各種機械的液壓或氣壓系統,都離不開密封件,如0型圈,U型圈,V型圈,X, Y型圈及石油管道清管器等。一般用橡膠制作的密封件由於硬度和強度不足,即使採用金屬或纖維等材料加以增強,也難以在苛刻條件下長期使用。而聚氨酷彈性體的楊氏模量比橡膠或其他彈性體高得多蔔般橡膠的彈性模量爲0. 2 }10 MPa),可高達數百MPa,聚氨酷彈性體硬度範圍很寬,低至邵A10以下的低模量橡膠,高至邵D85的高抗沖擊彈性材料,且其耐磨、耐油性特佳,即使不用骨架材料增強也可作爲高壓密封,高品質的聚氨酷密封件甚至可在50}70MPa的液壓系統中正常工作。

淺談聚氨醋彈性體密封件的生産工藝和設備
1澆注型聚氨醋彈(dàn)性體(CPU)生産(chǎn)工藝和方法
1. 1聚氨醋彈(dàn)性體3種生産(chǎn)工藝
①混煉型(MPU,需要交聯(lián)的固體彈(dàn)性體)
可用一般橡膠設備(bèi)進行加工。首先由聚酷或聚醚與二異氰酸酷發生加聚反應制成生膠,當(dāng)二異氰酸酷過量時(異氰酸酷指數R=1. 0}1. 1)生膠端基爲異氰酸酷基,當(dāng)聚酷或聚醚過量時(R=0. 7}0. 99)生膠端基爲輕基,生膠加水、二元醇等活性氫化合物或二異氰酸酷、過氧化物、硫磺,再添加炭黑等填料和助劑,經煉膠機混煉和高溫硫化便制得成品。
②熱塑型(TPU,不需交聯(lián)的熱塑性彈(dàn)性體)
它是由聚醚(聚酷)多元醇、二異氰酸酷和低相對(duì)分子質量二醇或二胺反應生成的,基本爲直鏈的嵌段共聚結構(gòu)高分子固體。它具有典型的熱塑性,可用一般塑料加工方法(如注塑模塑、擠出成型、壓延等工藝)進行加工。
③澆(jiāo)注型(CPU,需要交聯的液體澆(jiāo)注彈(dàn)性體)
該種工藝是将液态的各組分原料計量、混合,並(bìng)以液态注入模具進行反應,使聚氨酷分子迅速增長和交聯,其形态也在模具中逐漸由液态轉化爲橡膠狀高彈性固體。由於(yú)此法具有流動性好的特點,故可制成幾何形狀複雜的零件,制品再現性強,硬度調節範圍廣,綜合性能優良,故其産量占聚氨酷彈性體中70%以上(密封件多採用該種工藝)。
一般聚氨酷密封件主要採(cǎi)用CPU工藝生産,對單體重量較小和批量較大的密封件亦採(cǎi)用TPU工藝生産。目前溫州飛龍機電設備工程有限公司可生産各種不同要求的聚氨酷預聚體合成設備及不同品種、多種規格的CPU設備,亦可按用戶的工藝要求設計並(bìng)生産TPU母料設備。
1. 2 CPU制品3種(zhǒng)生産(chǎn)方法
①一步法:将低聚物多元醇、異氰酸酷、擴鏈劑和催化劑等經精確(què)計量和均勻混合後澆注到模具中,在一定溫度下固化成型。此法可採用一般中溫或常溫型聚氨酷發泡設備生産,但反應較難控制,制品物性較差,常用於(yú)制造要求不太高的低硬度、低模量的制品,如印刷膠輥、小型實心輪等。
②預聚體法(爲CPUzui主要的生産方法):先将低聚物多元醇和異氰酸酷進行預聚反應,生産端-NCO基的聚氨酷預聚物A (-NCO質量分數常爲3%}10%),再與擴鏈劑B反應制備(bèi)CPU。由於(yú)此法反應分2步進行,擴鏈反應時放熱低,反應速度易於(yú)控制,制得聚氨酷分子鏈段排列比較規整,使之物性優良,重複性好。常用高溫型CPU澆注機生産(一般A和B混合質量比爲100: (8一16)) o
③半預聚體法:将多元醇分爲兩部分,一部分和異氰酸酷反應生成預聚體CNCO質量分數常爲12%}15%),一部分與擴鏈劑B混合,在澆注時加入,可用一般中溫型的微孔彈性體澆注機生産(chǎn)(A和B混合質量比約爲1:1) o2 CPU制品原料的確(què)定
生産(chǎn)CPU制品主要有下列3種(zhǒng)原料:
①低聚物多元醇(聚醇)。聚酷多元醇(PES):聚己二酸酷系列端輕(qīng)基聚酷(M}=1000%2000) ;聚醚多元醇(PET):聚丙二醇(PPG>(M} 400}2000>,聚四氫(qīng)吠喃(PTMEG) (M} 1000一2000);聚己内酷多元醇(PCE> (M}=5so}2oo0>;聚烯烴多元醇:端輕(qīng)基聚丁二烯(HTPB) (M}=2000) o②異氰酸酷。甲苯二異氰酸酷(T D工);二苯甲烷二異氰酸酷(M D工);
1, 5-茶二異氰酸酷(ND工)。③擴鏈劑(jì)(固化劑(jì))。二3. 2生産(chǎn)工藝
3. 2. 1預聚體制備(bèi)舉(jǔ)例
①聚酷多元醇脫水(在脫水釜中進行):用M} 2 000輕值53}59mg(KOH)/g,溶點(diǎn)40500C)的聚酷,加熱熔化後在帶(dài)攪拌的不鏽鋼或搪瓷釜中,脫水溫度100一14 0 0C聚醚100110 0C),以餘壓胺類:3, 3’一二氯-4, 4'一二苯基甲烷二胺((MOCA) ;二醇類:1, 4一丁二醇(BDO),三輕甲基丙烷}T M P},氫醒一二(R一輕乙基)醚}HQEE)。
目前成熟技術:PPG-TD工一MOCA體系(成本較(jiào)低,物性稍差);PTMG-TD工一MOCA體系(成本較(jiào)高,耐水解及工藝性佳,物性較(jiào)好);PES一TD工一MOCA體系(成本中等,物性尚佳,應用zui廣(guǎng))。









