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乐通lt118-密炼机:橡胶制品生产中的几点实践与思考

发布时间:2018-05-18 21:31:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

一、混炼过程的“加料顺序”

泰州科德橡胶机械-密炼机2018年5月18日讯  众所周知,混炼是橡胶制品重要的加工历程,奇怪的是,关于混炼过程中配合剂的加料顺序,文献资料中却相对“模糊”,通常显现的是“人云亦云”、“照抄可也”的状况。或许,因为它有时也恰恰是“保密内容”。实践中,许多配方,对“加料顺序”“相对不必严谨”,“无招胜有招”、“糊涂炼胶”倒也“生产正常”;但又无可否认,有不少配方,若不注重“加料顺序”,炼不出合乎要求的混炼胶,有损后续工序的加工,生产不出“合格产品”。下面仅就开炼机混炼举几个例证。至于“原因”或“理由”,不想多加评说,留给读者“体会与思考”。

例1  (NR炭黑胶)/(汽门嘴)黄铜直接粘合

a)NR薄通达到(某个)塑炼胶可塑度,然后才加入炭黑,按步混炼,粘接力附胶量皆达标,测试数据稳定。

b)NR薄通,在未达到要求的塑炼胶可塑度时便加入炭黑混炼,即使随后再通过薄通母炼胶使之先达到a)法混炼胶的可塑度(总能耗比a)法多近一倍),然后按步混炼,也难以达到a)法的粘接效果,数据亦相当分散。

b)法中,NR过早同炭黑借助混炼而“结合”,使大分子链更难“断裂”,损害了流动性,损害粘接效果。

例2  (CR/炭黑)胶/黄铜直接粘合

CR已薄通达到所要求的可塑度,然后

注:如果薄通塑炼时加入少量“转型剂FH 21O”,促使CR构型转化,塑炼更快,效果更佳。

a)加完(炭黑/白炭黑)之类填料并适当捏炼之后才加入“直接粘合剂SW”,非均匀扯离粘接强度超过6MPa(高可达到或超过1OMPa),附胶 100%。

b)先加“粘合剂SW”然后加入(炭黑/白炭黑),极端的情况便是非均匀扯离粘接强度不足1MPa,附胶近于O%。

b) 法中,炭黑、白炭黑吸附“粘合剂SW”,或相互接触、反应,使之过早地消耗,大大失去粘接效力。

例3  低硬度橡胶制品

对于常常借助“高油量”获取“低硬度”(如邵尔A30°)的橡胶制品,先加填料/后慢慢加油的方法(后加油法),往往比其它方法(例如,填料/油拌均同加,填料与油间隔或分批加入)炼得均匀,物机性能好,数据也比较集中。至少,制品的表观状况,合模线处出现“烂边”的情况皆大大改善。低硬度(32°±3°)/高撕裂强度(大于45kN/m)的NR制品,采用这种混炼方法才能达标且有稳定的测试数据;实践证明,对于“低硬度/均匀细密微孔”海绵,“后加油法”也是行之有效的炼胶方法。

2005年年会作为“反向思维”例子提过的“后充胶法”,同样是这类“高油量/低硬度”橡胶制品的一种有效混炼方法。高粘度利于获取大的剪切力,有助填料分散。

例4  高门尼粘度 EPDM为主材的橡胶制品

对于高门尼粘度EPDM(例如荷兰DSM的8340A,ML 125℃值为 80;拜耳EPT 9650,ML 12℃值为94)为主材的配方混炼,除高辊温外,先(全部或适量)加油,调低粘度之后才小量分批加入炭黑,比之常见的(炭黑/油拌匀同加或间隔或分批加入)混炼方法,可获得相对优越、相对稳定的力学性能。

适度先降低粘度,有利于对填料的润湿,有利于填料混入与均匀分散。

例5  含(白炭黑/偶联剂)与炭黑的低硬度(40°)IIR制品

调好辊距、辊温,IIR包辊并适度捏炼之后:

a)(白炭黑/偶联剂)小量,慢慢加入,逐步加大每次的“加入量”,每加完一批次,都要适量多炼一段时间,加完之后,左右割胶回炼,然后才加炭黑,所得混炼胶不仅“断面油润有光泽”、柔韧有力、流动性好,而且硫化制品亦表面光洁,无“小气泡”,合模线处“烂边”减少以至消除。

b)方法同a),但(白炭黑/偶联剂)开始时加料过快,加入量过多,甚至,如

c)先加炭黑,随后加(白炭黑/偶联剂),b)法与c)法皆难获得a)法的效果。

应该注意,IIR对不同类填料之间相互作用强度不尽相同,必然影响混炼效果。

例6  (NR/BR/炭黑)混炼胶

并用胶的炭黑加入方法(如,先掺后混,NR冲稀法、BR冲稀法、母炼胶掺合法)不同,所得混炼胶的加工性能、成品性能会有很不相同,这方面的国内外文献相当多。NR、BR对炭黑的亲和力不同,应依据所需要的(主要)性能(组合),选取合适的“炭黑加入方法”。借助不同的炭黑加入法,调整炭黑在不同胶相中的分布,并达到均匀分散,获取不尽相同的性能水平(或性能的平衡)。

例如,求耐疲劳,炭黑大部分或全部先加入NR中,适度炼胶后才加入BR进行后续混炼(BR冲稀法),耐疲劳性能明显优于其它三种方法,而且相对节省混炼时间。

总之,领悟与掌握“橡胶、配合剂相互之间的相互作用”,以及它对加工性能、物机性能、制品质量的效应,在实践中印证、调整,有助于恰宜地确认混炼过程的“加料顺序”。

 

二、硫化仪的t90

2002年年会,吴老师已谈过t90。

杂志上许多文章,硫化条件皆取t90,令人感到困惑。

a)t90,“统计意义”的“恰宜硫化时间”,不一定是某个具体性能的“很好硫化时间”。鉴于不同类制品偏重的具体性能(组)不同,应该对各种性能(耐疲劳、耐磨耗、撕裂强度等)相应的“恰宜硫化时间”有所了解、掌握,从而更有效地选取“硫化时间”。

b)对二烯类橡胶,如NR、BR、SBR及NBR,t90的 “统计意义”相对显然;有些橡胶(如 IIR、ECO)以及某些硫化体系,t90的统计意义就不那么明确了,有时要加倍t90时间才能硫化熟(如内部不出泡),在工厂、实验室,这已是屡见不鲜的事实。

c)由于人为设定硫化仪测试时间,对于“微斜上行”或“斜上行”的硫化仪曲线,t90大小明显依赖于“设定测试时间”,使计算得出的t90具有“不确定性”。

d)硫化仪作为(在线)检测胶料品质(制定取舍)的仪器,从“有转子”到“无转子”,目的在于加快测试进程。这两种类型的硫化仪,试样厚度、有无转子、操作历程等差异导致 “传热效果”不同,虽有类似(形状)的“硫化历程曲线”,但计算得出的t90很不相同,“无转子”的t90小许多!由此应该想到,硫化设备(及模具)的“传热工况”同硫化仪的不同,差异更大,很多时候实际(产品)硫化条件除参考t90外还需借助硫化效应积分仪作出明智的调整。

e)并用胶,尤其是“并用组合”硫化机理不同,或者采用不同类型硫化体系的并用胶,“硫化仪曲线”及依此计算出的t90,有时只是“假象”,存在硫化不熟、内部发泡等等情况,对制品生产毫无意义。

笼统地说,t90只有“定性”以至“半定量”的含义,实际硫化条件应借助t90并依据实际工况作调整与确认,以确保产品质量。

 

三、 模压橡胶制品合模线“烂边”

“烂边”(“缩边”、“凹缩”,back riding),综合着配方、工艺以及模具设计的影响,至于具体情况那个因素或因素的组合在起作用,常常难以判断和“对症下药”!通常,含油量高的低硬度胶,含再生胶(胶粉)量高的胶,焦烧过短(或硫化过快)的胶,相对容易出现“烂边”。一之例3、例4表明炼胶工艺对“烂边”的效应。人所共知,适当调低硫化温度、相对严格控制填胶量及其适宜的分配,是工厂为消除“烂边”常常采用的工艺方法。至于“模具设计的效应”,下面举些例子,或者对解决“烂边”有点借鉴与帮助。

例1  EPDM(邵尔A75~80°)导电胶

2000年笔者曾试制EPDM导电橡胶制品,采用模压法、“塑料注射模类宽流胶槽”,严重“烂边”。随后,修改成细线(宽、深约 1.0~1.5mm)流胶槽,配方与硫化工艺不变,“烂边”再没有出现。此法曾用于多种橡胶制品获得成功。

例2  

四轮驱动(遥控)模型赛车小轮胎采用四腔一模,各腔相对而独立,每腔的产品都在靠近模具中心部位“烂边”,估计模具不同区域受压差异所致,改用单腔模具,大大改进“烂边”以致消除,改用“单腔压注模”后则效果更佳。机械工业出版社,2007年1月,吴生绪编著,《橡胶成型工艺技术问答》一书P255 页,谈及产生“缩边”的成因等等;《世界橡胶工业》,2006,33(12):41~47,王作龄译《橡胶的硫化与成型技术(七)》(译自日本2004年的文献),从更深的层次谈及“缩边”,多有借鉴意义。


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