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氯丁橡胶的混炼方法/ d3 p9 m' u( B* I. w
氯丁橡胶包辊后,其胶料状态和天然橡胶一样,随温度而变化。
! K1 J) d( G( s5 K" y- B + B6 } j8 B( K
表1 氯丁橡胶在不同温度下的相态变化
# m# h" |; f5 B胶种状态 & d! o/ u4 }( X' B# p8 [
| W型氯丁橡胶 0 ?2 j, N2 I5 X0 Z6 G' g
| GN型氯丁橡胶
- X' f/ h6 j) J5 t2 o' t7 c) y4 x. _6 J5 b | 天然橡胶 . s' g5 y4 v9 C) q& ?. @
| 弹性态
# u* q4 G9 J$ K | 室温~79℃ , C" F5 r4 u) p
| 室温~71℃
& g7 P( ~0 _+ Y | 室温~100℃
3 [, o6 O) M/ x | 粒状态 3 R6 C8 h- P+ P( k$ @- S; y- B
| 79~93℃
$ t9 J( j- M1 g# M; \7 v | 71~93℃ / p. b. q2 G1 }" L" `
| 100~120℃
: U7 u$ W9 Q; k% L2 M+ L" U$ Q | 塑性态 3 g% x: D5 q( M5 W% ], h9 F
| 93℃以上 - U% `' Y1 j8 j7 o1 V
| 93℃以上
% L$ _3 {- I& Q) p, }2 ~ | 约135℃ 4 q, Y' T9 i7 A% n7 B2 V
|
/ ~" ], z+ Y3 f8 u2 f; _- H: r5 W, @4 x; \
由温度引起的橡胶在三态间的变化是可逆的,处在塑性态下的橡胶,如果降低温度,可使其回复至弹性态。利用弹性态的剪切力,可使填充剂分散良好。当氯丁橡胶的加工温度高于90℃时,则有一部分氯丁橡胶转变为塑性态,构成了弹性态和塑性态共存的状态,即粒状态。由于氯丁橡胶的弹性态温度比天然橡胶低,因此其混炼操作温度也应比天然橡胶低。在工厂的实际操作中,混炼胶的温度一般是很高的,故应尽可能早一点加入填充剂,以便使填充剂在弹性态下达到一定程度的混入,借以提高混炼胶硬度,增大剪切力,使之在塑性态下混炼,也能分散良好。 y' Q; _2 F7 m
(一)开炼机混炼1 P- @" L, @! R% [9 \2 g6 p
% N: R7 o; q6 R& X9 A c 氯丁橡胶的混炼生热比天然橡胶大,所以氯丁橡胶混炼的批量要稍小一些。
9 K5 r' ?8 w) D& ~/ N" K
: h$ ?0 r4 g6 y1 a8 e5 z& O表2 氯丁橡胶开炼机混炼方法
4 A* S$ V& u5 M# i( l5 ~; ^5 a操作程序
( l* b" j$ V, U3 N$ r | 需要时间,min 6 D1 g, n' F x, y: [) u
| 累计时间,min % [2 E6 S) C. t5 Z
| ⒈辊距定为6mm,通入冷却水 # p" p5 d! \8 M( E# Z M5 s, C: X
| 0 2 o" p! U% T6 r. D
| 0
( p/ B6 G1 |7 q6 t' G T" f& t | ⒉塑炼聚合物使之包辊(割胶打卷两次) - O* b8 u: a; _
| 5
) _: b7 q; y7 c1 e: l% z7 k | 5
. S! e7 c, Y$ c( }& |9 d: C# r | ⒊加氧化镁
3 T3 l0 f' ^5 @4 H | 2 ' ?# r1 f( ^/ \- i# k
| 7 " u2 r4 g% H5 z5 [% l( S8 D
| ⒋加防老剂、防焦剂(铅丹配方加TS) 5 F- C+ q! o* h
| 1 $ B0 |0 M" t* u( }6 a
| 8
! F1 f7 n/ @4 A% a }. ] | ⒌加硬质填充剂(细粒径炭黑、二氧化硅等)
8 ~$ k S8 E4 r4 ~ | 3
0 X( S _5 d# o | 11
$ N) Y- M5 }9 X: Q/ j3 I) V | ⒍加软质填充剂(软质炭黑、无机填充剂等)
$ m4 B3 h8 Y* E% |6 V | 2
5 }( P9 P- Q0 N7 p5 z- e | 13 4 u: R7 ^+ F5 f6 T. _" @2 S0 r9 Q$ O
| ⒎加软化剂(石蜡、凡士林、硬脂酸等) ( P% ]; a0 g P& E* B1 z" X
| 2 / g" U- S; C' f
| 15
/ Z- ~: V5 g3 b4 t4 s z | ⒏加油(慢慢加)
' w# F6 _% P) p7 K6 ?4 N1 Y, J | 4
P9 }, C6 @5 k2 y3 x | 19
) s. H, \8 M) q" q+ r7 x | ⒐加氧化锌(铅丹分散体) 、促进剂
% k3 q& }3 {8 ?( M | 6 % r- d9 w5 B+ r$ {
| 25 ' O4 ^2 t( D9 B, e6 @! h8 F" n
| ⒑左右各割胶打卷六次,下片、冷却 ( h' D1 x: r9 N$ p
| — 2 K! }5 k s% S) k+ U6 q8 B2 {5 D
| — + ^: D, y( H, R& E s) ^
|
- t4 J. g5 d% I
直到加入硬质填充剂之前,都应冷却辊筒,以保证能够在弹性态下加料。但氧化镁在太冷的辊筒上会结块,易引起分散不良,所以辊温以50℃为宜。补强性填充剂只能少量逐次添加,软化剂可和软质填充剂同时加入。粘着性太大的胶料,添加少量硬脂酸盐,效果较好。
0 D- h# y! X4 }/ k在填充剂达到充分混炼之前即停止割胶打卷,是造成分散不良的原因。混炼温度过高会产生 粘辊,粉料分散不均,甚至会产生焦烧。
. t: S/ C8 C9 Z( X9 V# U/ f(=)密炼机混炼
0 X7 n' t9 m: r" O- Z1 B8 m: X/ A 氯丁橡胶因混炼生热大,故其装胶容量应略为减小。其装料系数一般定为60%。密炼机混炼方法举例如表3。 0 D1 ~( }( F4 ]1 \# I
" r$ S* L ^& B* a
表3 氯丁橡胶密炼机混炼法 & h8 @9 x3 S/ u6 B7 x; B' `5 r9 G
操作程序 6 ]) v3 o/ `. X- Y
| 需要时间,min 6 d3 Y M; v& m6 h$ U {' U7 d
| 累计时间,min ' S% h2 y9 W8 F4 I1 }4 ?1 R4 Y
| 1.用11号密炼机,转子转速20r/min 5 [$ z; X7 N( u4 A3 w$ M! ^
| 0 & w9 x4 D4 ?$ \. @8 v; _" {
| 0
/ q% L* x1 G& I! W! W* u8 I) V | 2.加聚合物、氧化镁、防焦剂、防老剂 3 ^8 H! |, x5 S* J0 m9 A
| 2
+ q* n( M, @% w% q8 I( ~ | 2
0 E6 ?4 v' G. u; E: B% [3 f k | 3.加硬质填充剂(细粒径炭黑、二氧化硅等) . Y( C- ^! ^1 d6 g6 \7 W
| 2
7 l: T, P9 `4 j: r | 4
2 z7 \: d( s$ p4 x' b L# }& H | 4.加软质填充剂(软质炭黑、矿质填充剂等)
/ I0 ?7 Q* o& ^ | 3
+ W2 o( d2 P, y& w | 7 2 \. D3 A1 z+ F$ ]
| 5.加软化剂,二分之一的油 + N2 X# T. Y2 K" E# m. |
| 2 4 T/ |; J- U* S z1 Y8 @& i
| 9
% }: a4 K2 H; a/ x9 i | 6.加剩下的油
- Q' D- X( ?/ _& h9 r5 b | 2 ; E- W4 [6 J6 G
| 11
6 R7 |3 _ I5 [7 I6 H$ P& ~! y | 7.加氧化锌、促进剂 . A+ s; j9 y8 d6 X# O% J
| 1 . ~, M- P0 T+ n- R. @! d
| 12 . Z [6 V+ g& r5 D, E' b
| 8.排胶、冷却 ) @+ J5 Y- a2 y$ D5 L% l# w
| | | 6 {3 x! k7 O6 i4 e( ~
密炼机混炼时间一般在5~15分之间。为了使分散良好.混炼时间需要稍长一点、在实际生产加工中,氯丁橡胶的密炼机混炼,可分为以下两种方法。(1)混炼高质量的胶料时,由于含胶率高,又要求分散良好,所以混炼时要和用开炼机混炼一样,填充剂要渐次加入。 (2)混炼低质量胶料时,或密炼机的转子和室壁的间隙较大时,可以同时大量投入填充剂。 密炼机混炼的要点有两点:一是把混炼胶料捏合成团;二是有效地利用剪切力,使之分散良好。如果密炼机的性能好,能很好地捏合胶料,就可以只考虑分散良好的问题。如果密炼机的转子和室壁的间隙大时,或者混炼含胶率低的配方时,则捏合胶料是第一位的,分散良好是第二位的。这时,装料系数应增大到65~70%,同时填充剂的加入方法也可以采取近似于“逆混炼”的方法。即在氯丁橡胶加入后,把氧化镁、防老剂、全部填充剂的一半同时加入。若胶料松散而不能捏合成团时,还可同时加入一半的油等。总之必须设法使胶料捏合成团。
1 a, Q$ G. \. v6 \+ b+ ~" I2 L+ b3 x( m% s9 U- d9 V% \
应该注意,氧化镁单独加入时,如果转子较冷,则易结块粘附。软化剂若与填充剂同时加入,也易结块。在填充剂分散之后再加油,或者在油分散之后再加填充剂,分散效果均好。另外,当使用吸油值较大的炭黑时,最好先让炭黑吸油后再加到胶料中去。在胶料捏合成团性良好的情况下,软化剂最后加入,则分散良好,并能降低胶料温度。用密炼机混炼时,为防止产生炭黑凝胶或焦烧,应尽量采用低温混炼。但例外的是陶土,碳酸钙及其它无机填充剂,由于其含水分较多,致使分散不良,如果将胶料温度提高到100℃左右进行混炼,借以减少水分,则分散良好。 在密炼机上加氧化锌、促进剂时,排胶温度控制在105一110℃,不在密炼机上加时,排胶温度应低于125℃。氧化锌和促进剂最好以母炼胶的形式加入。 最近由于密炼机的转子转速有所加快,氯丁橡胶易于焦烧,一般趋向采取在密炼中进行短时混炼,快速排胶,在开炼机上加氧化锌,然后用压片机等进行补充加工的两段混炼法。 |