專利名稱：輥涂層的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輥涂層，特別涉及適于紙幅材、紙板幅材、薄紙幅材、漿料幅材或其它纖維幅材的制造工藝中使用的輥的涂層。
背景技術：
用于紙張、紙板和紙漿制造的聚合物輥涂層主要采用屬于以下三個主要類別的聚合物橡膠、聚氨酯和環(huán)氧樹脂(epoxy)。要求輥涂層具有多項技術特征，如高載荷下良好的動態(tài)耐久性、耐磨性、或工藝或纖維幅材所要求的性質(zhì)，如合適的硬度。取決于用途，對輥涂層的要求千差萬別。在聚氨酯涂層得到改善的情況下，它們在紙張工業(yè)中的應用日漸提高。它們尤其 用于吸水輥和壓榨輥、涂布輥和表面施膠輥以及用于幅材或織物的導輥上的壓榨部(presssections)。目前主要采用薄帶連鑄技術(strip casting technique),通過噴嘴技術將聚氨酯涂層直接制造到輥表面上。工業(yè)上通常使用的其它涂層包括復合材料棍涂層(composite roll coatngs),其含有補強纖維(如玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維)，以及塑料。復合材料輥涂層通?；诃h(huán)氧樹脂。復合材料輥的好處包括諸如具有良好的耐熱性與耐應力性、穩(wěn)定性和低滯后等因素。這些棍主要用作班光機壓區(qū)棍(calender nip rolls)、壓榨槽棍和吸水棍、以及幅材導棍。通過使用繞線工藝(其中將纖維增強材料卷繞到輥上)制造復合材料輥。當纖維增強材料為干燥的時候，可以將纖維增強材料卷繞到輥體上，在此情況中環(huán)氧樹脂可通過噴嘴引入到輥上。纖維增強材料還可以首先浸潰在環(huán)氧樹脂中，隨后將浸潰過的纖維增強材料卷繞到輥體上。聚氨酯涂層的一個缺陷在于其在該輥用于潮濕位置或者如果壓區(qū)負荷高時其對金屬外殼的粘合性。這就是環(huán)氧樹脂基復合材料或硬質(zhì)聚氨酯通常用作聚氨酯涂布輥中設于聚氨酯下方的基底層(base layer)的原因?；讓永鐬榫郯滨ケ砻鎸优c輥體之間提供作防潮層，其減少了水解和腐蝕的發(fā)生，減少了界面處的剪切力并由此降低了脫層的風險，而且還改善了涂層在機械應力下的粘合性(由此在金屬體/復合材料界面處的粘合強度優(yōu)于在金屬體/聚氨酯界面處的粘合強度)和在熱應力下的粘合性(尤其是當使用纖維增強基底層時)。表面層對基底層的粘合性是重要的，因為在操作過程中脫落的涂層會在造紙機中導致廣泛性破壞。目前通過下列主要手段來確保輥涂層的不同層的粘合I)將已經(jīng)或可以用環(huán)氧樹脂浸潰的補強墊/帶(即，復合材料基底)卷繞到輥體上以形成復合材料基底層，隨后將復合材料基底膠凝硬化并拋光至光滑。將可能在澆鑄聚氨酯表面層之前預固化的粘合劑(例如環(huán)氧樹脂基粘合劑)涂施到該表面上。2)將復合材料基底卷繞到輥體上，隨后將已經(jīng)或可以用環(huán)氧樹脂浸潰的一層新的纖維卷繞到該表面上(使用與基底層不同的環(huán)氧樹脂材料，即，所謂的粘合環(huán)氧樹脂)，其既粘接復合材料基底中的環(huán)氧樹脂材料，又粘接表面層。將該輥膠凝至硬化，并在該表面上澆注聚氨酯。FI專利公布115153提出了一種造紙機輥涂層，其包含最頂部的運行涂層(service coating)和在其下的在輥體上的基底層。在運行涂層和基底層之間還可以存在中間層。為了實現(xiàn)運行涂層與基底層之間或運行涂層與中間層之間的充分粘合，在基底層和/或中間層的表面上引入耐腐蝕顆粒，該顆粒部分嵌入該涂層中。這種輥涂層的不利之處在于，顆粒在塑料基質(zhì)中不連續(xù)，這種不連續(xù)性甚至會局部降低層之間的粘合性。發(fā)明概述現(xiàn)在意外地發(fā)現(xiàn)，可以通過提高聚氨酯與環(huán)氧樹脂之間的相容性以改善聚氨酯在半原始的(semi-crude)(即部分膠凝的)環(huán)氧樹脂中的混溶性，并由此強化聚氨酯涂層對環(huán)氧樹脂基復合材料基底層的粘合。氨基甲酸乙酯鏈在化學鍵形成和三維結(jié)構(gòu)互鎖之前滲透得越深，聚氨酯與環(huán)氧樹脂的相互粘合就越牢固。粘合層由環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物制得，與混入在現(xiàn)有技術中使用的純環(huán)氧樹脂中相比，聚氨酯更好地混入在環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物中。本發(fā)明的一方面因此是提供一種輥涂層，其包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。該共 聚物可用于制造實際棍涂層(actual roll coating),或其可充當環(huán)氧樹脂基復合材料基底層與由聚氨酯制成的表面涂層之間的粘合層。該輥涂層的優(yōu)點在于該共聚物對實際金屬輥體的粘合或環(huán)氧樹脂基復合材料基底層與聚氨酯表面涂層之間的粘合得到了改善。使用基于環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物的粘合層取代環(huán)氧樹脂復合材料與聚氨酯表面之間的粘合劑能夠?qū)⑤伒闹圃鞎r間縮短幾天并降低制造成本。本發(fā)明的另一方面是提供纖維幅材機的輥，其中該輥包括輥體和在其上的本發(fā)明的輥涂層。本發(fā)明的又一方面是環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物在輥涂層中的用途。附圖
概述圖I顯示了本發(fā)明的輥涂層。發(fā)明詳述本發(fā)明的一個方面是提供一種輥涂層，其包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。該輥涂層尤其適于紙張、紙板和紙漿的制造中所使用的輥。除了環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物之外，本發(fā)明的輥可以包含某些其它環(huán)氧化合物。在本發(fā)明的一個實施方案中，該環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物用于制造輥涂層。在本發(fā)明的另一實施方案中，該輥涂層包含設于輥體4之上的環(huán)氧樹脂基復合材料基底層1，以及設于該基底層I之上的包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物的功能性涂層3。在本發(fā)明的一個實施方案中，該功能性涂層包含至少50wt%的環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。在本發(fā)明的又一實施方案中，該輥涂層包含設于輥體4之上的環(huán)氧樹脂基復合材料基底層I、設于該基底層I之上的包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物的粘合層2、以及設于粘合層2之上的聚氨酯功能性涂層3。在本發(fā)明的一個實施方案中，該粘合層2包含至少50wt%的環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。在本發(fā)明的一個實施方案中，該輥涂層由環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物組成。此實施方案包含基本上由環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物組成的情況。結(jié)合本發(fā)明，術語功能性涂層是指輥涂層的最頂層，即徑向最外層，其與纖維幅材，如紙漿、紙張或紙板幅材或與纖維幅材機中使用的織物(如氈或金屬絲網(wǎng))直接接觸。該環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物可以例如以下列方式制備I)通過使聚氨酯預聚物與含有羥基和環(huán)氧基的化合物反應，聚氨酯預聚物的異氰酸酯端基轉(zhuǎn)化為環(huán)氧基。此類含有羥基和環(huán)氧基的化合物是例如縮水甘油或2，3-環(huán)氧基-I-丙醇?？s水甘油中的OH基團按照反應路徑I所示與預聚物的NCO基團反應。所得環(huán)氧樹脂組分具有聚氨酯和環(huán)氧樹脂的性質(zhì)。通過控制原料的相互摩爾比，可以控制有多少NCO端基反應并轉(zhuǎn)化成環(huán)氧基。在反應路徑I中，聚氨酯預聚物的異氰酸酯基團均已經(jīng)用縮水甘油封端。反應路徑I
權(quán)利要求
1.纖維幅材機的輥，其包含輥體，以及在所述輥體上的輥涂層，其中所述輥涂層包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的纖維幅材機的輥，其中所述輥涂層包含設于輥體(4)之上的環(huán)氧樹脂基復合材料基底層(I )，以及設于所述基底層(I)之上的包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物的功能性涂層(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的纖維幅材機的輥，其中所述輥涂層包含設于輥體(4)之上的環(huán)氧樹脂基復合材料基底層(I )、設于所述基底層(I)之上的包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物的粘合層(2 )、以及設于所述粘合層(2 )之上的聚氨酯功能性涂層(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維幅材機的輥，其中所述涂層(3)包含至少50wt%的環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維幅材機的輥，其中所述粘合層(2)包含至少50wt%的環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的纖維幅材機的輥，其中所述輥涂層由環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物組成。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的纖維幅材機的輥，其中所述共聚物是雙酚A的二縮水甘油醚與聚氨酯的共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維幅材機的輥，其中所述輥是壓榨輥、真空吸水膠輥、涂布棍、表面施膠棍或?qū)Ч鳌?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維幅材機的輥，其包含輥體，以及在所述輥體上的輥涂層，其中所述輥涂層包含環(huán)氧樹脂-聚氨酯共聚物。
文檔編號D21H23/58GK102839568SQ201210213
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者亞尼·圖魯寧 申請人:美卓造紙機械公司