[发明专利]一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法，属于传动设备零件技术领域。胶辊包括辊芯和包覆在辊芯外层的复合橡胶，复合橡胶中采用一种改性液态聚氨酯橡胶，其中预聚物c由羟丙基封端聚硅氧烷与MD I先预聚成含硅氧烷的低聚物a，之后与KH550处理的硼酸铝晶须混合，在碱性条件下水解，通过硅氧烷水解的方法对硼酸铝晶须进行分散并与低聚物a结合，预聚物b和预聚物c嵌段聚合，使得硼酸铝晶须均匀分散在胶层中，使得硼酸铝晶须分散更加均匀，可以形成均匀的强化作用，预聚物b是以MD I和对苯二甲醇聚合而成，主链上含有大量的苯环，具有较高的强度，其与预聚物c嵌段共聚，获得良好的强度和韧性。

技术领域

本发明属于传动设备零件技术领域，具体地，涉及一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法。

背景技术

胶辊是以金属或其他材料为芯，外覆橡胶层而制成的辊状制品，其主要作用是承载并传送物料，该工作性质要求其必须具有良好的耐磨性，从而能够稳定生产，同时也必须保留一定的弹性，才能提供足够的摩擦力用于输送，避免在传送过程中打滑。现有的技术方案是在橡胶中添加一定量的无机粒子制成强化橡胶，降低橡胶的弹性，增加橡胶的耐磨性，通常为了保证无机粒子的分散性，先将无机粒子进行偶联处理，提高与橡胶的相容性，但是存在以下问题：无机粒子在橡胶中的分散程度以及结合强度不高，工作过程中，摩擦损耗不均，导致胶辊的圆度增大、胶辊表面出现点蚀，进而导致传动不均。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐磨性聚氨酯橡胶工业胶辊，包括辊芯和包覆在辊芯外层的复合橡胶，复合橡胶按照重量份计，包括改性液态聚氨酯橡胶60-80份、液体氟橡胶16-22份、补强剂3-10份、交联剂1-2份、硫化剂0.8-1.5份和防老剂1-3份；

改性液态聚氨酯橡胶由以下步骤制备：

步骤A1：取装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和气体保护装置的四口烧瓶，加入MDI、羟丙基封端聚硅氧烷和甲苯搅拌至完全溶解，氮气保护、80-90℃油浴条件下反应40-55min，得到低聚物a；

步骤A2：另取与步骤A1相同的四口烧瓶，向烧瓶中加入对苯二甲醇和二甲苯搅拌至完全溶解，之后加入MDI搅拌混合，氮气保护、68-75℃油浴条件下反应1.5-2h，得到预聚物b；

步骤A3：取丙酮加入超声分散机中，滴加氢氧化钠溶液调节pH值为8.5-9.5，再加入预处理硼酸铝晶须超声分散，得到分散液，将分散液加入低聚物a中，在60℃下高速搅拌10-15min，将预处理硼酸铝晶须分散在低聚物a中并进行水解，得到预聚物c；

步骤A4：将预聚物b、预聚物c和DMF投加到反应釜中搅拌混合，再取扩链剂和催化剂与DMF搅拌混合后滴加到反应釜中，滴加完毕，在78-82℃下搅拌反应1h，制成改性液态聚氨酯橡胶。

进一步地，步骤A1中，MDI和羟丙基封端聚硅氧烷的用量按照异氰酸酯基和羟基的摩尔比为2.3-2.5:1计量。

进一步地，步骤A2中，MDI和对苯二甲醇的用量摩尔比为2.1-2.2:1。

进一步地，预处理硼酸铝晶须的制备方法为：取体积浓度为30％的乙醇溶液，加入氢氧化钠调节pH值为8，再加入硼酸铝晶须超声分散，之后加入KH550再次超声分散，静置24h依次离心、蒸干至恒重，得到预处理硼酸铝晶须。

进一步地，预处理硼酸铝晶须的用量为步骤A1中MDI和羟丙基封端聚硅氧烷总质量的8-12％。

进一步地，预聚物b和预聚物c的用量按照步骤A1中MDI和羟丙基封端聚硅氧烷与步骤A2中MDI和对苯二甲醇的总质量比为2.7-3.1：1计量。