[发明专利]聚氨酯砻谷机胶辊的制造方法

说明书

本发明属于聚氨酯用品的制造技术。

稻谷加工中砻毂（脱壳）使用胶辊仅有几拾年的历史，胶辊所用胶料主要是使用天然橡胶、丁苯橡胶等。然而这种胶辊硬度高、弹性差、耐磨性能亦不能令人满意，如果是黑色胶辊，砻谷时米的颜色发黑。如果胶辊采用丁腈胶为主制作，则耐磨性、耐温性有所改善。我国部颁标准规定的一级黑色胶辊其扯断强度为＞120kg/cm，扯断伸长率＞200%，磨损减量为＜1.2cm³/1.614m。用浇注成型的聚氨酯弹性体是一种性能特异高聚物制品，具有耐磨、抗拉、抗压、耐油、耐溶剂以及在高硬度下具有高弹性等优点。用聚氨酯制成的砻谷机胶辊使用寿命比一般胶辊提高2.5倍以上，扯断强度＞300kg/cm²，扯断伸长率＞450%，磨损减量＜0.06cm³/1.64m，邵氏硬度为80～90，使用时机械性能稳定、温升低、产量可达3810.4kg/h，而胶耗为130.73kg/g，即加工130.73kg糙米耗胶仅1g，脱壳率为88.5%，这对稻谷加工行业是一个相当大的进步。制作这种聚氨酯砻谷胶辊的工艺是：先制成聚氨酯预聚物，再与链增长剂混合后注入模具，经模压、硫化成型、脱模熟化后而得产品。

本发明的目的是在现有的聚氨酯砻谷胶辊生产工艺的基础上提供更加合理、实用的制造方法，使其产品具有更高的强度，合适的硬度、弹性及更耐磨。

聚氨酯弹性体是一类性能指标非常宽的合成高分子材料，可以根据需要去设计原料品种配方和制造工艺。本发明考虑到砻谷时需要很强的耐磨性，设计如附图所示的工艺流程。聚酯（亦称聚酯多元醇）是由二元醇和二元酸缩合制成，是带有相当数量的羟基和羧基的大分子，本发明需要的聚酯的分子量为15000～18500，羟值为40～100mgKOH/g，酸值为0.5～3.0mgKOH/g，水份＜0.2%。使用时还需在120～140℃，≤7.0kpa真空下脱水。二异氰酸酯的通式为：

常用的是TDI（甲苯二异氰酸酯，异氰酸基有2.4和2.6区别），本发明采用纯2.4体至24/26＝80/20;除此外有时本发明还使用部分的MDI（二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯）。聚酯是在脱水后降温至40～60℃时加入二异氰酸酯，反应使其在80～88℃下进行1～2h，反应毕需取样分析其中含-NCO的量。本发明设计这种预聚体需含-NCO为3～10%，以便在进一步与链增长剂反应而生成高分子弹性体。在反应完毕取样分析-NCO含量，需将预聚体置于110～120℃，≤7.0kpa真空下脱气20～60min，然后将计量好的脱气预聚体与根据预聚体分析-NCO含量计算量的链增长剂在80～90℃下混合搅拌均匀，注入模具铁芯中，混合物料因链增长反应而逐渐变稠成凝胶状，合上模具加压送入硫化箱，120～130℃硫化1～3h，卸去模具，将硫化好的胶辊置于70～90℃条件下熟化8～12h，剪切即成成品胶辊。链增长剂亦称固化剂，为通式如下的芳香二元胺：

x为卤素，n为1～3，常用的是3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷（MOCA）。

在制造聚氨酯胶辊中，所用原料配比为（以聚酯为100，重量份）：

聚酯    100

二氰酸酯    8～18

MOCA    10～20

二异氰酸酯为TDI、MDI，可单独使用，也可混合用;混合使用时TDI占二异氰酸酯总量的40～70%。实际上这种配方是根据聚酯质量的数据，根据需要经计算而得出二异氰酸酯应使用的品种、规格、数量;根据设计预聚体含-NCO多少而预聚体制作完毕取样分析其-NCO含量而计算MOCA的用量。用量计算是通常高分子反应中根据基团反应的方法进行。用本发明的方法制造的胶辊表面平整，弹性好，砻谷时机械性能稳定，温升低、胶耗低，砻谷产量达到并超过砻谷设计量，脱壳率≥90%，使用寿命是普通胶辊的4.5～5.0倍，且砻谷加工的成品、半成品、副产品的指标均符合国家标准。

本发明的特点为：（1）制造工艺合理，要求原料的质量指标严格，原料配比适当，（2）用此工艺制造的砻谷胶辊质量不仅远远地高于传统胶辊，且比现有技术生产的聚氨酯胶辊质量好，效率高，对于提高砻谷产量，降低电耗、成本、减轻工人劳动强度将起着重要作用。

实例1