聚氨酯材质的包胶轮包胶滚筒是如何生产的
聚氨酯在许多胶滚应用中确定为胶滚包覆材料，正用在印刷胶滚、胶印胶滚，工业胶滚以及造纸厂用的胶滚中。驱使选择它
的主要原因是它突出的韧性和耐磨性，尤其是用在制造硬质胶辊上。聚氨酯在配方方面配方适用性广；聚氨酯胶辊实际上可调节配
方使其硬度从邵A如到邵D75。虽然用聚氨酯包胶比用其它许多橡胶昂贵得多，但它可提供一个有利的性能／成本比率。例如在造
纸辊压操作中，由于胶滚损坏而停工造成极其宝贵的停机时间，因此采用一个能维持较长时间耐用滚筒将比抵偿高价的损失要合算。
用做包辊主要的聚氨酯类型是由液态氨基甲酸酯预聚体浇注而成，实际上预聚体由甲苯二异氰酸酯(TD I)制造。本文将就这些预聚体进行论述，由甲撑二苯基异氰酸酯制造的预聚体，虽然在硬质
胶辊中有一些应用，但在本文中不予论述。
本文将对聚氨酯预聚体进行一般性的叙述。异氰酸酯预聚体的化学原理已在别的一些优秀卷册中描述了‘．，．z、。
液态预聚体的制造
表』列出了一些市售液态聚氨酯预聚体的制造厂商及其各自的产品。这些具有不同硬度不同类型的预聚体可从各家供应厂商买
到。液态聚氨酯预聚体的浇注
图2描出了制造聚氨酯胶辊浇注工序的略图。该预聚体如果矿室温是固态即使受热是液体，也必须融熔以降低泵入预聚体储槽
的许可粘度。预聚体整个加热过程使其能保持预聚体内部支化反应到最小程度。这一点在后面的讨论中详述。液体硫化剂应维持在100-120℃，这取决于所使用硫化剂的类型。
两种液体化合物的混合——热的预聚体和热的二胺或者热的多元醇通常根据计量进入高速混合器中进行混合，但是有时手工混
合也用于制备小胶辊。热液体混合物浇注到热模中的芯型里。将被包覆的辊子进行后硫化，通常在100-120℃下熟化一夜才能达到聚氯酯所具有的全部物理性能。
与氨基甲酸酯基团中氮原子连接的氢同异氰酸酯反应，尽管该反应速率相当缓慢，但是液体氨基甲酸酯预聚体具有本体聚合的
能力。图3表示了一个预聚体分子链上的端异氰酸酯基团同另一个分子链内的氨基甲酸酯基团反应，其结果形成一个脲基甲酸酯支
链，该支化反应是由过热引起的，对预聚体是有害的，使其聚氨酯性能减弱了。
表2列出了过热对液体氨基甲酸酯预聚体的一些影响，异氰酸酯含量因与氨基甲酸酯支化反应而过早耗尽，支化反应引起预聚
体粘度增：rJⅡ，从而影响其操作性能，极大地
衷2 支化对预聚体的影响耗尽了异氰酸酯含量增加预聚体粘度降低聚氨酯硬度失去橡胶弹性失去静态和动态性能明显改变了硬质聚氨酯的形态结构152．(总520)降低了预聚体的硬度、橡胶弹性和其它物理机械性能。在硬质聚氨酯的情况下，过多的
支化会影响它的半结晶形态，并由此影响它的各种性能。在加工液体聚氨酯预聚体时，混合阶段之前控制好时间／温度是关键，如果这样，聚氨酶最大优点的韧性就能实现。图1 TDI聚氨酯预聚体的形成图2 聚氨酯预聚体的操作工序包辊用的硬质聚氨酯
用芳基二胺硫化的液体聚氨酯预聚体可制造硬胶
包胶滚筒(参看图4)。使用的主要二胺是甲撑二（邻氯苯胺），通常称之谓“MOC Av。由MOCA得到的聚氨酯硬度范围从邵氏A70到邵氏D75。形成的该聚氨酯分子链具有柔性链段和刚性链段交替结构。
硬质聚氨酯不需要象其它弹性体那样另用填充剂补强，这种聚氨酯是自身补强，因为它有半结晶状态结构，即半结晶态的分散
体，在橡胶基质内起到类似于炭黑在橡胶中的作用。一些典型的物理机械性能。在橡胶材料中韧性度一般指的是高定伸强度、高扯断强度、高伸长率的综合性能，这些硬质聚氨酯具有上述的全部特征。其抗撕强度随着硬度增加上升很快。这类硬质聚氨酯还具有很高的压缩模数，很高的动模数，然而在这里没有表示出来。压缩变形也相当低。在包辊中尤其是造纸压辊，低压缩变形和高动模数是非常重要的。
图5聚氨酯预聚体通过脲基甲酸酯结构的支化反应 图4用MOCA硫化的硬质聚氨醢结构表5硬质聚氨酯“，包辊
(a)用MOCA硫化聚醚为基的聚氯酯预聚体 表4聚氨酯。b，的耐磨耗性3，邵氏硬度
80A
90A
60A
70A
每2万转的重量损失，克聚氨酸 钢
表4列出了聚氨酯杰出的耐磨耗性能。在Thelin磨耗试验中z j，聚氨酯试样和钢氓样之间用自由流动的金钢砂粉末彼此相对
摩擦，新的金钢砂粉末定期地注入二个磨件表面之间，测出聚氨酯和钢件两种样品重量损失。
包辊用的软质聚氨酯
(a)使用金钢砂粉末进行Thclin磨耗试验 在制造软质聚氨酯包辊时，需用一种三
(b)聚酯型聚氯酯醇硫化剂同预聚体反应例如三羟甲基丙烷
（参看图5）来完成硫化。所用的预聚体例如C yanaprene A-9的聚氨酯预聚体，当用MOCA硫化时通常提供的硬度可达邵氏A90，若用三醇硫化，其硬度约为邵氏A55。增塑剂可用来进一步降低硬度值。这些聚氨酯高度交联并具有无定形结构。
表5列出一些软质聚氨酯的性能，它的物理性能范围比用MOCA硫化的聚氨酯低，然而这些软胶包辊用在绘图工艺、胶印
印刷和其它用途的工业胶辊上。在这些场合下，耐溶剂兼有低滞后性、低压缩永久变形这都是重要的。这些聚氨酯高度交联有
利于达到这些性能。图5用三醇硫化的软质聚氨酯结构耐环境性能聚氨酯能够在许多环境条件下使用，但并非所有条件都能承受。表6概括丁聚氨酯、天然橡胶、氯丁橡胶在一些环境条件下的反应。在聚氨酯中由于不存在不饱和键，因而
能耐臭氧。
通常，聚氨酯比橡胶更耐脂肪族溶剂和油，然而耐水性差，．特别在升温情况下，它的最高使用温度大织为100℃，但是这取决
于聚氨酯的类型。聚醚型聚氨酯在耐热和耐氧化方面比聚酯型差些。
聚酯型聚氨酯与聚醚型聚氨酯的比较
由于柔软链段即聚酯或者聚醚构成聚氨酯弹性体的主要部分，毫无置疑，软段类型对聚氨酯性能将有根重要的影响。表7比较
了聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯之间的性能。在进行比较时应当注意到，性能差的聚氨酯类型仍旧可在某些应用中找到一定用
途，在那些场合下并不要求别的什么，只是要达到一定性能而往往必须进行折衷兼顾。
在规定的硬度下聚酯型聚氨酯是比较坚韧和耐磨的材料，然而这两种聚氨酯在硬度相同时共压缩模量或动模量大致相同。聚
酯型聚氨酯能够经受较高使用温度，一般来说耐油耐溶剂性能好，因而适用于胶印印刷上。
表5软质聚氨酯a）包辊
(a)聚酯为基的氨基甲酸酯预聚体，用三醇硫化剂硫化聚醚型聚氨酯在潮湿、酸性，碱性环境下有极大的优越性，它还具有较低的滞后性，因而在周期负荷情况下也象聚酯型一样不易生热。
由液体氨基甲酸酯预聚体制得的聚氨酯能提供优良的辊筒外层胶，这些优点是：
l)高韧性和耐磨性，
2)配方的多方面适应性，
3)耐环境性能好，
4)在硬质胶辊中动态模量高，
5)使用性能／成本的比率高。
因此，要实现聚氨酯杰出的物理机械性能，严格控制液态氨基甲酸酯预聚体的加热过程是关键。
来自：本站 作者：admin 发布时间：2016-07-07 15:34:09 点击次数：464
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