[发明专利]聚氨酯辊及其生产方法

说明书

本发明涉及由基于PPDI的塑料制造辊的辊套(Walzenmentel)或辊包覆 物(Walzenbezug)的方法。

本发明还涉及通过混合PPDI预聚物和固化剂形成的、用于制造辊的辊 套或辊包覆物的PPDI聚氨酯。

几十年前就已经知道聚氨酯弹性体，是通过PPDI(对苯二异氰酸酯)和 含有多元醇、二元醇和二元胺的混合物的一级或多级反应生成的。

PPDI聚氨酯弹性体以其抗撕裂性和抗撕裂传播高、耐磨性好、耐水解 性强和弹性高而闻名。

然而PPDI聚氨酯弹性体在固化时会出现强烈的收缩和差的原始强度 (Grünfestigkeit)。

本发明的目的在于：避免收缩和改善原始强度，从而扩大该塑料的使 用可能性。

本发明的目的通过向聚氨酯中添加固化剂将使用期(Topfzeit)缩短至 5～60秒而解决。

使用期的减少迅速地克服了原始强度的缺陷，这显著降低了在塑料固 化过程中发生应力开裂的危险。

此时有利的是将使用期缩短到8～20秒、特别是8～12秒。

通过适当选择固化剂能够在基于PPDI的预聚物和固化剂的交联反应过 程中控制反应速率和粘度增加，从而使通过回转浇铸制造辊套或辊包覆物 成为可能。

这还得到下述方法的支持：通过加速交联反应，快速地跨越了使用期 物料稠度时段，在该时段中物料为固态但基本没有机械强度和弹性。

此时，用与铸体的轴平行运行的铸口将塑料涂覆在圆柱形、以可旋转 方式安装的铸体上，其中所涂覆的塑料的温度应为70～110℃。

为减小固化时所涂覆的塑料的应力开裂趋势，塑料中应含有催化剂， 该催化剂优选自聚氨酯聚合催化剂。这些催化剂包括Zn、Co、Bi、Hg、Cd、 K等的各种金属有机化合物和金属有机盐，例如：

二月桂酸二丁锡、辛酸锡(Zinnoctoat)、二乙酸二辛锡、硫醇二丁锡、 氧化二丁锡、硫醇二甲基锡、硫醇二辛基锡、羧酸二甲锡(Dimethylzinn- carboxylat)......

此外，还包括所有的叔胺，如：

双-(2-二甲基氨基乙基)-醚、烷基吗啉、1，4-二氮杂双环辛烷、N，N-烷基 苄胺、1，2-二甲基咪唑、N，N-二甲基环己胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺。

首先，在浇铸大型空心圆柱形部件(如压榨套筒()或辊包覆 物)时这样做是有利的：铸体的圆周速率为15～80m/分钟，且铸口以5～10 mm/转的速率运行。

为良好地混合各组分，与固化剂的混合应在混合室中根据转子/定子原 则(Rotor/Stator Prinzip)进行。

有利的是根据以下条件设计定子和转子：

设计得到的转子和定子之间的间隙宽度分布应在1～5mm的范围内且 尽可能窄，从而实现尽可能均匀的反应混合剪切应力并且由此避免在低剪 切速率范围内阻塞混合室。

混合室的死体积(Totvolumen)应尽可能小。已经证实，死体积为5～10m1 的混合室以0.5～10升/分钟的物料流量进行混合是特别有利的。

由此引起的短暂停留时间要求非常有效的混合，这一方面通过1000～ 5000rpm的高转子转速，另一方面通过转子和定子上的分流部件而达到， 其中转子和定子上的分流部件防止直线流过(geradliniges Durchflieβen)混合 室。

在本发明中，对于PPDI聚氨酯至关重要的是：固化剂含有60～99重量％ 的1，4-丁二醇、最多为40重量％的二元胺及最多为1重量％的催化剂。

通过这种固化剂组合物能够在交联反应的过程中非常好地实现对反应 速率和粘度增加的所需影响。

此时，有利的是固化剂含有至少1重量％的二元胺和/或最少0.01重量％ 的催化剂。

固化剂混合物中的二元胺优选选自：