5mmHg下脫泡30-60分鐘。（2） 澆注機(jī)澆注： 技術(shù)關(guān)鍵：澆注機(jī)是澆注型聚氨酯彈性體（CPU）生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，其 主要技術(shù)要求如下：a 、 配比精確，計(jì)量穩(wěn)定：采用耐溫耐壓的高精度計(jì)量泵及精密傳動(dòng)，調(diào)節(jié) 和顯示裝置，其計(jì)量精度達(dá)& #177;0.5% 。b 、 混合均勻，不產(chǎn)生氣泡，采用特殊結(jié)構(gòu)的高速混合頭，當(dāng)兩組分原液粘 度及配比相差很大時(shí)， 亦能保證混合均勻， 使生產(chǎn)的制品宏觀無(wú)氣泡， 且調(diào)節(jié)靈 活、操作方便。c、 溫度穩(wěn)定，準(zhǔn)確可 * ：原液的溫度變化會(huì)影響原液的粘度、壓力、

7、計(jì)量 精度及混合比，使制品質(zhì)量無(wú)法穩(wěn)定。尤其是 B組分（MOCA ）常溫下為固體， 若料溫太低則會(huì)結(jié)死而無(wú)法操作， 料溫太高則易變色而影響制品質(zhì)量。 常用電加 熱的導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)， 加熱原液， 計(jì)量泵及澆注頭， 由智能型時(shí)間比例式數(shù)顯溫 控儀進(jìn)行恒溫自控。 澆注工藝：在B料罐中加入MOCA （熔化溫度110 C）啟動(dòng)各組分的加熱系統(tǒng)，使A、B料均達(dá)到要求溫度并各自循環(huán)，A料如需要可先進(jìn)行真空脫氣， 達(dá)到予聚體中無(wú)氣泡，按配方要求通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速和排量，使A、B 料達(dá)到要求的混合比。啟動(dòng)澆注按鈕，則A、E料在澆注頭的混合腔中通過(guò)高速的混合使之混合均勻， 當(dāng)排出的混合料在透明軟管中不含氣泡時(shí)即

8、可往模具中澆注（模具及輥芯已經(jīng)預(yù)處理，并預(yù)熱至80-110 C）。當(dāng)兩澆注相隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)（超 過(guò)釜中壽命 1/2 ）需用清洗劑（二氯甲烷或三氯乙烯） 對(duì)混合腔進(jìn)行自動(dòng)清洗 （由 電腦程控器自動(dòng)控制）。當(dāng)澆注停止時(shí)，A、B原液即自動(dòng)轉(zhuǎn)為各自循環(huán)狀態(tài)，回 到各自料罐中。（ 3 ） 熟化及后處理： 成型硫化（模型硫化） ，膠輥在脫模前在模具中硫化過(guò)程，其溫度可選擇 在其化學(xué)結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞的前提下， 盡可能高一些， 以加快擴(kuò)鏈交聯(lián)反應(yīng)， 縮短 脫模時(shí)間，提高模具和設(shè)備利用率，常以 100-200 C, 60-120min為宜。 后硫化：指膠輥脫模后繼續(xù)加熱硫化的過(guò)程，溫度稍低于成型硫化，以90-110

9、 C， 3-10 小時(shí)為宜。 表面再加工：根據(jù)要求在加工設(shè)備上進(jìn)行車削或磨削加工。（ 4 ） 注意要點(diǎn)： 模具結(jié)構(gòu)合理，裝配可 * ，分型面無(wú)漏膠可漏氣。 溫度平衡， 要求模具、 輥芯及膠料的溫度基本相同， 模具各部位溫度基本 一致。 膠料的澆注點(diǎn)可在輥芯或模具邊緣， 應(yīng)保持固定不變，以不產(chǎn)生氣泡為宜，為防止裹挾氣泡，模具可適當(dāng)傾斜使膠料沿壁而下。 膠輥未達(dá)到脫模強(qiáng)度前，不要隨便移動(dòng)模具，以防產(chǎn)生龜裂。 裝配模具和輥芯時(shí)， 尤其要注意防止涂過(guò)粘合劑的輥芯碰著模具內(nèi)壁， 影 響膠輥的粘接質(zhì)量。即模具上不得粘土粘結(jié)劑，輥芯上不得粘上脫模劑。 硫化后膠輥，待達(dá)到要求強(qiáng)度后，再進(jìn)行表面切削和磨光等機(jī)械

10、精加工， 以保證輥面的粗糙和輥軸的同心度。（5 ）對(duì) CPU 制品模具的基本要求： 材料：選擇時(shí)應(yīng)著重考慮： 具有足夠的強(qiáng)度； 足夠的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性； 符合使用壽命要求的耐用性； 制造成本較低。 當(dāng)批量生產(chǎn)從耐久性考慮常用金屬 材料，單件或試制產(chǎn)品常用環(huán)氧樹脂等非金屬模具， 若采用壓力合模澆注則應(yīng)用 金屬模具。 結(jié)構(gòu)：除了保證制品的幾何形狀和尺寸外， 還應(yīng)注意澆注位置， 分型面和 排氣，以便達(dá)到： a、 便于制品的澆注和脫模； b 、 保證制品工作表面的質(zhì) 量； c、 便于模腔中氣體的排出； d 、 便于模具的制造和機(jī)械加工，降低模具 成本。（6 ） 影響聚氨酯膠輥性能的主要因素： 多元醇

11、分子量對(duì)膠輥性能的主要因素： 分子量的大小決定了聚氨酯彈性 體中特性基團(tuán)的密度： 聚酯型隨分子量增大， 則其物性可提高； 而聚醚型隨分子 量增加，則提高了其柔順性， 拉伸強(qiáng)度和模量會(huì)有所下降。 一般應(yīng)控制多元醇分 子量在 1100-2200 之間。 予聚體異氰酸酯基（ NCO ）百分含量的影響： 隨 NCO 增加，則硬度、 抗撕裂，定伸強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度提高，且予聚體粘度降低，易于脫泡和混合，而伸 長(zhǎng)率下降； NCO 過(guò)高，則膠料固化速度過(guò)快 9 釜中壽命變短），對(duì)澆注工藝極 為 不 利 。 故 NCO% 一 般 在 2.4-6.5% 為 宜 。 NCO% MOCA 用硬 度 邵 A 8.3 90

12、 95 96 邵量 2.9 8.3 4.2 12 5.1 14.5 6.0 17.1 7.1 20B 44 50 60 78 擴(kuò)鏈系數(shù)的影響： 胺類固劑（ MOCA ）與予聚體中 NCO 的當(dāng)量比 （ NH2/NCO ）對(duì)膠料物性影響明顯 一般以 0.85-0.95% 為宜。 對(duì)于 MOCA 交 聯(lián)體系一般應(yīng)保持 NCO 稍過(guò)量，可使彈性體制品具有合適的交聯(lián)度，當(dāng)擴(kuò)鏈系 數(shù)為 0.88 時(shí)，化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)達(dá)到較好平衡，彈性體的綜合性能最佳：當(dāng) 到 1 或更大時(shí)，因 MOCA 的增塑效應(yīng)，且化學(xué)交聯(lián)和氫鏈的減弱，強(qiáng)度明顯降 低，且永久變形較大。 （故實(shí)用為保險(xiǎn)，則擴(kuò)鏈系統(tǒng)常取 0.85 ）。

13、混合溫度的影響： 由于予聚體及擴(kuò)鏈的種類不同，其工藝條件（混合溫度） 亦不同，混合溫度提高釜中壽命和凝膠時(shí)間縮短， 過(guò)低的混合溫度為固體擴(kuò)鏈劑 所不允許， 雖有利于延長(zhǎng)釜中壽命和提高物理性能， 但汪易脫泡和均勻混合 （因 粘度變大），以擴(kuò)鏈劑在予聚體中不析出為宜，如MOCA則以110-120 C為宜。 釜中壽命： 當(dāng) CPU 的兩種液體原料混合相遇后，會(huì)發(fā)生反應(yīng)擴(kuò)鏈并 高分子化混合物會(huì)逐漸失去流動(dòng)性，通常將兩種原料從混合開始，到混合 物基本失去流動(dòng)的這段時(shí)間，稱為釜中壽命。三、主要設(shè)備：1 、 反應(yīng)釜：作多元醇脫水和予聚體合成及脫泡之用。 可采用不銹鋼內(nèi)膽， 附加熱夾套及外包聚氨酯硬泡絕熱層的

14、三層結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜， 附有錨式攪拌、 電加熱 的導(dǎo)熱油循環(huán)及控溫系統(tǒng)，真空緩沖罐及真空泵系統(tǒng)。釜上應(yīng)備有進(jìn)料、出料、 觀察、測(cè)溫、測(cè)壓力及真空、安全放空及抽真空等工藝管孔，其容積同要求的產(chǎn) 量而定，常用真空泵為雙級(jí)旋片式，抽氣量為 8 或 15 升/秒。2 、澆注機(jī)：由于 CPU 具有釜中壽命短，凝膠速度快，單件用膠量大等特點(diǎn)，為了生產(chǎn)高品質(zhì)的膠輥， 必須采用澆注機(jī)生產(chǎn)。 CPU20F 系列高溫型聚氨酯彈性 體澆注機(jī)特點(diǎn)：（ 1） 各系統(tǒng)原料循環(huán)方式： 原料由料罐計(jì)量泵澆注頭切換閥原料罐的全流量循環(huán)，可 確保料溫均一，流量穩(wěn)定。 料罐可通入干燥氯氣， 防止水分混入使原液變質(zhì)。 原液循環(huán)回流口設(shè)在料

15、 罐底部，不會(huì)帶入氣泡。 通過(guò)平衡循環(huán)吐出壓力（設(shè)有可 * 的節(jié)流及精密的調(diào)壓裝置）提高混 合比的精度和穩(wěn)定吐出量。（2 ） 采用高精度計(jì)量系統(tǒng)： 采用耐溫、耐壓、高硬度的低速精密計(jì)量泵，流量準(zhǔn)確、穩(wěn)定。 采用高精度進(jìn)口變頻調(diào)速裝置，調(diào)節(jié)混合比及流量，靈活、方便、可 * 。 由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍很大， 當(dāng)吐出量較小或粘度較低時(shí)亦能保證達(dá)到要求的 精度。（3 ） 高效、結(jié)構(gòu)先進(jìn)的澆注頭 各組分原液由循環(huán)切換到吐出時(shí)， 迅速同步， 不會(huì)出現(xiàn)超前和滯后現(xiàn)象。 設(shè)有高精度的節(jié)流和回流調(diào)節(jié)裝置， 可使循環(huán)和吐出壓力調(diào)節(jié)平衡， 提高 混合比的精度，可保證制品質(zhì)量。 采用專用并久經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的混合頭， 使粘度差很大， 混合比懸殊的兩組分 原液在極短時(shí)間內(nèi)混合均勻， 且不產(chǎn)生氣泡。 能快速排除混合腔內(nèi)空氣， 故初期 混合液損耗較少。 采用特殊設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)式軸封裝置，不倒料，確保潤(rùn)滑可 * ，更換方便。 切換閥采用經(jīng)精密加工的聚四氟密封，調(diào)節(jié)方便，無(wú)熱變形之慮。 專用的氣動(dòng)清洗開關(guān)使清洗混合腔用的清洗液和壓縮空氣經(jīng)物料吐出節(jié) 流孔吐出，故