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浅谈聚氨醋弹性体密封件的生产工艺和设备

作者:聚氨酯设备     来源: http://www.jxpui.com   日期:2017-01-04 11:58
  各种机械的液压或气压系统,都离不开密封件,如0型圈,U型圈,V型圈,X,  Y型圈及石油管道清管器等。一般用橡胶制作的密封件由于硬度和强度不足,即使采用金属或纤维等材料加以增强,也难以在苛刻条件下长期使用。而聚氨酷弹性体的杨氏模量比橡胶或其他弹性体高得多卜般橡胶的弹性模量为0. 2 }10 MPa),可高达数百MPa,聚氨酷弹性体硬度范围很宽,低至邵A10以下的低模量橡胶,高至邵D85的高抗冲击弹性材料,且其耐磨、耐油性特佳,即使不用骨架材料增强也可作为高压密封,高品质的聚氨酷密封件甚至可在50}70MPa的液压系统中正常工作。
 
浅谈聚氨醋弹性体密封件的生产工艺和设备

浅谈聚氨醋弹性体密封件的生产工艺和设备
 
  1浇注型聚氨醋弹性体(CPU)生产工艺和方法
 
  1. 1聚氨醋弹性体3种生产工艺
 
  ①混炼型(MPU,需要交联的固体弹性体)
 
  可用一般橡胶设备进行加工。首先由聚酷或聚醚与二异氰酸酷发生加聚反应制成生胶,当二异氰酸酷过量时(异氰酸酷指数R=1. 0}1. 1)生胶端基为异氰酸酷基,当聚酷或聚醚过量时(R=0. 7}0. 99)生胶端基为轻基,生胶加水、二元醇等活性氢化合物或二异氰酸酷、过氧化物、硫磺,再添加炭黑等填料和助剂,经炼胶机混炼和高温硫化便制得成品。
 
  ②热塑型(TPU,不需交联的热塑性弹性体)
 
  它是由聚醚(聚酷)多元醇、二异氰酸酷和低相对分子质量二醇或二胺反应生成的,基本为直链的嵌段共聚结构高分子固体。它具有典型的热塑性,可用一般塑料加工方法(如注塑模塑、挤出成型、压延等工艺)进行加工。
 
  ③浇注型(CPU,需要交联的液体浇注弹性体)
 
  该种工艺是将液态的各组分原料计量、混合,并以液态注入模具进行反应,使聚氨酷分子迅速增长和交联,其形态也在模具中逐渐由液态转化为橡胶状高弹性固体。由于此法具有流动性好的特点,故可制成几何形状复杂的零件,制品再现性强,硬度调节范围广,综合性能优良,故其产量占聚氨酷弹性体中70%以上(密封件多采用该种工艺)。
 
  一般聚氨酷密封件主要采用CPU工艺生产,对单体重量较小和批量较大的密封件亦采用TPU工艺生产。目前温州飞龙机电设备工程有限公司可生产各种不同要求的聚氨酷预聚体合成设备及不同品种、多种规格的CPU设备,亦可按用户的工艺要求设计并生产TPU母料设备。
 
  1. 2   CPU制品3种生产方法
 
  ①一步法:将低聚物多元醇、异氰酸酷、扩链剂和催化剂等经精确计量和均匀混合后浇注到模具中,在一定温度下固化成型。此法可采用一般中温或常温型聚氨酷发泡设备生产,但反应较难控制,制品物性较差,常用于制造要求不太高的低硬度、低模量的制品,如印刷胶辊、小型实心轮等。
 
  ②预聚体法(为CPU最主要的生产方法):先将低聚物多元醇和异氰酸酷进行预聚反应,生产端-NCO基的聚氨酷预聚物A (-NCO质量分数常为3%}10%),再与扩链剂B反应制备CPU。由于此法反应分2步进行,扩链反应时放热低,反应速度易于控制,制得聚氨酷分子链段排列比较规整,使之物性优良,重复性好。常用高温型CPU浇注机生产(一般A和B混合质量比为100: (8一16)) o
 
  ③半预聚体法:将多元醇分为两部分,一部分和异氰酸酷反应生成预聚体CNCO质量分数常为12%}15%),一部分与扩链剂B混合,在浇注时加入,可用一般中温型的微孔弹性体浇注机生产(A和B混合质量比约为1:1) o2  CPU制品原料的确定
 
  生产CPU制品主要有下列3种原料:
 
  ①低聚物多元醇(聚醇)。聚酷多元醇(PES):聚己二酸酷系列端轻基聚酷(M}=1000%2000) ;聚醚多元醇(PET):聚丙二醇(PPG>(M} 400}2000>,聚四氢吠喃(PTMEG) (M} 1000一2000);聚己内酷多元醇(PCE> (M}=5so}2oo0>;聚烯烃多元醇:端轻基聚丁二烯(HTPB) (M}=2000) o②异氰酸酷。甲苯二异氰酸酷(T D工);二苯甲烷二异氰酸酷(M D工);
 
  1, 5-茶二异氰酸酷(ND工)。③扩链剂(固化剂)。二3. 2生产工艺
 
  3. 2. 1预聚体制备举例
 
  ①聚酷多元醇脱水(在脱水釜中进行):用M} 2 000轻值53}59mg(KOH)/g,溶点40500C)的聚酷,加热熔化后在带搅拌的不锈钢或搪瓷釜中,脱水温度100一14 0 0C聚醚100110 0C),以余压胺类:3, 3’一二氯-4, 4'一二苯基甲烷二胺((MOCA) ;二醇类:1, 4一丁二醇(BDO),三轻甲基丙烷}T M P},氢醒一二(R一轻乙基)醚}HQEE)。
 
  目前成熟技术:PPG-TD工一MOCA体系(成本较低,物性稍差);PTMG-TD工一MOCA体系(成本较高,耐水解及工艺性佳,物性较好);PES一TD工一MOCA体系(成本中等,物性尚佳,应用最广)。
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