膠輥包膠工藝

1、膠輥繞注工藝一、 概況：1、 聚氨酯膠輥的特點和類型澆注型聚氨酯膠輥是由液體聚氨酯橡膠通過澆注的方法制造的一種膠輥。它與普通膠輥相比，具有較高的機械強度，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。 一般來說， 聚酯型多用在低、中硬度的膠輥中，其物理機械性能高，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，它的耐水性能

2、佳，耐低溫性優(yōu)越，工藝性能好掌握，常用來制造拉絲輥、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械性能指標；（ 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） 表面無氣泡，雜質(zhì)及機械損傷。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。其作用是彌補較細長的膠輥在運轉(zhuǎn)中的撓

3、度變形，膠輥的中高率隨膠輥的長度而增加。4、 金屬輥芯預(yù)處理：（ 1） 認真進行輥芯的表面清洗，去除油污，潤滑劑及金屬締合生成的有機物質(zhì)。清洗液可用通常的清洗溶劑或三氯乙烯等。（ 2） 認真清除輥芯表面銹跡或氧化物。常用噴砂處理：對碳鋼質(zhì)輥芯，推薦用 80-100 目氧化鋁磨料；對鋁質(zhì)輥芯，宜用 140-320 目磨料進行濕噴砂處理，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 小時內(nèi)完成粘接， 鋁質(zhì)輥芯可在噴砂后72 小時內(nèi)完成粘結(jié)處理。（ 3） 認真涂敷適宜的粘合劑（如 NA-1 ， chcmlock-218,Thixon422 等） ，涂敷

4、粘合劑后， 輥芯應(yīng)在干燥空氣中干燥20分鐘， 并在90 #177;10下處理1 小時，然后進行 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（在脫水釜中進行） ：用 Mn2000 （羥值 53-59， mgKOH/g ，溶點40-50）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 （聚醚100-110）， 以余壓 5mmHg 進行真空脫水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，抽一段時間真空后，可停止反應(yīng)罐加熱，使料溫降至70-80。 予聚體合成（在反應(yīng)釜中

5、進行） ；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行， 予聚體合成反應(yīng)在干燥氮氣保護下進行。 為防止反應(yīng)劇烈、 溫升過快，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，反應(yīng)1-2 小時，分析異氰酸酯基含量。在可能條

6、件下也可購買符合要求的國內(nèi)外品牌的予聚體。 予聚體脫氣；在85 #177;5及余壓5mmHg 下脫泡 30-60分鐘。（ 2） 澆注機澆注：技術(shù)關(guān)鍵：澆注機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，計量穩(wěn)定：采用耐溫耐壓的高精度計量泵及精密傳動，調(diào)節(jié)和顯示裝置，其計量精度達 #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，當兩組分原液粘度及配比相差很大時， 亦能保證混合均勻， 使生產(chǎn)的制品宏觀無氣泡， 且調(diào)節(jié)靈活、操作方便。c、 溫度穩(wěn)定，準確可* ：原液的溫度變化會影響原液的粘度、壓力、計量精度及混合比，使制品質(zhì)量無法穩(wěn)定

7、。尤其是B 組分（ MOCA ）常溫下為固體，若料溫太低則會結(jié)死而無法操作， 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， 計量泵及澆注頭， 由智能型時間比例式數(shù)顯溫控儀進行恒溫自控。 澆注工藝：在 B 料罐中加入 MOCA （熔化溫度>110）啟動各組分的加熱系統(tǒng)，使 A 、 B 料均達到要求溫度并各自循環(huán)， A 料如需要可先進行真空脫氣，達到予聚體中無氣泡，按配方要求通過調(diào)節(jié)計量泵的轉(zhuǎn)速和排量，使A 、 B 料達到要求的混合比。啟動澆注按鈕，則A、B料在澆注頭的混合腔中通過高速的混合使之混合均勻， 當排出的混合料在透明軟管中不含氣泡時即可往模具中澆注（模

8、具及輥芯已經(jīng)預(yù)處理，并預(yù)熱至80-110）。當兩澆注相隔時間較長時（超過釜中壽命1/2） 需用清洗劑 （二氯甲烷或三氯乙烯） 對混合腔進行自動清洗 （由電腦程控器自動控制） 。當澆注停止時， A 、 B 原液即自動轉(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， 以加快擴鏈交聯(lián)反應(yīng)， 縮短脫模時間，提高模具和設(shè)備利用率，常以 100-200， 60-120min 為宜。 后硫化：指膠輥脫模后繼續(xù)加熱硫化的過程，溫度稍低于成型硫化，以90-110，3-10小時為宜。 表面

9、再加工：根據(jù)要求在加工設(shè)備上進行車削或磨削加工。（ 4） 注意要點： 模具結(jié)構(gòu)合理，裝配可* ，分型面無漏膠可漏氣。 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，模具可適當傾斜使膠料沿壁而下。 膠輥未達到脫模強度前，不要隨便移動模具，以防產(chǎn)生龜裂。 裝配模具和輥芯時，尤其要注意防止涂過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，待達到要求強度后，再進行表面切削和磨光等機械精加工，以保證輥面的粗糙和輥軸的同心度。（ 5）對

10、CPU 制品模具的基本要求： 材料： 選擇時應(yīng)著重考慮： 具有足夠的強度； 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： 多元醇分子量對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的密

11、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， 拉伸強度和模量會有所下降。 一般應(yīng)控制多元醇分子量在 1100-2200之間。予聚體異氟酸酯基（NCO）百分含量的影響：隨NCO增加，則硬度、抗撕裂，定伸強度，拉伸強度提高，且予聚體粘度降低，易于脫泡和混合，而伸長率下降； NCO 過高，則膠料固化速度過快9 釜中壽命變短） ，對澆注工藝極為不利 。 故 NCO% 一 般 在 2.4-6.5% 為 宜 。 NCO% MOCA 用量 2.9 8.3 4.2 12 5.1 14.5 6.0 17.1 7.1 20硬度邵 A 8.3 90 95 96 邵 B 4

12、4 50 60 78 擴鏈系數(shù)的影響： 胺類固劑（ MOCA ）與予聚體中 NCO 的當量比（ NH2/NCO ）對膠料物性影響明顯一般以0.85-0.95%為宜。對于 MOCA 交聯(lián)體系一般應(yīng)保持NCO 稍過量，可使彈性體制品具有合適的交聯(lián)度，當擴鏈系數(shù)為 0.88 時， 化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)達到較好平衡， 彈性體的綜合性能最佳： 當?shù)?1或更大時，因MOCA 的增塑效應(yīng)，且化學(xué)交聯(lián)和氫鏈的減弱，強度明顯降低，且永久變形較大。 （故實用為保險，則擴鏈系統(tǒng)常取0.85） ?；旌蠝囟鹊挠绊懀?由于予聚體及擴鏈的種類不同，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間縮短， 過低的混

13、合溫度為固體擴鏈劑所不允許， 雖有利于延長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） ， 以擴鏈劑在予聚體中不析出為宜， 如 MOCA 則以110-120為宜。釜中壽命： 當 CPU 的兩種液體原料混合相遇后，會發(fā)生反應(yīng) 擴鏈并高分子化 混合物會逐漸失去流動性， 通常將兩種原料從混合開始， 到混合物基本失去流動的這段時間，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)備有進料、出料、觀察、測溫、測

14、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，常用真空泵為雙級旋片式，抽氣量為 8 或 15 升/秒。2、 澆注機：由于 CPU 具有釜中壽命短，凝膠速度快，單件用膠量大等特點，為了生產(chǎn)高品質(zhì)的膠輥，必須采用澆注機生產(chǎn)。 CPU20F 系列高溫型聚氨酯彈性體澆注機特點：（ 1） 各系統(tǒng)原料循環(huán)方式： 原料由料罐 計量泵 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)在料罐底部，不會帶入氣泡。 通過平衡循環(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

15、度計量系統(tǒng)： 采用耐溫、耐壓、高硬度的低速精密計量泵，流量準確、穩(wěn)定。 采用高精度進口變頻調(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， 當吐出量較小或粘度較低時亦能保證達到要求的精度。（ 3） 高效、結(jié)構(gòu)先進的澆注頭 各組分原液由循環(huán)切換到吐出時， 迅速同步， 不會出現(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)實踐考驗的混合頭，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)計的旋轉(zhuǎn)式軸封裝置，不倒料，確保潤滑可* ，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，無熱變形之慮。 專用的氣動清洗開關(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，故永不堵塞