①脫水將熔化的原料加熱到100~120℃,在充分攪拌下脫2h,然后置于真空干燥箱中加熱到110℃,真空度一0.09MPa干燥2h。這樣可以使原料中的水分由0.1%降到0.03%,達到合成預聚體的要求。
根據密封件的性能要求,設定預聚體中異氰酸根質量分數為a(%),聚酯(醚)的質量為w、分子量為M、羥值為b,按分子量計算TDI的用量為A+B+C。
A=W×174/M
B=W×174×f水/18
Wl=W+A+B
C=W1×a/(48.2一a)
式中,174為TDI的分子量;W1為聚酯(醚)的質量與(A+B)之和;a為設定預聚物中NCO質量分數。f水為原料中水的質量分數;48.2為NCO在TDI中的質量分數。
按原料聚酯(醚)的羥值計算TDI的用量。
A=W×6X174/(56.1×2×1000)
B=W×f水×174/18
W1=W+A+B
C=Wl×a/(48.2-a)
羥值是每克原料滴定消耗氫氧化鉀的毫克數,故式中56.1為氫氧化鉀的分子量,1000為mg變成g的換算系數。2為TDl分子中有2個NCO基團。
徐州天富化工有限公司的聚酯,分子量1230,羥值90.3mgKOH/g,設定預聚體中NCO為4%,脫水后原料含水量為0.03%,稱取聚酯4070g。
以分子量計算TDI的需用量時A為575g,B為11.8g,C為421g,合計1007.8g;以羥值計算A為570g,B為11.8g,C為421g,合計1002.8g,2種算法結果差別很小,可用。
②合成預聚體將脫水的聚酯(醚)60~C時加入到盛有配合量TDI的反應容器內,在充分攪拌下合成預聚體。合成反應是放熱的,應注意控制反應溫度在75~82~C,反應2h即可。然后將合成的預聚體置于75℃真空干燥箱內抽真空(一0.095MPa)脫氣2h,測試預聚體中異氰酸根含量。
(2)制造澆注型聚氨酯橡膠密封件
根據密封件的性能要求,選用合適的預聚體,設定硫化劑MOCA用量計算值的90%。W是稱取預聚物的量(g),f為預聚物中NCO含量(%),硫化劑MOCA的用量Wmo按下式計算:
Wmo=W×f×267×0.9/84
式中,267為MOCA的分子量;84為NCO分子量的2倍。西北橡膠塑料研究設計院劉樹森提供的酯垂聚氨酯預聚體AT9,NCO質量分數為4.9%,稱取預聚物435g,計算MOCA用量:
Wmo=61(g)
密封件的制造工藝為,將預聚體加熱到100℃并抽真空(真空度一0.095MPa)脫氣;稱取交聯劑MOCA,用電爐加熱熔化;將模具預熱120~C),并涂上適宜的脫模劑;脫氣后的預聚體與熔化的.MOCA于100℃混合并攪拌均勻;將攪拌均勻的混合物,細心、快速地澆注到模具中,待混合物不流動或表面不粘手(凝膠狀)時合上模具,置于平板硫化機中于120~130℃模壓硫化;對于大而厚的密封件硫化時間為30min,小而薄的密封件為20min;將模壓碡化后的制品放到100~C.烘箱中繼續硫化(后硫化)10h,然后在室溫下放置10d。