一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法
阅读说明：本技术 一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法 (Production process method of wear-resistant high-strength polyurethane cast sieve plate ) 是由 唐晓田 隋文俊 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于聚氨酯筛板技术领域,尤其是一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法,采用挤出包覆聚氨酯筛条再反应注射成型,生产效率高,反应注射聚氨酯前无需复杂的表面处理工序,因钢丝表面已经有一层挤出厚度可以调节的挤出包覆聚氨酯混炼胶,以往筛板厚度的限制因此得到了很大程度的释放,经济效益极为可观,且反应注射聚氨酯与聚氨酯混炼胶结合强度大,生产的筛板具有很高的强度、刚度和承载冲击大,结构坚固,抗震抗拉能力强,方法简便、原料广泛,易于加工,有效筛分面积大,适应细度范围广,维修简便,负重强度大,使用耐久度高,耐磨性好,机械性能好,安全稳定,使用寿命长。(The invention belongs to the technical field of polyurethane sieve plates, in particular to a production process method of a polyurethane casting sieve plate with high wear resistance, which adopts extrusion coating polyurethane sieve bars for reaction injection molding, has high production efficiency, does not need complicated surface treatment procedures before the reaction injection of polyurethane, has a layer of extrusion coating polyurethane gross rubber with adjustable extrusion thickness on the surface of steel wires, and obtains great release due to the limitation of the thickness of the prior sieve plate, and has considerable economic benefit, and the reaction injection polyurethane and the polyurethane gross rubber have high bonding strength, the produced sieve plate has high strength, rigidity and bearing impact, firm structure, strong shock resistance and tensile resistance, simple and convenient method, wide raw materials, easy processing, large effective sieving area, wide application fineness range, simple and convenient maintenance, large load bearing strength, high use durability, good wear resistance and good mechanical performance, safe and stable, and long service life.)
技术领域
本发明属于聚氨酯筛板技术领域，尤其是一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法。
背景技术
聚氨酯筛板的强度质量是导致聚氨酯筛板破损过快的重要因素之一，聚氨酯筛板的强度质料假定达不到物料的筛分要求，聚氨酯筛板损坏的就很快，聚氨酯筛板张紧力度不行、这个因素或许导致聚氨酯筛板颤抖，一般沿聚氨酯筛板边沿或包边压条处开裂或损坏，要常常检查聚氨酯筛板的张紧;检查聚氨酯筛板是不是设备结实。物料的投料,由于在振荡筛工作过程中不断的投料，可是假定一次投料过多，阻止物料在筛面上正常运动，不但简略使聚氨酯筛板疲惫变松，并且会大大下降物料的处理量。一次性给予很多的物料，会使本身处于不平衡工作的电机负荷陡然增加，不但可能损坏矿用聚氨酯筛板，并且可能引起振荡电机的损坏。而投料以及振动时形成的冲击会因聚氨酯筛板与钢骨架的结合能力不强，冲击引起应力集中，冲技能无法扩散传递，聚氨酯筛板在结合不紧密处发生损坏。以往人们采用反应注射成型或注射成型制备聚氨酯筛板，并在筛板中嵌入骨架。例如中国专利CN109570017A公开了复合型筛板骨架、热塑性弹性体筛板及制备方法，以工程塑料和纤维为原料采用注塑成型工艺制备复合型筛板骨架，采用注塑成型工艺，筛板一般面积和体积较大，而注塑此种体积较大长度较大的筛板，需要有筛孔，注射设备造价极高、模具成本较高，而且热塑性弹性体与骨架的结合强度较低，反而会影响筛板性能，采用玻璃纤维和碳纤维，实际上是纤维填充注射复合材料，进行加热处理，使其表面部分或全部熔化，也脱离客观实际，应用效果并不好，本领域技术人员，亟待开发出一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法，具体工艺步骤如下：
第一、将聚氨酯混炼胶料、钢丝，挤出包覆后冷却定型、卷取、热处理、冷却、卷取，得交联聚氨酯钢丝；
挤出速度快，操作简单，厚度容易控制，一次成型流水线不停机生产；
进一步的，所述步骤一挤出机机筒温度一区50~55℃、二区55~60℃、三区55~60℃，螺杆直径40~50mm、螺杆长径比16~20、机头温度55~60℃。
进一步的，所述步骤一的热处理为卷曲后的半成品进入长度为20~30m封闭式蒸汽热处理烘道，蒸汽压力为1.4~1.6MPa。
过热蒸汽可以用饱和蒸汽从直接加热罐，也可以从间接加热罐加用蛇形加热管而获得。过热蒸汽能够避免饱和蒸汽硫化的一些缺点。用过热蒸汽硫化在一定程度上可以单独调节压力而与温度无关，而且形成的冷凝水也较少，满足交联条件，有利于缩管干燥时间。
进一步的，所述步骤钢丝化学成分规定元素含量：C0.50%~0.86%、Si0.15%~0.37%、Mn0.30%~1.20%、P0.01%~0.035%、S0.01%~0.035%，其公称直径5.60~12.50mm、最大不圆度0.03~0.08mm，抗拉强度950~1800MPa。
月桂酸学名十二烷酸，由椰子油或棕桐仁油制得。质坚硬，为某些优质肥皂的主要成分。
进一步的，所述步骤一的聚氨酯混炼胶料为质量份数计，聚氨酯混炼胶90~100phr、月桂酸0.2~0.5phr、甲苯二异氰酸酯二聚体20~25phr、对苯二酚二羟乙基醚10~12phr的混合物。
2，4-TDI二聚体是1，3-双（3-异氰酸酯基-4-甲基苯基）-1，3-二氮杂环-2，4-丁二酮，含脲二酮四元杂环，又称TDI脲二酮。
第二、交联聚氨酯钢丝去除端头焊接或编织成交联聚氨酯钢丝骨架；
筛板使用下具有高频率的振动，挤出包覆钢丝线材具有很好的韧性及硬度，大大增加了反应注射聚氨酯与钢线的粘接强度，而无需复杂的表面处理，且便于编织和焊接，设计和安装的灵活性得到提高；
第三、交联聚氨酯钢丝骨架经表面处理后，采用聚氨酯液体反应注射成型，3.5~4MPa浇注、预聚物准备：将聚合物多元醇990~1000份加入反应釜中，在80℃~90℃，-0.08MPa的负压下减压脱水0.5h~1h，然后降温到50℃以下，加入348~350份的二异氰酸酯，于80℃下反应2h，然后再脱至无气泡，降温密封得预聚物，测得NCO百分含量6%；扩链剂准备将10~12份催化剂异辛酸铋和3，3'-二氯-4.4'-二氮基二苯基甲烷226.5~238.9份加入反应釜混合均匀，MOCA当量为0.95，在100℃~120℃预热0.5~1h，即得扩链剂；聚氨酯筛板的反应注射成型：将制备好的预聚物反应注射成型机的A贮罐中，扩链剂加入到RIM机的B罐中，开动贮罐搅拌电动机、循环计量泵电动机及加热油罐及其电动机，控制物料温度到80~90℃待用，将模具预热到100~110℃，喷涂脱模剂二甲基硅油3~4.5g/m2，启动RIM机混合头电动机，流量2.4~4.6kg/min，开始浇注，浇注结束，硫化、后硫化，即得耐磨强度高聚氨酯浇注筛板。
进一步的，所述表面处理为将交联聚氨酯钢丝骨架在去离子水、无水乙醇中分别清洗干净，然后挤出交联聚氨酯表面涂5~8ml/m2的浓硫酸与质量分数22~25%双氧水按体积比为7∶2的混合溶液，静置5~10min后取出用去离子水洗净，最后于新配置体积比为1∶1∶4的NH3、H2O2、H2O的混合溶液中浸泡2~4h后完成表面羟基化反应，取出后用去离子水冲洗后以氮气吹干。
进一步的，所述步骤三的硫化温度为100~110℃，时间为0.5~1h，后硫化温度为100℃~110℃，时间为16h~24h。
本发明的有益效果：
本发明采用钢丝挤出包覆成型得到交联聚氨酯钢丝筛条，而交联工艺是通过将线性分子结构的聚氨酯混炼胶通过挤出包覆的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚氨酯，利用其结构特征，具有良好的编织、焊接性能，且机械性能更好，具有更广泛的筛板结构设计的选择前提。而聚氨酯混炼胶与反应注射成型聚氨酯分子极性最为相近，具有良好的结合能力，在反应注射成型时，对交联聚氨酯钢丝骨架进行表面处理，聚氨酯混炼胶的表面接枝羟基与反应注射聚氨酯共同反应成型，进一步提高二者的结合强度，由于聚氨酯混炼胶已经占有了一定的厚度，整体筛板的厚度可以得到调节，注射压力、时间与能耗也因此减少，生产效率得到提高，钢丝挤出包覆成型可以不停机流水线化生产，很大程度上缓解了以往单独使用反应注射成型机一体成型注料、脱模、洗模的一系列工艺的工期，提高了筛板生产的利润价值空间。而且聚氨酯交联混炼胶在高硬度下，混炼胶可保持较好的流动性，硫化胶除具有弹性、耐磨性好外，还具有较好的综合机械性能，大大地提高了筛板实际使用性能。
相比先有技术本发明具有如下优点：
以往聚氨酯筛板普因浇注、注射，反应注射聚氨酯直接接触的是增强骨架，增强骨架需要负杂的抛光、喷丸、打磨等表面处理工序，并且因为增强骨架与反应注射聚氨酯结合能力不强，容易造成气泡、应力集中、局部爆裂等多种不良情况，并且制备厚度大、体积大的筛板产品需要成本更高、注射压力更大、更加精密的反应注射成型机，筛板的尺寸大小、厚度收到了严重的限制，而本发明开创性的采用挤出包覆聚氨酯筛条再反应注射成型，生产效率高，反应注射聚氨酯前无需复杂的表面处理工序，因钢丝表面已经有一层挤出厚度可以调节的挤出包覆聚氨酯混炼胶，以往筛板厚度的限制因此得到了很大程度的释放，经济效益极为可观，且反应注射聚氨酯与聚氨酯混炼胶结合强度大，生产的筛板具有很高的强度、刚度和承载能力，结构坚固，抗震抗拉能力强，维护要求少，易于加工，有效筛分面积大，适用于用于酸、碱性物料的过滤和筛选，负荷强度大，耐高热，机械性能好，安全稳定，使用寿命长。
附图说明
下面结合附图1对本发明中的耐磨强度高聚氨酯浇注筛板的生产工艺方法的工艺流程进行详细说明，参考附图1。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
其中，TDI脲二酮AddolinkTT、聚四氢呋喃醚二醇，PolyTHF1000，工业品，BASF、2,4-甲苯二异氰酸酯TDI-100，工业品，BASF。
第一、准备聚氨酯混炼胶料、筛板用钢丝，将聚氨酯混炼胶料装入料斗，3，检查各单机的电路、气路、水路情况，后给挤出机通电，加热机筒、螺杆、机头，直至达到挤出温度，将筛板用钢丝的线盘装入放线机，并夹紧，准备开车，将收线圆盘装入收线机的收线轴上，并固定将引线固定到放线机的钢丝，再经过储丝张力装置、磁力扩紧装置、穿到机头，然后再经过水槽、吹干装置、牵线机、储丝盒，最后固定到收线机的圆盘上，将主控柜上总开关启动，挤出机挤料包覆，挤出包覆后冷却定型，胶层厚度4.95mm，挤出机机筒温度一区50℃、二区55℃、三区55℃，螺杆直径40mm、螺杆长径比16、机头温度55℃，卷取、热处理，卷曲后的半成品进入长度为20m封闭式蒸汽热处理烘道20min，蒸汽压力为1.4MPa，冷却至25℃、卷取，得交联聚氨酯钢丝，聚氨酯混炼胶料为质量份数计，聚氨酯混炼胶90phr、月桂酸0.2phr、甲苯二异氰酸酯二聚体20phr、对苯二酚二羟乙基醚10phr的混合物，钢丝化学成分规定元素含量：C0.50%、Si0.15%、Mn0.30%、P0.01%、S0.01%，其公称直径5.60mm、最大不圆度0.03mm，抗拉强度950MPa；第二、交联聚氨酯钢丝去除2cm端头编织成交联聚氨酯钢丝骨架；第三、表面处理为将交联聚氨酯钢丝骨架在去离子水、无水乙醇中分别清洗干净，然后挤出交联聚氨酯表面涂5ml/m2的浓硫酸与质量分数22%双氧水按体积比为7∶2的混合溶液，静置5min后取出用去离子水洗净，最后于新配置体积比为1∶1∶4的NH3、H2O2、H2O的混合溶液中浸泡2h后完成表面羟基化反应，取出后用去离子水冲洗后以氮气吹干，交联聚氨酯钢丝骨架经表面处理后，采用聚氨酯液体反应注射成型，3.5MPa浇注、预聚物准备：重量份计，将聚合物多元醇聚四氢呋喃醚二醇990份加入反应釜中，在90℃，-0.08MPa的负压下减压脱水0.5h，然后降温到50℃以下，加入2,4-甲苯二异氰酸酯350份，于80℃下反应1h，然后再脱至无气泡，降温密封得预聚物；扩链剂准备将10份催化剂异辛酸铋和3，3'-二氯-4.4'-二氮基二苯基甲烷226.5份加入反应釜混合均匀，在100℃预热0.5h，即得扩链剂；聚氨酯筛板的反应注射成型：将制备好的预聚物反应注射成型机（UM2ERIM机）的A贮罐中，扩链剂加入到RIM机的B罐中，开动贮罐搅拌电动机、循环计量泵电动机及加热油罐及其电动机，控制物料温度到80℃待用，将模具预热到100℃，喷涂脱模剂二甲基硅油3g/m2，启动RIM机混合头电动机，流量2.4kg/min，开始浇注，浇注结束，硫化、后硫化，硫化温度为100℃，时间为0.5h，后硫化温度为100℃℃，时间为16hh，即得耐磨强度高聚氨酯浇注筛板。
其中产品性能，除去钢丝后，筛条硬度邵氏A90.1、筛条断裂伸长率418.3%、筛条扯断永久变形7.5%、筛条回弹性32.6%、磨耗0.03m3/1.61km、拉伸强度MPa35.2，能够满足聚氨酯筛板的强度要求。
3，3'-二氯-4.4'-二氮基二苯基甲烷（MOCA）ML-200苏州湘园、HER：TG-210、聚氨酯混炼胶UREPAN600。
实施例2
其中，TDI脲二酮ThanecureT9、HER：TG-210、聚氨酯混炼胶UREPAN601。
第一、将聚氨酯混炼胶料、钢丝，挤出包覆后冷却定型，挤出机机筒温度一区55℃、二区60℃、三区60℃，螺杆直径50mm、螺杆长径比20、机头温度60℃，卷取、热处理，卷曲后的半成品进入长度为30m封闭式蒸汽热处理烘道20min，其中蒸汽压力为1.6MPa，冷却至25℃、卷取，胶层厚度1.5mm，得交联聚氨酯钢丝，聚氨酯混炼胶料为质量份数计，聚氨酯混炼胶100phr、月桂酸0.5phr、甲苯二异氰酸酯二聚体25phr、对苯二酚二羟乙基醚12phr的混合物，钢丝化学成分规定元素含量：C0.86%、Si0.37%、Mn1.20%、P0.035%、S0.035%，其公称直径12.50mm、最大不圆度0.08mm，抗拉强度1800MPa；第二、交联聚氨酯钢丝去除2.5cm端头焊接交联聚氨酯钢丝骨架；第三、表面处理为将交联聚氨酯钢丝骨架在去离子水、无水乙醇中分别清洗干净，然后挤出交联聚氨酯表面涂8ml/m2的浓硫酸与质量分数25%双氧水按体积比为7∶2的混合溶液，静置10min后取出用去离子水洗净，最后于新配置体积比为1∶1∶4的NH3、H2O2、H2O的混合溶液中浸泡4h后完成表面羟基化反应，取出后用去离子水冲洗后以氮气吹干交联聚氨酯钢丝骨架经表面处理后，采用聚氨酯液体反应注射成型，4MPa浇注、预聚物准备：重量份计，将聚四氢呋喃醚二醇（四川天华T-1000）1000份加入反应釜中，在90℃，-0.08MPa的负压下减压脱水1h，然后降温到50℃以下，加入348份的2,4-甲苯二异氰酸酯（T-100一诺），于80℃下反应2h，然后再脱至无气泡，降温密封得预聚物，测得NCO百分含量6%；扩链剂准备将12份催化剂异辛酸铋和3，3'-二氯-4.4'-二氮基二苯基甲烷（MOCAML-200苏州湘园）238.9份加入反应釜混合均匀，在120℃预热1h，即得扩链剂；聚氨酯筛板的反应注射成型：将制备好的预聚物反应注射成型机（UM2ERIM机）的A贮罐中，扩链剂加入到RIM机的B罐中，开动贮罐搅拌电动机、循环计量泵电动机及加热油罐及其电动机，控制物料温度到90℃待用，将模具预热到110℃，喷涂脱模剂二甲基硅油4.5g/m2，启动RIM机混合头电动机，流量4.6kg/min，开始浇注，浇注结束，硫化、后硫化，硫化温度为1110℃，时间为1h，后硫化温度为110℃，时间为24h，即得耐磨强度高聚氨酯浇注筛板。
其中产品性能，除去钢丝后，筛条硬度邵氏A91.3、筛条断裂伸长率439.8%、筛条扯断永久变形6.3%、筛条回弹性32.4%、磨耗0.03m3/1.61km、拉伸强度MPa37.1，能够满足聚氨酯筛板的强度要求。
注：GB/T1689-2014硫化橡胶耐磨性能的测定（用阿克隆磨耗机）；GB/T528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；GB/T531.2-2009硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第二部分：便携式橡胶国际硬度计法；GB/T1681-2009硫化橡胶回弹性的测定；GB/T529-2008硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定；GB/T531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第一部分：邵氏硬度计法（邵氏硬度）；GB/T7759-1996硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定；GB/T33091-2016聚氨酯筛板；JB/T3278-2015焊接条缝筛板；HG/T3868-2008硫化橡胶高温拉伸强度和拉断伸长率的测定。
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