聚氨酯膠輥有發(fā)展前途。聚氨酯膠輥由鐵輥芯和澆注聚氨酯彈性體包膠層組成。在聚氨酯膠輥的制造過(guò)程中,若工藝配方處理不當(dāng),可能使膠輥在使用過(guò)程中出現(xiàn)脫芯等問(wèn)題。
1 膠粘劑的選擇
根據(jù)粘合配價(jià)鍵理論,分子極性大的聚合物材料與金屬材料表面之間可以形成配價(jià)鍵及范德華力,而使材料與金屬之間形成緊密結(jié)合。
在金屬輥芯四周澆注聚氨酯液體原料,形成的聚氨酯彈性體與輥芯之間有一定的結(jié)合力,但碾米輥在動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)下,聚氨酯彈性體與輥芯之間會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力,這對(duì)聚氨酯與金屬的結(jié)合強(qiáng)度有相當(dāng)高的要求。經(jīng)過(guò)實(shí)際試驗(yàn),在輥芯上涂覆含有多個(gè)異氰酸酯基的底涂劑(膠粘劑),對(duì)增強(qiáng)粘接力具有較好的效果。這是因?yàn)槎喈惽杷狨ツ芘c聚氨酯材料反應(yīng),并形成剛性粘接層,與鐵輥芯形成一體。粘接層中的異氰酸酯基、苯環(huán)、氨基甲酸酯基與金屬輥表面的鐵原子及其氧化物等相互作用,形成化學(xué)鍵或次價(jià)鍵(如氫鍵)等,使得聚氨酯與金屬之間產(chǎn)生較高的粘接強(qiáng)度。
2 鐵芯的處理
鑄鐵輥芯的處理也是防止膠輥脫芯的關(guān)鍵之一。要保證聚氨酯彈性體與鐵芯產(chǎn)生良好的結(jié)合,通常需對(duì)鐵芯進(jìn)行清洗處理,如用酸洗除銹,用有機(jī)物去油污等,以確保其表面干凈無(wú)污。機(jī)械噴砂處理通常是提高粘接強(qiáng)度行之有效的方法之一。通過(guò)噴砂處理,增加了輥芯的表面粗糙度,可以使粘接界面的表面積增加幾倍甚至幾十倍,相應(yīng)提高了聚氨酯與金屬鐵芯的結(jié)合力。噴砂處理所產(chǎn)生的表面凹凸不平,會(huì)使聚氨酯與鐵芯之間產(chǎn)生更多的咬合聯(lián)結(jié),提高粘接強(qiáng)度。
鐵芯處理后應(yīng)保持其干燥,防止再度生銹。尤其在夏季,空氣中的水分會(huì)在處理好的鐵芯表面上形成一層水膜,導(dǎo)致鐵芯生銹,鐵芯表面吸附的水也會(huì)與異氰酸酯反應(yīng),在粘接界面層中形成二氧化碳?xì)馀?這樣會(huì)大大降低其粘接強(qiáng)度。
3 模具及鐵芯溫度的影響
在聚氨酯料液澆注過(guò)程中,要求鐵芯和模具的溫度與聚氨酯料液的溫度相近。當(dāng)二者溫差較大時(shí),會(huì)造成物料的固化速度不均勻,結(jié)果導(dǎo)致聚氨酯材料固化后產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。由于剛剛固化的聚氨酯強(qiáng)度很低,脫模后彈性體內(nèi)部?jī)?nèi)應(yīng)力會(huì)集中在鐵芯的結(jié)合面上,形成較多的裂紋和局部脫芯,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。
實(shí)際生產(chǎn)中,可控制聚氨酯澆注料與鐵芯及模具之間的溫差在10℃以內(nèi)。
4 模具設(shè)計(jì)與脫模要求
模具設(shè)計(jì)與制造時(shí),要求具有較好的密封性,易于閉合、開(kāi)啟和脫膜。在設(shè)計(jì)模具時(shí),還要考慮聚氨酯的受熱均衡性,這是容易被廠家忽視的一個(gè)重要因素。如果膠輥在高溫硫化過(guò)程中受熱不均,通常在鐵芯與聚氨酯的結(jié)合處發(fā)生聚氨酯硫化不完全,彈性體強(qiáng)度低,或出現(xiàn)裂口。硫化后的膠輥若脫模不當(dāng),也會(huì)引起膠輥脫芯。因?yàn)閯偨?jīng)過(guò)高溫硫化的聚氨酯強(qiáng)度并不高。如果在脫模時(shí),用力過(guò)度或移動(dòng)時(shí)受強(qiáng)烈撞擊,出現(xiàn)裂口和隱形脫芯。
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