专利名称：聚氨酯砻谷机胶辊的制造方法
技术领域：
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8～18MOCA10～20
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羟值为60mgKOH/g，酸值为1mgKOH/g，分子量为17000的聚酯20kg置于50升反应釜中，120～140℃，＜7.0kpa下脱水1.5h，取样分析水含量为0.1%。用纯2.4TDI与之反应，设计预聚物含-NCO为5%，则QTDI＝QOH+H+QH2O+QNCO＝1.89+0.194+2.55＝4.634kg聚酯脱水后降温至50℃时将4.64kgTDI加入，使其在80～88℃下反应1.5h，取样分析-NCO含量为4.9%。然后升温至110～120℃，于真空下(660～5300pa)静止脱气40min。降温至80℃，将根据预聚体含-NCO量计算MOCA3.8kg加入其中搅拌混合均匀。趁热注入装有胶辊芯的模具中，待胶料变稠成为凝胶状即合上模具加压送入硫化箱内，于120～130℃下硫化2h.。取出稍降温后脱模，粗辊置于80℃下熟化12h。剪去边角余料即为成品胶辊。此类胶辊装入JT25型砻谷机实际应用，脱壳率在90.5%以上，胶耗为934.5kg/g(即加工934.5kg米耗胶1g)，有效工作时间可达800h，加工半成品米不染色，不起毛，表面光滑，碎米少，符合国家标准。
实施例2质量指标如实例1的聚酯20kg，脱水后水含量为0.1%，设计预聚体-NCO含量5%。采用TDI与MDI混合二异氰酸酯参加反应，经计算TDI为2.89kg(16.6mol)，MDI为2.50kg(10.0mol)。预聚体制成其-NCO含量为4.8%，重量为24.5kg，需MOCA3.7kg反应。以下操作与实例1同。
权利要求
1.一种以聚酯、异氰酸酯制成的预聚体，再与链增长剂反应，经浇注、硫化、熟化过程而制造聚氨酯砻谷胶辊的方法，其特征为所用原料配比是(以聚酯为100，重量份)聚酯 (MW15000～18500)羟值 40～100mgKOH/g酸值 0.5～3.0mgKOH/g水份 ＜0.2%) 100二异氰酸酯(TDI或/和MDI，纯度＞99%) 8～18MOCA(纯度＞95%) 10～20
2.如权利要求1所述的方法，其特征为使用二异氰酸酯为TDI和MDI，可单独使用，也可混合使用;混合使用时TDI占二异氰酸酯总量的40～70%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征为在制作预聚体时，按预聚体含-NCO量为3～10%计算加二异氰酸酯量与聚酯反应，反应毕再测定-NCO含量，按此含量计算下一步反应MOCA的用量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征为预聚体制造终了需要有一脱气程序，脱气条件是在真空(≤7.0kpa)下于110～120℃下进行20～40min。
全文摘要
一种聚氨酯砻谷机胶辊的制造方法，是用聚酯与二异氰酸酯反应制成含有-NCO基团的预聚体、然后加入按-NCO含量计算量的链增长剂MOCA参加反应，反应物经浇注、硫化、熟化过程而制成砻谷胶辊。这种胶辊表面平整，弹性好，砻谷时机械性能稳定，温升低，脱谷率达90.5％以上，加工产品符合国家标准，胶辊使用寿命是普通胶辊的4.5～5倍，且比现有技术生产的聚氨酯胶辊还耐用。
文档编号B29C39/10GK1081634SQ9210980
公开日1994年2月9日 申请日期1992年7月30日 优先权日1992年7月30日
发明者余胜全 申请人:大连聚氨酯材料制品厂