一種新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合聚氨酯膠輥的制備方法，具體涉及一種加入碳纖維的聚氨酯膠輥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前普通聚氨酯膠輥的情況是:采用普通聚氨酯制備的膠輥其耐磨性差，無(wú)法滿足目前包裝機(jī)械設(shè)備往高速和超高速發(fā)展的需求；采用普通聚氨酯制備的膠輥其硬度低、抗撕裂性差，無(wú)法滿足目前大中型拋丸清理設(shè)備中膠輥承重力大(單件膠輥承重在4-5T)，轉(zhuǎn)速高的要求；采用普通聚氨酯制備的膠輥其耐熱性差，在長(zhǎng)期高速工作下，其熱積聚到達(dá)一定情況下，會(huì)導(dǎo)致聚氨酯的性能呈現(xiàn)直線下降趨勢(shì)，導(dǎo)致壽命短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能生產(chǎn)出耐磨性好，抗撕裂性好，耐熱性好，使用壽命長(zhǎng)的新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的制備方法。
[0004]技術(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的一種新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的制備方法，它包括以下步驟:
[0005](I)輥芯處理:在輥芯外圓進(jìn)行拉毛處理，使其表面粗糙度達(dá)到RalOO，深度為2mm，兩波峰或兩波谷之間的距離為5mm;將拉毛后的輥芯進(jìn)行除油處理，采用高效除油劑LST-1010，去除輥芯表面的有機(jī)物；將除油后的輥芯清洗至潔凈狀態(tài)，把輥芯裝入由底模、中模、模芯、上模四部分組成的模具中；然后將裝有輥芯的模具放入烘箱中作除水份處理，至徹底烘干后取出輥芯；將取出的輥芯進(jìn)行涂覆作業(yè)，在輥芯的外圓面上涂覆開姆洛克402粘接劑，至12小時(shí)后備用；
[0006](2)聚氨酯A層制備:按照100份的比例計(jì)算，將80-90份聚氨酯放入反應(yīng)釜中加溫?cái)嚢瑁敝劣晒腆w變成液體，其加溫溫度為120°C，加溫?cái)嚢钑r(shí)間為40分鐘；然后加入5-10份炭黑進(jìn)行填充補(bǔ)償，溫度保持在120°C，攪拌時(shí)間10分鐘，使液體樹脂和炭黑充分融合；最后加入5-10份MDI交聯(lián)劑，加溫?cái)嚢?，溫度加溫?50°C，打開真空泵，抽真空16分鐘，再加溫?cái)嚢柚?80°C，打開玻璃真空活塞，進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間5分鐘；
[0007](3)碳纖維環(huán)套的制備:將碳纖維預(yù)浸布按照平鋪法進(jìn)行橫向鋪層，鋪層角度為45°，鋪設(shè)29層，放入模具中，在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化成型，硫化機(jī)壓力設(shè)定為75噸，然后加溫，在3小時(shí)內(nèi)勻速升溫至100°C，再在2小時(shí)內(nèi)勻速升溫至180°C，再在3小時(shí)內(nèi)勻速升溫至270°C，再在8小時(shí)內(nèi)勻速升溫至350°C，恒溫8小時(shí)后冷卻，將成型的碳纖維環(huán)套毛坯從模具中取出，加工清洗干凈后入烘箱中烘干備用；
[0008](4)聚氨酯B層制備:按照100份的比例計(jì)算，將80-90份聚氨酯放入反應(yīng)釜中加溫?cái)嚢瑁敝劣晒腆w變成液體，其加溫溫度為120°C，加溫?cái)嚢钑r(shí)間為40分鐘；然后加入5-10份炭黑進(jìn)行填充補(bǔ)償，溫度保持在120°C，攪拌時(shí)間10分鐘，使液體樹脂和炭黑充分融合；最后加入5-10份MDI交聯(lián)劑，加溫?cái)嚢?，溫度加溫?50°C，打開真空泵，抽真空16分鐘，再加溫?cái)嚢柚?80°C，打開玻璃真空活塞，進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間5分鐘；
[0009](5)將經(jīng)過步驟(I)處理后的輥芯和聚氨酯A層裝入模具中，用模具芯棒對(duì)其進(jìn)行定位；將碳纖維環(huán)套裝入模具中，用模具的外模對(duì)其進(jìn)行定位；將聚氨酯B層加溫至100°C _120°C，在熱液體狀的情況下，通過過濾網(wǎng)直接澆注入輥芯+聚氨酯A層結(jié)合體和碳纖維環(huán)套之間，2分鐘后將其放入真空硫化烘箱中進(jìn)行硫化作業(yè)，時(shí)間為12小時(shí)；取出碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的毛坯，進(jìn)行尺寸加工。
[0010]在所述步驟(I)中，采用數(shù)控臥式車床CAK1626配硬質(zhì)合金拉毛刀進(jìn)行拉毛處理。
[0011]在所述步驟(4)中，采用型號(hào)CZ-102的真空泵。
[0012]在所述步驟(2)中，制備聚氨酯A層時(shí)，按照100份的比例計(jì)算，優(yōu)選加入90份聚氨酯，5份炭黑和5份MDI。
[0013]在所述步驟(4)中，制備聚氨酯B層時(shí)，按照100份的比例計(jì)算，優(yōu)選加入90份聚氨酯，5份炭黑和5份MDI。
[0014]本發(fā)明除了替代普通聚氨酯膠輥外，還有如下用途:
[0015]1、在無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過程中，有一個(gè)無(wú)縫鋼管輸送的工藝。在傳統(tǒng)無(wú)縫鋼管輸送中采用普通45鋼材生產(chǎn)的鋼輥，因鋼輥無(wú)彈性，在輸送過程中存在噪音大，造成無(wú)縫鋼管表面撞傷，鋼輥磨損快等問題，采用新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥很好的解決了這些問題，碳纖維作為耐磨層，其耐磨性是普通45鋼的4-5倍，聚氨酯A層和B層賦予了很好的彈性，使無(wú)縫鋼管能夠做到柔性輸送，無(wú)金屬撞擊聲，降低噪音改善生產(chǎn)環(huán)境，無(wú)縫鋼管表面無(wú)撞傷。同時(shí)降低了使用成本，減少設(shè)備停車時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0016]2、凡是在需要滾筒的設(shè)備上，新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥可以直接替代傳統(tǒng)鋼制托輪，使原來(lái)上百公斤重的托輪可以減輕到30公斤左右，極大的降低了更換鋼制托輪的勞動(dòng)強(qiáng)度和難度，同時(shí)也達(dá)到了減輕設(shè)備的重量，降低設(shè)備能源消耗等目的。
[0017]本發(fā)明的組成部分:
[0018]1、輥芯部分。材料可以為:黑色金屬和有色金屬。形狀可以為任何形狀(大致分為基孔類輥芯和基軸類輥芯)，輥芯外圓上進(jìn)行拉毛處理，以便涂覆羅門哈斯粘接劑用。
[0019]2、聚氨酯A部分。材料可以為:聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯，采用炭黑填充、MDI交聯(lián)，聚氨酯硫化后的硬度為:邵爾65-70°。
[0020]3、聚氨酯B部分。材料可以為:聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯，采用炭黑填充、MDI交聯(lián)，聚氨酯硫化后的硬度為:邵爾65-70°。
[0021]4、碳纖維環(huán)套部分。材料為:由東麗碳纖維預(yù)浸布根據(jù)膠輥的最終尺寸制備的碳纖維環(huán)套。
[0022]本發(fā)明中碳纖維環(huán)套的制備:
[0023]1、將碳纖維預(yù)浸布按照平鋪法進(jìn)行橫向鋪層，鋪層角度為45°，鋪設(shè)29層。放入模具中，在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化成型，硫化機(jī)壓力設(shè)定為75噸。
[0024]2、將成型的碳纖維環(huán)套毛坯從模具中取出，根據(jù)圖紙尺寸要求，機(jī)械加工至規(guī)定尺寸。清洗干凈后入烘箱中烘干備用。
[0025]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明提供一種步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高的制備碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的方法，生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有耐磨性好，抗撕裂性好，耐熱性好，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過程中，解決了以前噪音大，造成無(wú)縫鋼管表面撞傷，鋼輥磨損快等問題，采用碳纖維作為耐磨層，其耐磨性是普通45鋼的4-5倍，聚氨酯A層和B層賦予了很好的彈性，使無(wú)縫鋼管能夠做到柔性輸送，無(wú)金屬撞擊聲，降低噪音改善生產(chǎn)環(huán)境，無(wú)縫鋼管表面無(wú)撞傷，降低了使用成本，減少設(shè)備停車時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥可以直接替代傳統(tǒng)鋼制托輪，使原來(lái)上百公斤重的托輪可以減輕到30公斤左右，極大的降低了更換鋼制托輪的勞動(dòng)強(qiáng)度和難度，同時(shí)也達(dá)到了減輕設(shè)備的重量，降低了設(shè)備能源消耗等。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明中碳纖維環(huán)套的制備中硫化過程的時(shí)間和溫度的對(duì)應(yīng)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]本發(fā)明所述的一種新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的制備方法，它包括以下步驟:(I)輥芯處理:在輥芯外圓進(jìn)行拉毛處理，使其表面粗糙度達(dá)到RalOO，深度為2mm，兩波峰或兩波谷之間的距離為5mm ;將拉毛后的輥芯進(jìn)行除油處理，采用高效除油劑LST-1010，去除輥芯表面的有機(jī)物；將除油后的輥芯清洗至潔凈狀態(tài)，把輥芯裝入由底模、中模、模芯、上模四部分組成的模具中；然后將裝有輥芯的模具放入烘箱中作除水份處理，至徹底烘干后取出輥芯；將取出的輥芯進(jìn)行涂覆作業(yè)，在輥芯的外圓面上涂覆開姆洛克402粘接劑，至12小時(shí)后備用；(2)聚氨酯A層制備:按照100份的比例計(jì)算，將80份聚氨酯放入反應(yīng)釜中加溫?cái)嚢?，直至由固體變成液體，其加溫溫度為120°C，加溫?cái)嚢钑r(shí)間為40分鐘；然后加入10份炭黑進(jìn)行填充補(bǔ)償，溫度保持在120°C，攪拌時(shí)間10分鐘，使液體樹脂和炭黑充分融合；最后加入10份MDI交聯(lián)劑，加溫?cái)嚢瑁瑴囟燃訙刂?50°C，打開真空泵，抽真空16分鐘，再加溫?cái)嚢柚?80°C，打開玻璃真空活塞，進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間5分鐘；(3)碳纖維環(huán)套的制備:將碳纖維預(yù)浸布按照平鋪法進(jìn)行橫向鋪層，鋪層角度為45°，鋪設(shè)29層，放入模具中，在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化成型，硫化機(jī)壓力設(shè)定為75噸，然后加溫，在3小時(shí)內(nèi)勻速升溫至100°C，再在2小時(shí)內(nèi)勻速升溫至180°C，再在3小時(shí)內(nèi)勻速升溫至270°C，再在8小時(shí)內(nèi)勻速升溫至350°C，恒溫8小時(shí)后冷卻，將成型的碳纖維環(huán)套毛坯從模具中取出，加工清洗干凈后入烘箱中烘干備用；(4)聚氨酯B層制備:按照100份的比例計(jì)算，將80份聚氨酯放入反應(yīng)釜中加溫?cái)嚢?，直至由固體變成液體，其加溫溫度為120°C，加溫?cái)嚢钑r(shí)間為40分鐘；然后加入10份炭黑進(jìn)行填充補(bǔ)償，溫度保持在120°C，攪拌時(shí)間10分鐘，使液體樹脂和炭黑充分融合；最后加入10份MDI交聯(lián)劑，加溫?cái)嚢瑁瑴囟燃訙刂?50°C，打開真空泵，抽真空16分鐘，再加溫?cái)嚢柚?80°C，打開玻璃真空活塞，進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間5分鐘；(5)將經(jīng)過步驟(I)處理后的輥芯和聚氨酯A層裝入模具中，用模具芯棒對(duì)其進(jìn)行定位；將碳纖維環(huán)套裝入模具中，用模具的外模對(duì)其進(jìn)行定位；將聚氨酯B層加溫至105°C，在熱液體狀的情況下，通過過濾網(wǎng)直接澆注入輥芯+聚氨酯A層結(jié)合體和碳纖維環(huán)套之間，2分鐘后將其放入真空硫化烘箱中進(jìn)行硫化作業(yè)，時(shí)間為12小時(shí)；取出碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的毛坯，進(jìn)行尺寸加工；在所述步驟(I)中，采用數(shù)控臥式車床CAK1626配硬質(zhì)合金拉毛刀進(jìn)行拉毛處理；在所述步驟(4)中，采用型號(hào)CZ-102的真空泵。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]本發(fā)明所述的一種新型碳纖維復(fù)合聚氨酯膠輥的制備方法，它包括以下步驟:(I)輥芯處理:在輥芯外圓進(jìn)行拉毛處理，使其表面粗糙度達(dá)到RalOO，深度為2mm，兩波峰或兩波谷之間的距離為5mm ;將拉毛后的輥芯進(jìn)行除油處理，采用高效除油劑LST-1010，去除輥芯表面的有機(jī)物；將除油后的輥芯清洗至