<@@c@@>邹德荣宋洪标韩希云王鼎宝<@@cc@@> <@@c@@>上海新风化工研究所浙江省湖州市 313002<@@cc@@> 1前言 在某型火箭发动机零部件的制作中需要在一个橡胶圆柱部件的外表面粘接一个高 120 mm、厚 3 mm 的环型聚醚聚氨酯内衬。要求橡胶与内衬粘接致密、无脱粘内衬内部和表面都不答应有气泡、凹陷、缺料等缺陷存在。我们选择了一步法操作工艺即直接将聚醚胶、甲苯二异氰酸酯、乙二醇、二氧化硅以及固化催化剂混合均匀 常压下浇注入模腔。 这样可以确保内衬与橡胶圆柱之间的粘接致密性和牢固性而且制工艺简单成本低。 在制作过程中发现由于内衬设计较薄内衬胶浆料轻易产生气泡而且浇注工艺靠手工操作完成很难完全按要求进行控制最终导致成品出现较多的气泡、凹陷、缺胶等弊病降低了产品合格率。因此通过对胶浆配制和浇注工艺的研究决定在制作工艺上采取有关技术措施消除内衬存在的缺陷。 2形成缺陷的原因分析 2.1物料的影响 聚醚聚氨酯内衬配方组成为三羟基四氢呋喃环氧丙烷共聚醚工业级上海试剂一厂甲苯二异氰酸酯工业级进口分装乙二醇化学纯上海试剂经销站二氧化硅工业级吉林通化化工厂。其中二氧化硅作为填料使用。 在上述配方中二氧化硅呈超细粉状其微粒结构中存在大量的毛细管轻易吸附水分。水分在氢键的作用下与二氧化硅形成结合水同时由于聚醚胶和乙二醇中的醚键能与水形成氢键非凡是异氰酸酯对水非凡敏感极易与水发生反应生成二氧化碳气体在内衬中形成气泡。另外与内衬相粘的橡胶圆柱的活性较大在其表面极易聚积水分这些因素对内衬的质量有至关重要的影响。因此在内衬制作时必须对物料进行严格的水分控制[1,2]。 2.2脱模剂的影响 内衬浇注的模具材料是钢为了防止胶浆与模具发生粘连在模腔内涂刷硅脂作为脱模剂。由于手工操作表面涂刷的硅脂很可能不均匀加之预烘温度较低硅脂未能熔融流平从而使固化的内衬表面出现沟槽。 2.3温度的影响 橡胶圆柱和模腔表面是胶浆流动的边界。在浇注时边界温度通常与胶浆内部温度不同而模具内温度的热传递具有稳定的非等温性。当橡胶圆柱和模腔温度较低时胶浆轻易在流动边界凝固使流动路径变得狭窄、注胶量短缺引起内衬凹痕或缺胶[3]当橡胶圆柱和模腔温度较高时体系内含水分受蒸发聚积很轻易形成气泡。因此必须选择一个合适的温度保证内衬固化后既不出现凹痕和缺胶又没有气泡形成。 2.4浇注工艺的影响 在常压浇注时必须选择合适的浇注口和浇注流量。 合适的浇注口可以确保胶浆能均匀地流注到模腔的各个部位 控制合适的浇注流量可有效地避免浇注时将空气带进模腔而形成气泡。胶浆注流量大模腔内气体无法迅速排除也无法均匀流淌易产生凹痕和缺胶。胶浆注流量小则浇注时间长模具、橡胶圆柱与胶浆之间出现较大的温度差影响胶浆流动极易形成气泡。 3采取的技术措施和制作状况 3.1水分控制 针对二氧化硅易吸附水分的特点对其进行烘干处理。在 120℃下烘若干小时后测试其含水量结果见表 1。 本文章更多内容1 - 2 - 下一页>> 网址:http://www.xlresin.com/resin/19/93629.html 由表可见二氧化硅烘干 4h 后已不再脱水并以此作为工艺条件控制含水量减少水与异氰酸酯反应生成的气体。 对聚醚胶和乙二醇的含水量要控制在千分之一以下 加入分子筛密封保存 并作周期检测。 粘接浇注之前 橡胶圆柱在 70℃环境中的干燥时间不得低于 10 h以除去橡胶圆柱表面的水分。 3.2模具表面处理 在模具内表面喷涂聚四氟乙烯涂层不 仅能保证模具不与内衬发生粘接 而且因聚四氟乙烯涂层均匀光滑而保证固化后的内衬表面光滑。 3.3模具和橡胶圆柱的预热 经干燥后的橡胶圆柱装配进模具后一同在 50℃的烘箱中预热预热时间不应少于 2 h。浇注前的预热可以使胶浆很好地流注。 3.4真空度的控制 对水和异氰酸酯反应生成的微量气体可采取抽真空脱气。若抽真空脱气不完全。必然使胶浆中存在气泡并带入下道工序影响内衬质量。为此对料浆进行真空脱气试验结果见表 2。 实验表明在相对较高的真空度下胶浆中的气泡抽得干净时间也用得较少。 3.5浇注工艺控制 浇注口选择在模具口任意一点胶浆沿着模具内壁缓慢往下流可以减少空气的卷入 不易产生气泡和缺料 最佳浇注流量为 15 g.min-1。 3.6 存放时间的控制 为了防止浇注好的内衬胶浆存有气泡 以免影响与橡胶圆柱的粘接质量 需在室温下放置一段时间使胶浆中的气泡得以逸至表面破裂。 4结束语 采取以上技术措施后进行了 2 个批次 60 个产品的制作经检验浇注粘接合格率达到 100%。同时说明我们对内衬中气泡、 凹痕、 缺胶以及表面流痕的来源和形成机理的分析是准确的 采取的技术措施是有效的。 参 考 文 献 1 李绍雄 朱占林。 聚氨酯树脂。 南京 江苏科技出版社 1989. 153 2 [德]G. 厄特尔。聚氨酯手册。阎家宾吕槊贤译、校。北京中国石化出版社199216 3 [美]S. 米德尔曼。聚合物加工基础。赵得禄徐振森译北京科学出版社1984. 284 网址:http://www.xlresin.com/resin/19/93629