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橡膠加工工藝的膠料問題的解決辦法

发布时间:2017-07-12 23:18:00 点击:    关键词:密煉機,捏煉機,開煉機,橡膠機械

泰州科德橡膠機械:在橡膠加工過程中,會經常産生某些質量問題,妨礙了生産作業的順利進行。由于現在的勞務費用高,在停工待料期間的損失頗大。若對大部分屬于同一類型的問題采取相應的措施,就可解決這些問題。以下就筆者的經驗介紹解決的方法。

下文主要介紹硫黃分散不均,噴霜,焦燒等質量問題的處理方法。

1、硫黃分散不均,有麻點(凝集物)現象

這是一個既老又新的問題,我們的前輩理應解決了的問題現在又舊事重提。

将入库的硫黄放置在水泥板上,从防潮的角度看不是好办法,一定要将它放在席子或垫板上,在计量前将其过筛是预防产生结块的有效方法,这时不必用太细的筛 子,用40目或20目的即可,只要能将粉末状硫黄中的结块打碎就可以了。另外,在一次硫黄添加量较少的情况下,在開煉機上面边过筛边添加为好,在这种场合,即使筛目粗一些也是可以的。

在使用传统的方法时,先将盛在盘子中的硫黄搁在一边,再放入等容积的轻质碳酸钙或白呈粉,搅拌均匀后在開煉機上进行添加,虽然这是一种简便的做法,但没有痹烩更好的方法。 此处简单介绍一下什么是白呈粉,将牡蝠壳、贝壳堆放在室外的水泥板上,任其风吹曰晒雨淋,放置2-3年后,里面的有机物质被分解除去,成为雪白的只有钙成分的物质,将其粉碎后就是白呈粉,该粉料除了可用于橡胶外,还可用于其他方面。

在配合了大量硬质陶土的橡胶中,不知是何种原因造成硫黄分散不均。尽管人们想出了许多办法,但仍未奏效。我们将配合了与硫黄等质量份的硬质陶土之母炼胶用捏和机进行混合,再用该公司自制的40L捏煉機(转速约为30 rpm /m in)进行约1h的混和,使用这样的母炼胶,未发现硫黄颗粒,可以说这是侥幸成功的实例。

自制的硫黄母炼胶是供该公司本身使用的。但是,公司内所有橡胶一旦都使用母炼胶的话,则其用量会过大,品种繁多,需要专门加工母炼胶的炼胶机,这样做费时费力。于是,除了目前尚未发生问题的混炼胶及允许有少许硫黄颗粒的混炼胶外,只对确实有需要的胶料才使用硫黄母炼胶。我们使用含100质量份橡胶,50质 量份硫黄的母炼胶,因此,母炼胶中含有三分之一的硫黄,相当于三倍的硫黄添加量。

制备母炼胶用的橡胶,起始是使用NR,但一到冬季,橡胶就变硬,不易切成小块。根据经验,我们采用NR 50份,BR 50份进行共混,使该问题得以解决。

現在市場上已有硫黃母煉膠出售,使用非常方便,雖然成本略有提高,但可根據其性價比來決定是否采用。

另外,还有一种称之为多硫化物(东洋化学公司制造)的树脂状硫黄,该硫黄为黄色脆块,在開煉機上熔融后再分散到橡胶中去,常被用于胶球等橡胶制品。

用密煉機炼毕的胶料排到压片机上时,其温度可达到140℃以上,若胶料处于高温状态下添加硫黄,则会有一部份硫黄在橡胶中熔融,成液态状,如果硫黄以液态分散于橡胶中是没有问题的,但是一旦胶料在压片机上由于冷却作用使胶温下降,熔融的硫黄就会成为块状,以结块的形式进入胶料中,形成象火柴头大小的硫黄颗 粒。这样一来,硫黄颗粒就不会进行更进一步的分散,而以小块形状存在于胶料中,即使重新炼胶也不会改变。因此,要等到橡胶温度降到70℃以下时再添加硫黄 为宜。

市場上出售的硫黃粉,有200目與300目之分。300目的粒子細,人們往往認爲它分散性良好而喜歡采用。但是是否確實如此要通過試驗來加以證明。

我们在试验中对100质量份的NR进行塑炼,(尽量采用当片胶或SM RSL),向该塑炼胶中添加3质量份硫黄。然后再将该胶料投入试验用開煉機上,将辊距调至小状态。把包在前辊上的胶片切下,胶片收缩,得不到表观良好的 胶片。为此,可停下炼胶机,在包在前辊上的胶片上贴一张约10 cm见方的玻璃纸,然后切下该胶片,这样即可防止胶片收缩,制成显微镜用试片,若用400倍左右倍率的显微镜即能够观察到硫黄粒子。按照300目硫黄的性 价比其作用已不问可知,该文作者认为,就橡胶制品的多半用途而言,采用200目的硫黄即能满足要求。

30多年前橡膠用硫黃粉末的原料是從硫黃礦山中采集的硫黃,統稱爲礦物硫黃;現在用的硫黃幾乎全部是從石油精煉中得到的回收硫黃,礦物硫黃的結晶粒子大且柔軟,容易粉碎;回收硫黃由于結晶粒子小且堅硬,因而難以粉碎。由于回收硫黃的硫黃粉容易結塊,所以要添加微量的防粘劑。另外,也有面向輪胎廠的一種添加了3%操作油的包裹硫黃。

衆所周知,硫黃在NBR中分散性較差,制造黑色制品時並不怎麽引人注意,但在制造淺色橡膠制品時會出現黑褐色斑點,十分難看。也許這是一個老問題,但現在可以從市場上購買硫黃母煉膠,如果具有要求洽談中不能解決,可試用以下方法。

把NBR投入開煉機,添加硫黄混炼,辊筒温度上升,硫黄溶解于橡胶之中。然后将该胶料出片冷却,到第二天重新再用開煉機回炼,按常规方法添加各种配合剂,后添加硫化促进剂均匀混炼,若采用该方法可消除斑点。

2、硫黃噴霜
橡膠中的硫黃向其表面遷移並在表面形成結晶,這種現象稱之爲噴霜。不論是未硫化膠或硫化膠都會發生這種現象。

未硫化膠發生噴霜時,對膠料的粘接會帶來困難,導致粘接不良;若噴霜現象嚴重,在制造模壓制品或移模注片制品時,噴出的硫黃會滯留在橫具的凹陷部,這樣,容易形成缺膠。這是由于硫黃在短時間內不能溶解于橡膠中造成的。

防止未硫化橡膠噴霜的第一項措施是減少硫黃的配合量,但減少硫黃配合量後,硫化膠的彈性模量會急劇下降,硬度也降低。因此,減少硫黃配合量要慎重。該文作者認爲半成品膠料的硫黃配合量可降低到2份這樣的臨界點。

假如不減少硫黃量,則可以通過添加不溶性硫黃來解決該問題。若不能把全部硫黃換成不溶性硫黃,可將一半硫黃置換成不溶性硫黃。這樣幾乎可達到預期的目的。

以上方法,適用于面向外加工的工廠所用的未硫化膠。外加工工廠,不會象作者本公司的工廠那樣嚴格管理,入庫的原材料經過數曰後仍存放在庫房裏未使用,尤其存放在寒冷的庫房裏,這樣會誘發噴霜,産生不溶性硫黃的效果。

硫化後的橡膠制品經過一段時間後也會發生噴霜。作爲預防措施,在計劃減少硫黃配合量以前,就應該留意完全硫化問題。硫化溫度、硫化時間是否適宜,不要寄希望于考慮稍微延長一點硫化時間爲好。但是無論如何,高溫短時間硫化是不合適的。

橡膠制品在硫化後應避免曰光直射與急劇冷卻,應注意存放在自然通風的地方。在這種情況下,在容器上蓋上由帆布等制成的布套,這樣可以防止噴霜現象的發生。在硫化後産生的噴霜現象中,不溶性硫黃是不起作用的。

與噴霜稍有不同的是,冬季橡膠膠漿中會出現肉眼看得見的硫黃結晶,若用放大鏡看,則能清楚地看出這是一些斜方晶體。一旦有這樣的結晶産生,在用毛刷塗布膠漿時會在毛刷的端部附著結晶體,在膠漿塗面上形成凹痕;而用塗膠機進行塗膠時,則在刮膠刀的刀刃部位形成結晶,像一條條縱向膠痕。

防止措施是,在硫黃配合中加入相當于硫黃所需量半數的不溶性硫黃,在使用膠漿時僅從膠漿槽中取所需的量,暫時不用的膠漿存放在膠漿槽內,慢慢攪拌以備待用。

3、膠料焦燒

混煉膠的焦燒多見于梅雨季節開始。

由于有了門尼粘度計及硫化儀,不論是新煉的混煉膠還是返煉膠料都能隨時進行測定,這樣就能防止膠料焦燒。在大批量生産混煉膠的工廠裏,沒有必要進行全面測定,僅對規定要注意的膠料可采用一種測定方法。以下介紹防止焦燒的方法。

首先要减少硫化促进剂的配合量,但这样会导致橡胶制品的物理性能下降,了解这一点是非常重要的,硫化促进剂单独使用的情况很少,多半是采用二种、三种促进剂并用的方式。一旦配合出了问题,就不能防止胶料焦烧,一般来说,通用橡胶用的主促进剂为曝pill类或次磺酞胺类促进剂。主促进剂DM是万能型促进剂; 促进剂M的焦烧性高,次磺酞胺类促进剂虽然有耐焦烧性,但由于硫化的起步速度慢,所以要根据胶料使用要求进行选择。肌类、秋兰姆类系辅助促进剂。在盛夏高温季节,辅助促进剂要减量使用,而主促进剂则尽量不减少其配合量。

将10- 20质量份的再生胶加入通用橡胶中,经共混后制成的胶料,具有防止焦烧的作用。另外,对共混胶料,要考虑设计加成性配方,在研究焦烧性与硫化胶物理性能的基础上作一些必要的修正。

在配合白炭黑胶料中,要添加二甘醇、聚乙二醇、有机胺助促进剂SL等。但添加以上配合剂过量的话也会导致焦烧,因此必须加以注意。标准的配合量应该是(与白炭黑相比)二甘醇与聚乙二醇(分子量为400) 60%,有机胺促进剂SL为2.5%。

在配合方面盡管如上所述,作了許多探討,但是如果仍不能防止焦燒時,可添加防焦劑(硫化延遲劑)。硫化延遲劑是無水鄰苯二甲酸及苯甲酸類的有機酸、亞硝基化合物及鄰苯二甲酞胺等有機合成化合物。因亞硝基二苯胺具有汙染性,所以不能用于淺色橡膠制品。

防焦劑在延遲硫化的同時,也減慢了硫化速度,因爲它會降低交聯度,所以不要大量使用。根據該作者的經驗,用量不應超過0.4%。如果必須超過0.4%,則首先應該減少硫化促進劑的用量。不宜使用高促進劑,高防焦劑的配合方法。

以下就操作工序中防止焦烧应注意的问题作一介绍,就每批混炼胶料而言,在原有数据的基础上,设定焦烧时间的范围,在此范围内不断调整解决。例如,设定为门尼焦烧时间,125℃ ,
MS、15一25m in.

對混煉膠可用水冷、風冷或兩者並用的方式使膠片冷卻到室溫。即使是壓延卷取的膠料,如果存在焦燒的危險,可對其進行邊風冷邊卷取,或者按一定長度裁斷後再進行風冷。按照需要也可以用空調房、冷藏庫進行貯存。

對多數需返煉的膠料,首先將需返煉的膠料投入熱煉機上熱煉,在確認該膠料未發生焦燒的情況後,再添加新的混煉膠進行混煉,若操作程序與此相反,則會導致全部膠料焦燒。

4、有異物混入膠料的混煉

在煉膠時有時會混入導物,這樣的膠料就不能使用,其原因有多種多樣,沒有定論,需要區別對待。

在生膠中有用取乙烯薄膜包裝的,也有未包裝的。用聚乙烯薄膜包裝的橡膠極少混入異物,未包裝的橡膠在運輸過程中容易粘上砂土等異物。另外,在用托板運輸的橡膠中近發現,托板的木片會嵌入橡膠,這類附著在橡膠上的異物必須用鋼絲刷除去。

RSS 3号或4号等大多数生胶是由小橡胶园我就要看片最新导航的,所以经常会发现在生胶片之间夹杂着残枝、枯叶、死亡的昆虫等,若用钢丝刷除去当然好。但若未能清除干净,就投入炼胶机。这样,由于相当一部分异物会在炼胶时落到存胶盘上,因此这类异物要收集起来丢弃。无论如何,将这些生胶作为高等级的橡胶使用是不合适的。

过去,为了除去生胶中的异物系采用滤胶机过滤或手工方法去除异物。所谓手工方法,就是将生胶塑炼后,把炼胶机辊距调节为约lmm,再进行薄通,再把薄通出 来的胶片置于强烈光线的照射下,由人工通过肉眼观察将异物除去。由于滤胶法与手工方法都会降低生胶的韧性、使硫化胶的弹性模量下降,因此有必要加以注意。另外,由于现在的劳务费用相当高,租金等费用也据高不下,采购杂质较少的一、二级上等生胶是明智的。

生膠被雨淋濕後會産生黴變,輕度黴變尚無大礙,若嚴重的話,生膠會産生發白現象,即使用煉膠機塑煉也不會使之塑化,會産生與焦燒膠料相同的狀態。這樣,只有將黴變部分的生膠切掉廢棄方可避免。

即使是SBR,也會發生熱硬化物混入的情況。在生産過程中把生膠堆放在煉房烘膠時,靠近烘房壁的生膠,因長時間烘烤形成熱硬化,演變成黑褐色的樹脂狀物,這些樹脂狀物會從生膠包上脫落下來,混入生膠中。在此情況下,唯一的辦法是將樹脂化部分切除。

5、橡膠共混不均

天然橡胶与合成橡胶或合成橡胶与合成橡胶的共混是人们经常议论的话题,进一步讲,就是塑料与橡胶的共混。如果用密煉機共混,在操作工艺上没有多大的麻烦,一下子就能混合。但是,这样共混的胶料批量小,而且也有不能用密煉機炼的橡胶。这样一来,就必须用開煉機进行混炼,以下就用開煉機混炼的方法作一叙述。

一般的操作程序是先将硬质橡胶A放在開煉機上炼,然后再投入软质橡胶B进行共混。如果反之,混炼出来的胶料就象豆腐渣一样。

若想得到质量好的共混胶料,应该首先完成薄通橡胶B。再将硬质橡胶A放入開煉機,并将橡胶B按硬质橡胶A的5%质量份投入開煉機中,并不断地用炼胶用小刀反复切割,这一步至关重要。然后再投入10%质量份软质橡胶B进行混炼。再继续依次增加软质橡胶B的投放量,直至混炼完毕。当观察到混炼胶的颜色及透明度 达到要求后,即可判断共混完成。

当高苯乙烯树脂及聚乙烯与橡胶共混时,首先要将融熔点高的树脂投入炼胶机中,这时是否将辊筒温度设定在某一较佳范围内,由于多数情况下不甚清楚设定温度的很好点,所以好一边对辊筒加热,一边添加少量的树脂进行观察。如果温度低,则树脂会七零八落地落入接胶盘中,如果过一会儿再添加树脂,则会有一定比例的 树脂附着在辊筒上。其中附着在辊筒上的树脂呈橡胶状,像包卷在辊筒上一样。这时,再将剩余的树脂添加到炼胶机上,达到整体均匀后,即可停止加热。停止加热的理由是要防止两点一是若超过以上温度,树脂的粘度就会过度下降,共混的胶料因热老化而被着色。此时,即使停止加热,由于炼胶机已进行过预热,故炼胶机辊 筒温度不会迅速下降。

向包卷在煉膠機輥筒上的樹脂添加5%左右的薄通了的橡膠,再進行充分的共混,依照前述之方法,依次逐步增加投膠量並繼續充分共混。如果一次投入的生膠太多,會導致失敗,因此要多加注意。共混完成後,通過觀察混煉膠的顔色與透明度即可判斷共混是否成功。如果是用電加熱的煉膠機,則可進行高融點的樹脂與橡膠的共混。


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