一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法，属于传动设备零件技术领域。胶辊包括辊芯和包覆在辊芯外层的复合橡胶，复合橡胶中采用一种改性液态聚氨酯橡胶，其中预聚物c由羟丙基封端聚硅氧烷与MD I先预聚成含硅氧烷的低聚物a，之后与KH550处理的硼酸铝晶须混合，在碱性条件下水解，通过硅氧烷水解的方法对硼酸铝晶须进行分散并与低聚物a结合，预聚物b和预聚物c嵌段聚合，使得硼酸铝晶须均匀分散在胶层中，使得硼酸铝晶须分散更加均匀，可以形成均匀的强化作用，预聚物b是以MD I和对苯二甲醇聚合而成，主链上含有大量的苯环，具有较高的强度，其与预聚物c嵌段共聚，获得良好的强度和韧性。得良好的强度和韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法


[0001]本专利技术属于传动设备零件
，具体地，涉及一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法。

技术介绍

[0002]胶辊是以金属或其他材料为芯，外覆橡胶层而制成的辊状制品，其主要作用是承载并传送物料，该工作性质要求其必须具有良好的耐磨性，从而能够稳定生产，同时也必须保留一定的弹性，才能提供足够的摩擦力用于输送，避免在传送过程中打滑。现有的技术方案是在橡胶中添加一定量的无机粒子制成强化橡胶，降低橡胶的弹性，增加橡胶的耐磨性，通常为了保证无机粒子的分散性，先将无机粒子进行偶联处理，提高与橡胶的相容性，但是存在以下问题：无机粒子在橡胶中的分散程度以及结合强度不高，工作过程中，摩擦损耗不均，导致胶辊的圆度增大、胶辊表面出现点蚀，进而导致传动不均。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊，包括辊芯和包覆在辊芯外层的复合橡胶，复合橡胶按照重量份计，包括改性液态聚氨酯橡胶60
‑
80份、液体氟橡胶16
‑
22份、补强剂3
‑
10份、交联剂1
‑
2份、硫化剂0.8
‑
1.5份和防老剂1
‑
3份；
[0006]改性液态聚氨酯橡胶由以下步骤制备：
[0007]步骤A1：取装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和气体保护装置的四口烧瓶，加入MDI、羟丙基封端聚硅氧烷和甲苯搅拌至完全溶解，氮气保护、80
‑
90℃油浴条件下反应40
‑
55min，得到低聚物a；
[0008]步骤A2：另取与步骤A1相同的四口烧瓶，向烧瓶中加入对苯二甲醇和二甲苯搅拌至完全溶解，之后加入MDI搅拌混合，氮气保护、68
‑
75℃油浴条件下反应1.5
‑
2h，得到预聚物b；
[0009]步骤A3：取丙酮加入超声分散机中，滴加氢氧化钠溶液调节pH值为8.5
‑
9.5，再加入预处理硼酸铝晶须超声分散，得到分散液，将分散液加入低聚物a中，在60℃下高速搅拌10
‑
15min，将预处理硼酸铝晶须分散在低聚物a中并进行水解，得到预聚物c；
[0010]步骤A4：将预聚物b、预聚物c和DMF投加到反应釜中搅拌混合，再取扩链剂和催化剂与DMF搅拌混合后滴加到反应釜中，滴加完毕，在78
‑
82℃下搅拌反应1h，制成改性液态聚氨酯橡胶。
[0011]进一步地，步骤A1中，MDI和羟丙基封端聚硅氧烷的用量按照异氰酸酯基和羟基的摩尔比为2.3
‑
2.5:1计量。
[0012]进一步地，步骤A2中，MDI和对苯二甲醇的用量摩尔比为2.1
‑
2.2:1。
[0013]进一步地，预处理硼酸铝晶须的制备方法为：取体积浓度为30％的乙醇溶液，加入氢氧化钠调节pH值为8，再加入硼酸铝晶须超声分散，之后加入KH550再次超声分散，静置24h依次离心、蒸干至恒重，得到预处理硼酸铝晶须。
[0014]进一步地，预处理硼酸铝晶须的用量为步骤A1中MDI和羟丙基封端聚硅氧烷总质量的8
‑
12％。
[0015]进一步地，预聚物b和预聚物c的用量按照步骤A1中MDI和羟丙基封端聚硅氧烷与步骤A2中MDI和对苯二甲醇的总质量比为2.7
‑
3.1：1计量。
[0016]进一步地，扩链剂为1,4
‑
丁二醇，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0017]一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊的制备方法，包括如下步骤：
[0018]步骤S1：将改性液态聚氨酯橡胶、液体氟橡胶、交联剂和硫化剂加入密炼机中，在120
‑
150℃密炼80
‑
100min，得到复合胶料；
[0019]步骤S2：将复合胶料取出至开炼机中，加入补强剂和防老剂进行开炼成厚度为1.0
±
0.1mm的复合胶片；
[0020]步骤S3：将复合胶片卷覆在辊芯表面，在通过模压机模压成型，最后放入硫化釜内硫化成型，制成胶辊。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]1.本专利技术在胶辊的复合橡胶中采用一种改性液态聚氨酯橡胶，其由预聚物b和预聚物c共聚而成，其中，预聚物c由羟丙基封端聚硅氧烷与MDI先预聚成含硅氧烷的低聚物a，之后与KH550处理的硼酸铝晶须混合，在碱性条件下水解，通过硅氧烷水解的方法对硼酸铝晶须进行分散并与低聚物a结合，预聚物b和预聚物c嵌段聚合，使得硼酸铝晶须均匀分散在胶层中，相较于现有的搅拌分散方法，硼酸铝晶须分散更加均匀，可以形成均匀的强化作用，使得复合橡胶在每一处的性能几乎相同，在工作中摩擦损耗更加均匀，提高使用寿命。
[0023]2.本专利技术预聚物b是采用MDI和对苯二甲醇聚合而成，主链上含有大量的苯环，具有较高的强度，将其与预聚物c嵌段共聚，弥补引入聚硅氧烷后强度下降的问题，通过合理的成分配比，保证改性液态聚氨酯橡胶固化后具有良好的强度和韧性结合，从而适用于胶辊。
[0024]3.本专利技术改性液态聚氨酯橡胶和液体氟橡胶混炼，引入氟橡胶共混，提升复合橡胶的耐受性。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]本实施例制备预处理硼酸铝晶须，具体实施方法为：称取1kg市售硼酸铝晶须，调配体积浓度为30％的乙醇溶液，加入氢氧化钠至乙醇溶液的pH值为8，量取调配后的乙醇溶液5L加入超声分散机中，将硼酸铝晶须加入乙醇溶液中，在28kHz下超声分散20min，之后取300mL KH550在超声分散下滴加进分散液中，滴加完成继续超声分散5min，之后静置浸泡
24h，浸泡后离心，取下层沉淀蒸发干燥至恒重，得到预处理硼酸铝晶须。
[0028]实施例2
[0029]本实施例制备一种改性液态聚氨酯橡胶，具体实施过程如下：
[0030]步骤A1：取装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和气体保护装置的四口烧瓶，取2.3mol MDI，按照MDI的异氰酸酯基和羟基摩尔比为2.3:1取羟丙基封端聚硅氧烷，再取甲苯和MDI与羟丙基封端聚硅氧烷在烧瓶中搅拌至完全溶解，采用氮气进行保护，并将烧瓶置于油浴锅内，在80℃下搅拌反应55min，得到低聚物a；
[0031]步骤A2：取装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和气体保护装置的四口烧瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊，由辊芯和包覆在辊芯外层的复合橡胶组成，其特征在于，复合橡胶按照重量份计，包括改性液态聚氨酯橡胶60
‑
80份、液体氟橡胶16
‑
22份、补强剂3
‑
10份、交联剂1
‑
2份、硫化剂0.8
‑
1.5份和防老剂1
‑
3份；所述改性液态聚氨酯橡胶由以下步骤制备：步骤A1：取MDI、羟丙基封端聚硅氧烷和甲苯搅拌至完全溶解，氮气保护、80
‑
90℃油浴条件下反应40
‑
55min，得到低聚物a；步骤A2：取对苯二甲醇溶解于二甲苯中，加入MDI混合，氮气保护、68
‑
75℃油浴条件下反应1.5
‑
2h，得到预聚物b；步骤A3：取丙酮加入氢氧化钠溶液调节pH值为8.5
‑
9.5，再加入预处理硼酸铝晶须超声分散，得到分散液，将分散液加入低聚物a中，在60℃下搅拌水解10
‑
15min，得到预聚物c；步骤A4：将预聚物b、预聚物c和DMF搅拌混合，再滴加扩链剂、催化剂和DMF的混合液，滴加完毕后在78
‑
82℃下搅拌反应1h，制成改性液态聚氨酯橡胶。2.根据权利要求1所述的一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊，其特征在于，步骤A1中，MDI和羟丙基封端聚硅氧烷的用量按照异氰酸酯基和羟基的摩尔比为2.3
‑
2.5:1计量。3.根据权利要求1所述的一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚明清，
申请(专利权)人：马鞍山市天鑫辊业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：