[發明專利]一種耐磨性聚氨酯橡膠工業膠輥及其制備方法

有效

• 申請號: 202210374586.2
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114656772B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 龔明清
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市天鑫輥業有限責任公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L27/12;C08K9/06;C08K7/08;C08G18/76;C08G18/65;C08G18/61;C08G18/10;C08G18/32
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 安朋

本發明涉及一種耐磨性聚氨酯橡膠工業膠輥及其制備方法，屬于傳動設備零件技術領域。膠輥包括輥芯和包覆在輥芯外層的復合橡膠，復合橡膠中采用一種改性液態聚氨酯橡膠，其中預聚物c由羥丙基封端聚硅氧烷與MD I先預聚成含硅氧烷的低聚物a，之后與KH550處理的硼酸鋁晶須混合，在堿性條件下水解，通過硅氧烷水解的方法對硼酸鋁晶須進行分散并與低聚物a結合，預聚物b和預聚物c嵌段聚合，使得硼酸鋁晶須均勻分散在膠層中，使得硼酸鋁晶須分散更加均勻，可以形成均勻的強化作用，預聚物b是以MD I和對苯二甲醇聚合而成，主鏈上含有大量的苯環，具有較高的強度，其與預聚物c嵌段共聚，獲得良好的強度和韌性。

技術領域

本發明屬于傳動設備零件技術領域，具體地，涉及一種耐磨性聚氨酯橡膠工業膠輥及其制備方法。

背景技術

膠輥是以金屬或其他材料為芯，外覆橡膠層而制成的輥狀制品，其主要作用是承載并傳送物料，該工作性質要求其必須具有良好的耐磨性，從而能夠穩定生產，同時也必須保留一定的彈性，才能提供足夠的摩擦力用于輸送，避免在傳送過程中打滑。現有的技術方案是在橡膠中添加一定量的無機粒子制成強化橡膠，降低橡膠的彈性，增加橡膠的耐磨性，通常為了保證無機粒子的分散性，先將無機粒子進行偶聯處理，提高與橡膠的相容性，但是存在以下問題：無機粒子在橡膠中的分散程度以及結合強度不高，工作過程中，摩擦損耗不均，導致膠輥的圓度增大、膠輥表面出現點蝕，進而導致傳動不均。

發明內容

為了解決背景技術中提到的技術問題，本發明的目的在于提供一種耐磨性聚氨酯橡膠工業膠輥及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種耐磨性聚氨酯橡膠工業膠輥，包括輥芯和包覆在輥芯外層的復合橡膠，復合橡膠按照重量份計，包括改性液態聚氨酯橡膠60-80份、液體氟橡膠16-22份、補強劑3-10份、交聯劑1-2份、硫化劑0.8-1.5份和防老劑1-3份；

改性液態聚氨酯橡膠由以下步驟制備：

步驟A1：取裝有回流冷凝器、攪拌器、溫度計和氣體保護裝置的四口燒瓶，加入MDI、羥丙基封端聚硅氧烷和甲苯攪拌至完全溶解，氮氣保護、80-90℃油浴條件下反應40-55min，得到低聚物a；

步驟A2：另取與步驟A1相同的四口燒瓶，向燒瓶中加入對苯二甲醇和二甲苯攪拌至完全溶解，之后加入MDI攪拌混合，氮氣保護、68-75℃油浴條件下反應1.5-2h，得到預聚物b；

步驟A3：取丙酮加入超聲分散機中，滴加氫氧化鈉溶液調節pH值為8.5-9.5，再加入預處理硼酸鋁晶須超聲分散，得到分散液，將分散液加入低聚物a中，在60℃下高速攪拌10-15min，將預處理硼酸鋁晶須分散在低聚物a中并進行水解，得到預聚物c；

步驟A4：將預聚物b、預聚物c和DMF投加到反應釜中攪拌混合，再取擴鏈劑和催化劑與DMF攪拌混合后滴加到反應釜中，滴加完畢，在78-82℃下攪拌反應1h，制成改性液態聚氨酯橡膠。

進一步地，步驟A1中，MDI和羥丙基封端聚硅氧烷的用量按照異氰酸酯基和羥基的摩爾比為2.3-2.5:1計量。

進一步地，步驟A2中，MDI和對苯二甲醇的用量摩爾比為2.1-2.2:1。

進一步地，預處理硼酸鋁晶須的制備方法為：取體積濃度為30％的乙醇溶液，加入氫氧化鈉調節pH值為8，再加入硼酸鋁晶須超聲分散，之后加入KH550再次超聲分散，靜置24h依次離心、蒸干至恒重，得到預處理硼酸鋁晶須。

進一步地，預處理硼酸鋁晶須的用量為步驟A1中MDI和羥丙基封端聚硅氧烷總質量的8-12％。

進一步地，預聚物b和預聚物c的用量按照步驟A1中MDI和羥丙基封端聚硅氧烷與步驟A2中MDI和對苯二甲醇的總質量比為2.7-3.1：1計量。