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程中,若工藝配方處理不當(dāng),可能使膠輥在使用過程中出現(xiàn)脫芯等問題。
1 膠粘劑的選擇
根據(jù)粘合配價鍵理論,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,但碾米輥在動態(tài)工作狀態(tài)下,聚氨酯彈性體與輥芯之間會產(chǎn)生較大的剪切力,這對聚氨酯與金屬的結(jié)合強(qiáng)度有相當(dāng)高的要求。經(jīng)過實際試驗,在輥芯上涂覆含有多個異氰酸酯基的底涂劑(膠粘劑),對增強(qiáng)粘接力具有較好的效果。這是因為多異氰酸酯能與聚氨酯材料反應(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,會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)部內(nèi)應(yīng)力會集中在鐵芯的結(jié)合面上,形成較多的裂紋和局部脫芯,嚴(yán)重時會出現(xiàn)明顯的裂縫。
實際生產(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)計與脫模要求
模具設(shè)計與制造時,要求具有較好的密封性,易于閉合、開啟和脫膜。在設(shè)計模具時,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重要因素。如果膠輥在高溫硫化過程中受熱不均,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),也會引起膠輥脫芯。因為剛經(jīng)過高溫硫化的聚氨酯強(qiáng)度并不高。如果在脫模時,用力過度或移動時受強(qiáng)烈撞擊,出現(xiàn)裂口和隱形脫芯。
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