聚氨酯碾米胶辊脱芯问题的探讨

与普通橡胶相比，聚氨酯弹性体具有强度高、耐磨性好、硬度可调等优点。用作橡胶制品的替代品。可大大延长产品的使用寿命。用聚氨酯材料制成的压米辊，其轧制时间比捕手辊延长3倍。因此，近年来逐渐受到T厂的重视，赢得了一定的市场。目前，我国几家聚氨酯压路机制造商的年总产量只有数万R，这与我国大米生产和加工大国每年对近100万R的大米压路机的需求是不相称的。聚氨酯胶辊由铁辊芯和浇注聚氨酿弹性体包胶 层组成」在聚氨酯胶辊的制造过程中，若工艺配方 处理不当，可能使胶辊在使用过程中出现脱芯等问 题.笔者结合多年的研究及生产积累.对引起聚氨 酯碾米辊脱芯的主要因素作一探讨
1肢粘剂的选择
根据粘合配价键理论，分子极性大的聚5物材 钭与金属材料表面之间可以形成配价键及范德华 力.而使材料与金属之间形成紧密结合..
在金属辊芯四周浇注聚氨酯液体原料,形成的 聚氨酯弹性体与辊芯之间有一定的结合力.但碾米 辊在动态工作状态下.聚氨酯弹性体与辊芯之间会 产生较大的剪切力.这对聚氨酯与金属的结合强度 有相当高的要求经过实际试验，在辊芯上涂覆含 有多个异氰賅酯基的底涂剂（胶粘剂），对增强粘接
力具有较好的效果1这是因为多异氰酸酯能与聚氨 酯材料反应，并形成刚性粘接层，与铁辊芯形成一 体：■粘接层中的异氰酸酷基.苯环、氨基甲酸酯基与 金属辊表面的铁原子及其氧化物等相互作用，形成 化学键或次价键（如氢键）等^[1]，使得聚氨酯与金属 之间产生较高的粘接强度
2铁芯的处理
铸铁辊芯的处理也是防止胶辊脱芯的关键之 一」要保证聚氨酯弹性体与铁芯产生良好的结合. 通常需对铁芯进行清洗处理.如用酸洗除锈.用有机 物去油污等，以确保其表面干净无污：机械喷砂处 理通常是提高粘接强度行之有效的方法之一。通过 喷砂处理，增加了辊芯的表面粗糙度，可以使粘接界 面的表面积增加几倍甚至几十倍，相应提高了聚氨 酯与金属铁^的结合力。喷砂处理所产生的表面凹 凸不平,会使聚氨酯与铁芯之间产生更多的咬合联 结，提高粘接强度，
铁芯处理后应保持其干燥.防止再度生锈.：尤 其在夏季，空气中的水分会在处理好的铁芯表面上 形成一层水膜，导致铁芯生锈.铁芯表面吸附的水也 会与异氰酸酯反应，在粘接界面层中形成二氧化碳 气泡，这样会大大降低其粘接强度。
3模具及铁芯溫度的彩响
在聚氨酯料液浇注过程中，要求铁芯和模具的 温度与聚氨酯料液的温度相近._当二者温差较大会造成物料的固化速度不均习.结果导致聚氨酯 村枓固丨匕后产生较大的内应力.由亍刚刚固化的聚 铽酯强度很低.脱模后弹性体内部内应力会集中在 铁芯的结合面上.形成较多的裂纹和局部脱芯，严重 时会出现明显的裂缝
实际生产中.可控制聚氨酯浇注枓与铁芯及模 1之间的温差10度以内，
4模具设计与脱模要求
模具设汁与制造时，要求具有较好的密封性.黾 开启和脱膜。在设计模具时,还要考虑聚氨 酯的受热均衡性.这是容易被厂家忽视的一个重要 |目素如果胶辊在高温硫化过程中受热不均.通常 在铁芯与聚氨酯的结合处发生聚氨醋硫化不完争， 弹性体强度低，或出现裂口
硫化后的皎辊若脱模不当.也会引起皎辊脱芯 因为刚经过高温硫化的聚氨酯强度并不高_■如果在 脱模时，用力过度或移动时受强烈撞击,出现裂n和 隐形脱芯₃
5合成工艺的影响
台成工艺是生产中的关键环节之一下面针付 VU1I-BD型聚氨酯体系的工艺提一点体会、
u)预聚体的粘度
预聚体的粘度对聚氨酯碾米辊的生产是十分_® 要的，为了得到粘度较低的预聚体,MDI与聚酯多元 醇制预聚体时的异氰酸酯指数通常大于15,否则 由于预聚体的粘度增大造成真空脱泡困难.并且粘 度大的预聚体与扩链剂U4-丁二醇（BD)f昆合时.昆 混>、较多的气泡而无法排除「
(2) 反应时间及温度
预聚体的制备反应时间应控制在2 ~ 3 h之内， ^立长时间反应，反应温度产格控制在1〇〇度以 下当加人MDI以后，应注意控制反应温度，以免 放热反应产生的热量积聚过多而使体系温度很快上 升.真空脱泡应在1.5 h内完成
(3) 混合温度及时间
混合时，预聚体与扩链剂BD的温度通常在 60~9〇1C之间，两者之间的温差不宜过大混合物 料温度低.则粘度大，胶层中易出现无法排除的气
泡，并可能造成脱芯或开裂：温度高.则混合后的料 液粘度h升过快.浇注困难，后阶段来不及排除气 泡.预聚体与搅袢混合时尽可能避免混人气 泡.混合时间不宜超过90 s.-
6浇注工艺的影响
在狡辊的浇注过程中方法不当，会在铁芯表面 形成气泡而降低粘接强度由于浇注时间有限.既 要求尽可能缩短浇注时间，又要保证注人均匀•防止 过猛注人，否咧会使物料中的气泡和浇注不当而在 铁芯表面产生气泡，大大降低了枯接强度浇注时 保证聚氨酯浇铸料在人模后有一段时间的流动性. 使残留气泡上浮。_.
有些厂家在弹性体刚成型时采用胶辊加压•使 两音结合更加密切.当然这样会提高铁芯与聚氨酯 的粘接强度，但应选择加压时机，否则会收到相反的 效果。从理论上讲，加压就是在聚氨酯仍具有可塑 性时，即大分子之间尚没形成三维立体交联时进行 若加压超前，会造成大量物料外溢，胶辊成形后上端 出现凹槽，成为次品；若加压滞后.轻者胶辊表面出 现裂口 .重者形成大裂口、脱芯而报废，这是因为聚 氨酯在受压时.其局部与铁芯之间产生位移:•这些 都属操作技巧，需通过经验积累而掌握:.R要注意 观察“凝胶点'不难掌握。
7结束语
聚氨酯碾米胶辊的生产工艺较复杂，影咱产品 质量的因素较多，操作技巧性强:但是要在生产中 严格按照操作规程并注意上述乩个方面，生产高合 格率的碾米胶辊是不困难的生产工人应具有较好 的化学知识基础及具备较好的生产操作技巧和经 验，这对确保胶辊产品质量很有必要：