王愛蓮

（山西省化工研究院，山西 太原 030021）

弛張篩機(jī)是一種專門設(shè)計(jì)用于黏、濕、細(xì)粒度的高效篩分的設(shè)備，具有單位面積處理量大、篩分效率高、篩孔不易堵塞、動(dòng)負(fù)荷小的特點(diǎn)，廣泛用于礦山、煤炭、水泥、砂石、電力、建筑、市政垃圾處理等行業(yè)，是近年來大力推廣的一種高效篩分設(shè)備。弛張篩機(jī)上安裝的馳張篩板為聚氨酯篩板。

弛張篩機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式，使聚氨酯篩板不斷地重復(fù)拉緊—松弛動(dòng)作，形成弛張運(yùn)動(dòng)。

所以，聚氨酯弛張篩板只有具備優(yōu)異的彈性、曲撓性和耐磨性能，才能滿足現(xiàn)場使用的要求。

1 聚氨酯弛張篩板成型方法的選擇［1］

聚氨酯弛張篩板的成型方法主要有直接模具成型法和板材沖孔法2種。

直接模具成型法先根據(jù)篩分對(duì)篩板的要求設(shè)計(jì)加工制造金屬或非金屬模具，再采用常規(guī)的澆注成型方法加工成聚氨酯弛張篩板。因弛張篩板的長度均在1.5m以上，所以不適宜采用模壓成型的方法，而采用常壓澆注成型。該方法的特點(diǎn)是，一次性便可加工完成，節(jié)省煩瑣的后續(xù)加工，材料利用系數(shù)高。缺點(diǎn)是，模具造價(jià)高，加工周期長。如篩板孔徑品種多，模具費(fèi)用會(huì)更高。此外，弛張篩板一般長寬比大，對(duì)模具的平整度也有很高的要求。所以，該工藝一般用于篩板孔徑品種少、批量較大的訂單的生產(chǎn)。

聚氨酯板材沖孔法則是首先加工制造聚氨酯板材，然后通過機(jī)械沖孔的方式制成聚氨酯弛張篩板。對(duì)于螺栓固定安裝的聚氨酯弛張篩板，其板材可以采用澆注型聚氨酯彈性體（CPU）離心澆注法加工制造，也可以采用熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）擠出或壓延成型。對(duì)于采用嵌入式固定安裝的聚氨酯弛張篩板，其板材可以采用非模壓成型（即膠料在模具中自然流平），也可以采用專用離心機(jī)離心成型。如采用TPU加工，則只能采用擠出成型的方法，不能用壓延的方式。該方法的特點(diǎn)是，模具費(fèi)用低，加工方便，成品率高。缺點(diǎn)是，板材沖孔產(chǎn)生的廢料，對(duì)于TPU品種而言，尚有利用價(jià)值；對(duì)于CPU來說，則無任何利用價(jià)值，只能作為固體廢棄物處理?？傊?，該方法膠料的利用系數(shù)低。所以，該方法適用于孔型和孔徑種類多、單一品種批量相對(duì)較少的訂單的生產(chǎn)。

目前，直接模具成型法和板材沖孔法依然是嵌入式和螺栓固定式安裝結(jié)構(gòu)的聚氨酯弛張篩板主要生產(chǎn)方法。盡管弛張篩板的用量有逐年增加的趨勢(shì)，但目前整體的用量還并不是太大。所以，采用TPU壓延或擠出成型板材再?zèng)_孔的高效率加工聚氨酯弛張篩板，目前尚無公開的報(bào)道。根據(jù)客戶的要求和具體條件，我們選擇了先成型聚氨酯板材、再機(jī)械沖孔的方法生產(chǎn)聚氨酯弛張篩板。

2 聚氨酯弛張篩板用膠料的選擇［2－3］

目前，TPU尚無用于聚氨酯弛張篩板的生產(chǎn)，所以僅討論澆注型聚氨酯彈性體。澆注型聚氨酯彈性體入模前為液體，經(jīng)反應(yīng)固化成型制品。根據(jù)其所用原料體系和加工工藝的不同，分為如圖1所示不同的品種［1］。

圖1 澆注型聚氨酯彈性體類型

盡管澆注型聚氨酯彈性體的品種很多，但從材料成本和加工工藝等方面考慮，主要以TDI和MDI型為主。由于MDI型的加工工藝性能相對(duì)較差，目前CPU制品仍以TDI型為主，只有很少一部分制品采用MDI型聚氨酯彈性體加工。就CPU所用的低聚物多元醇而言，主要品種是聚酯多元醇和聚醚多元醇。聚酯多元醇中又以聚己二酸類為主。聚醚多元醇中主要品種是聚四氫呋喃醚二醇和聚氧化丙烯多元醇。高性能聚氨酯彈性體通常采用聚四氫呋喃醚二醇，聚氧化丙烯多元醇則多用于室溫固化體系及要求性能相對(duì)較低的制品的生產(chǎn)。表1和表2是TDI型和MDI型CPU的特點(diǎn)和性能比較。

從對(duì)聚氨酯弛張篩使用的工況環(huán)境分析可知，耐磨性、抗撕裂性以及曲撓性是其關(guān)鍵的性能指標(biāo)。所以，提高聚氨酯彈性體的曲撓性和撕裂強(qiáng)度是延長篩板使用壽命的主要途徑。我國弛張篩標(biāo)準(zhǔn)（JB／T10171－2000）中僅對(duì)弛張篩板的材質(zhì)和硬度作了規(guī)定。材質(zhì)為聚氨酯彈性體，硬度為（85±3）邵氏A。經(jīng)測(cè)試，國外隨機(jī)進(jìn)口的聚氨酯弛張篩板硬度為90。由表1和表2比較可知，MDI型聚氨酯彈性體的撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、300%模量等性能明顯優(yōu)于TDI型，磨耗也優(yōu)于TDI型。就總體而言，MDI型CPU性能更好，更適宜用作聚氨酯弛張篩板的材料。但存在加工難度較大、效率不高的問題。

表1 TDI型和MDI型CPU的性能比較［2］

表2 TDI型和MDI型聚氨酯彈性體的性能對(duì)比［3］

盡管MDI型聚氨酯彈性體加工工藝難掌握，但為更好地滿足客戶提出的持續(xù)提高使用壽命的要求，我們?nèi)赃x用MDI型聚氨酯彈性體來制造弛張篩板。

3 實(shí)際運(yùn)行情況

山西省化工研究院于20世紀(jì)80年代，采用聚酯多元醇（PES）／甲苯二異氰酸酯（TDI）／3，3′－二氯－4，4′－二氨基二苯甲烷（MOCA）體系離心澆注法制得聚氨酯板材，再經(jīng)機(jī)械沖孔方式成功地開發(fā)了聚氨酯弛張篩板，替代了德國利威爾公司的產(chǎn)品，使用壽命可達(dá)6個(gè)月。經(jīng)多年使用后發(fā)現(xiàn)，PES／TDI／MOCA體系加工制造的聚氨酯弛張篩板的使用壽命低于國外進(jìn)口產(chǎn)品的水平，與客戶期望值有一定距離。于是，我們用MDI型聚氨酯彈性體先制得板材、再經(jīng)機(jī)械沖孔制造了螺栓固定式和嵌入式聚氨酯弛張篩板。試制的篩板經(jīng)選煤廠和垃圾處理廠裝機(jī)運(yùn)行，使用壽命是TDI型的1.2倍～1.5倍，減少了維修工作量，節(jié)約了成本。

4 結(jié)論

聚氨酯弛張篩板充分利用了聚氨酯彈性體拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度高、伸長率大、耐低溫、耐曲撓、耐磨性能突出的特點(diǎn)，是弛張篩板的理想材料。MDI型和TDI型聚氨酯彈性體相比，除了加工難度較大之外，整體性能均超過TDI型，是弛張篩板材料的換代產(chǎn)品。采用MDI型聚氨酯板材經(jīng)機(jī)械沖孔加工制造了螺栓固定式和嵌入式聚氨酯弛張篩板，其使用壽命是TDI型的1.2倍～1.5倍，節(jié)約了綜合成本，滿足了客戶需求。

［1］ 山西省化工研究所.聚氨酯彈性體手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：171.

［2］ 龐坤瑋，黎艷飛，區(qū)志敏，等.MDI澆注型聚氨酯彈性體的加工特性［J］.聚氨酯工業(yè)，2007，22（6）：32－34.

［3］ 溫金翠.聚氨酯弛張篩板的研制［J］.聚氨酯工業(yè)，1999，14（3）：18－20.