一種串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于橡膠成型的加工方法【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法，先以密煉機的具體型號和混煉膠的生產(chǎn)配方為根據(jù)，計算出各種物料的質(zhì)量并設(shè)定密煉機的工作參數(shù)；再將基體膠和各種配合劑加入密煉機中進行混煉，待膠料溫度達到95±5℃時將形成的初混膠排入到存料斗中；初混膠經(jīng)壓砣通過喂料口壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機中，通過五段冷卻通道的配合進行控溫二段混煉，形成半成品膠片由排料口排出；將半成品膠片經(jīng)開煉機壓片后再加入促進劑和硫磺進行后續(xù)相關(guān)工藝及測試對比分析；該方法實現(xiàn)了混煉技術(shù)的連續(xù)性，避免了小料和膠料混煉不均勻，提高了生產(chǎn)效率，保證了膠品質(zhì)量，減少了混煉過程中能量損失，節(jié)約了人力物力應用。
【專利說明】一種串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠成型的加工方法【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法， 能夠適用于不同配方橡膠的混煉。

【背景技術(shù)】：
[0002] 橡膠行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，它不僅為人們提供日常生活不可或缺 的日用和醫(yī)用等輕工橡膠產(chǎn)品，而且向采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提 供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件，而混煉技術(shù)的好壞對橡膠加工品的質(zhì)量有著決定性作 用，因此，生產(chǎn)出低能耗、高效率、高品質(zhì)的橡膠是橡膠行業(yè)不斷要解決的問題。當前，橡膠 混煉的方法大體可以分為開煉機混煉和密煉機混煉，此二種混煉方法均屬于間歇式的混煉 技術(shù)，存在以下弊端：需要不斷的停車、卸料、裝料，生產(chǎn)效率較低、能源消耗較大；兩種設(shè) 備體積龐大、占地面積較大；混煉過程中膠料各部位受到的壓力、溫度不均勻，造成橡膠性 能大有差異，最終影響成品的質(zhì)量；配合劑浪費嚴重、環(huán)境污染較大。
[0003] 相比較而言，連續(xù)式混煉技術(shù)具有以下優(yōu)勢：能夠充分利用混煉本身的優(yōu)點實 現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率；混煉過程中能夠保證膠料各部分受到的壓力、溫度、煉 膠時間相同，以提高橡膠的品質(zhì)；自動化程度高，能夠在穩(wěn)定的工藝條件下混煉膠料，降 低了人力物力的消耗；設(shè)備間相互配合緊密，占地面積較小、投資成本低。例如中國專利 200910229437. 1公開的一種橡膠混煉的方法，其先將配合劑混合均勻，并在密煉機內(nèi)投入 超促進劑和硫化劑，實現(xiàn)橡膠混煉一步到位；此法能夠減少飛塵，且預混好的配合劑與生膠 容易親和、分散性好，縮短了混煉時間、降低了混煉功耗，有利于防止焦燒，但是上述方法的 自動化程度不高，對配合劑預混也難以達到均勻性的標準，容易導致膠料的性能產(chǎn)生偏差； 中國專利200580035588. 3公開了一種橡膠混煉裝置和混煉方法，其利用串聯(lián)式混煉技術(shù)， 將密煉機和開煉機組成為一條混煉線，通過分配傳送帶將由密閉型混煉機混煉的預混煉橡 膠有選擇的供給到并列設(shè)置的混煉線中，這種混煉技術(shù)雖然提高了混煉效率，但是對于恒 溫混煉和低溫混煉來說，無法保證混煉中需要恒定保持的溫度，同時會帶來能量的損失，增 大成本；因此，實現(xiàn)真正意義上自動化程度高的連續(xù)混煉，同時保證橡膠性能質(zhì)量是本發(fā)明 的研宄方向。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明主要解決現(xiàn)有連續(xù)混煉方法中處理工序多、設(shè)備工藝復雜、生產(chǎn)投資大、高 能耗和膠料品質(zhì)低等技術(shù)問題，提供一種能夠適用于各種配方的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方 法，解決在保證膠料混煉質(zhì)量的同時避免配合劑與基體膠混煉不均勻等問題。
[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法的具體工藝步驟如 下：
[0006] (1)采用65±5%的填充系數(shù)，以上游密煉機的具體型號和混煉膠的生產(chǎn)配方為 根據(jù)，計算出各種物料的質(zhì)量并精確稱量后備用，設(shè)定初混階段中上游密煉機的工作參數(shù) 為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60±15r/min，溫控為50±10°C，上頂栓壓力0. 6±0. 05MPa;其中物料包括基 體膠和配合劑；
[0007] (2)將步驟（1)中稱量的基體膠投入上游密煉機中進行40± 10s的塑煉形成塑煉 橡膠，然后再分別加入除硫磺和促進劑之外的配合劑進行混煉，當密煉室中的膠料溫度達 到80±5°C時升降上頂栓一次，使得配合劑和塑煉橡膠充分混合，當密煉室中的膠料溫度達 到95±5°C時，打開上游密煉機的下頂栓將形成的初混膠排入到存料斗中；
[0008] (3)存料斗中的初混膠在壓砣的作用下通過喂料口進入下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉 機中，設(shè)定混煉機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速30± 15r/min進行二段混煉；設(shè)定混煉機機筒內(nèi)部自右往左 開設(shè)的共四段冷卻通道溫度分別為：95±5°C、85±5°C、75±5°C和65±5°C，設(shè)定混煉機機 頭內(nèi)部的冷卻通道溫度為55±5°C，混煉5. 5±3min后形成半成品膠片由排料口排出；
[0009] (4)將排出的半成品膠片經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)中的開煉機進行多次壓片后，再加入步驟 (1)中混煉膠的生產(chǎn)配方中促進劑和硫磺通過打三角包的方式使其充分混合，然后進行后 續(xù)的相關(guān)工藝及測試對比分析。
[0010] 本發(fā)明涉及的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法能夠適用于全鋼子午胎胎面膠配方、子午 線乘用胎胎面膠配方或斜交載重胎胎體膠配方等膠料的混煉。
[0011] 本發(fā)明中實現(xiàn)串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法的混煉裝置整體結(jié)構(gòu)分為上游密煉機和 下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機兩部分，兩者之間通過存料斗采用端面密封方式貫通連接以實 現(xiàn)保溫控溫作用，具體結(jié)構(gòu)包括上游密煉機、I號底座、I號機架、II號底座、下游異向雙轉(zhuǎn) 子連續(xù)混煉機、II號機架、壓砣、存料斗和II號油缸，I號機架和II號機架分別通過螺栓固 定連接在II號底座上，I號底座上通過螺栓固定連接有用于進行膠料初混的上游密煉機， 下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機通過螺栓固定設(shè)置在I號機架和II號機架上用于進行二段混 煉，上游密煉機的下端通過存料斗與下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機的上端之間貫通對接，存 料斗的左側(cè)上端與I號底座通過螺栓連接，其右側(cè)上端通過螺栓固定安裝有II號油缸，II 號油缸下端通過傳動桿結(jié)構(gòu)連接設(shè)置有壓砣，用于將存料斗中由上游密煉機排出的初混膠 壓入下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機中進行連續(xù)式二段混煉；所述下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機 的主體結(jié)構(gòu)包括排料口、混煉機機頭、混煉機轉(zhuǎn)子、混煉機機筒、喂料口、I號聯(lián)軸器、I號 減速器、II號聯(lián)軸器、I號電機和冷卻通道，混煉機機頭的左端開設(shè)有排料口用于排出制得 的半成品膠片，混煉機機頭的右端與內(nèi)部配套安裝有混煉機轉(zhuǎn)子的混煉機機筒固定對接， 混煉機機筒的右端上方開設(shè)有喂料口，喂料口與存料斗貫通對接用于下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù) 混煉機吃進上游密煉機排出的初混膠；混煉機機頭的內(nèi)部開設(shè)有冷卻通道用于控制混煉 機機頭的溫度，混煉機機筒的內(nèi)壁自右往左依次開設(shè)有共四段冷卻通道用于控制混煉機機 筒的溫度，冷卻通道中根據(jù)不同煉膠配方所需溫度選用油或水作為冷卻介質(zhì)以擴大溫控范 圍；從右往左依次串聯(lián)的I號電機、II號聯(lián)軸器、I號減速器和I號聯(lián)軸器共同組成動力系 統(tǒng)，為下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機提供動力。
[0012] 本發(fā)明中涉及到的上游密煉機的主體結(jié)構(gòu)包括下頂栓、密煉機轉(zhuǎn)子、密煉室、加料 門、上頂栓、I號油缸、III號機架、III號聯(lián)軸器、II號減速器、IV號聯(lián)軸器和II號電機，密煉室 通過螺栓連接安裝在I號底座上，III號機架左側(cè)開設(shè)有可關(guān)閉式結(jié)構(gòu)的加料門，加料門與 密煉室貫通，密煉室內(nèi)設(shè)置有密煉機轉(zhuǎn)子，密煉室上部通過螺栓連接設(shè)置有III號機架，III號 機架上固定安裝有I號油缸，I號油缸下端通過傳動桿連接設(shè)置有上頂栓，用于保證密煉 機工作時密煉室中的壓力，下頂栓通過鉸鏈連接在I號底座上用于卸料；從右往左依次串 聯(lián)固定在I號底座上的II號電機、IV號聯(lián)軸器、II號減速器和III號聯(lián)軸器共同組成動力系 統(tǒng)為上游密煉機提供動力。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，將密煉機混煉的方法和異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機的混煉方 法相結(jié)合，實現(xiàn)了混煉技術(shù)的連續(xù)性，避免了小料和膠料混煉不均勻的現(xiàn)象，大大提高了生 產(chǎn)效率，保證了膠品的質(zhì)量，在下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機的混煉過程中，配合五段冷卻通 道和利用不同冷卻介質(zhì)能夠增大控溫范圍，針對不同配方所需的混煉和排膠溫度進行控溫 保溫，較好的實現(xiàn)了低溫混煉和恒溫混煉，并減少了混煉過程中能量的損失，節(jié)約了人力物 力的應用，所生產(chǎn)出的膠料具有良好的拉伸強度，撕裂強度和炭黑分散度等。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0014] 圖1為本發(fā)明涉及的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法的工藝流程示意框圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明涉及的連續(xù)混煉裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明涉及的連續(xù)混煉裝置中上游密煉機的結(jié)構(gòu)原理側(cè)視圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明涉及的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法與傳統(tǒng)密煉機混煉方法分別生產(chǎn) 五組膠料對應的拉伸強度對比柱狀示意圖，其中橫軸代表樣本編號分為第1組、第2組、第 3組、第4組和第5組，縱軸代表拉伸強度/MPa，黑色柱代表傳統(tǒng)密煉機混煉方法，白色柱代 表本發(fā)明恒溫混煉方法。
[0018] 圖5為本發(fā)明涉及的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法與傳統(tǒng)密煉機混煉方法分別生產(chǎn) 五組膠料對應的撕裂強度對比柱狀示意圖，其中橫軸代表樣本編號分為第1組、第2組、第 3組、第4組和第5組，縱軸代表撕裂強度KN/m，黑色柱代表傳統(tǒng)密煉機混煉方法，白色柱代 表本發(fā)明恒溫混煉方法。
[0019] 圖6為本發(fā)明涉及的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法與傳統(tǒng)密煉機混煉方法分別生產(chǎn) 五組膠料對應的炭黑分散度對比柱狀示意圖，其中橫軸代表樣本編號分為第1組、第2組、 第3組、第4組和第5組，縱軸代表炭黑分散度，黑色柱代表傳統(tǒng)密煉機混煉方法，白色柱代 表本發(fā)明恒溫混煉方法。

【具體實施方式】：
[0020] 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0021] 實施例1 :
[0022] 本實施例以全鋼子午胎胎面膠配方為例進行說明，涉及的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方 法具體包括以下工藝步驟：
[0023] (1)采用65±5%的填充系數(shù)，以上游密煉機1的具體型號和混煉膠的生產(chǎn)配方 為根據(jù)，計算出各種物料的質(zhì)量并稱量后備用，設(shè)定初混階段中上游密煉機1的工作參數(shù) 為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60 ± 15r/min優(yōu)選為65 ± 3r/min，溫控為50 ± 10 °C優(yōu)選45 ± 3°C，上頂栓壓力 0. 6±0. 05MPa;其中物料包括基體膠和配合劑；
[0024](2)將步驟（1)中稱量的基體膠投入上游密煉機1中進行40± 10s優(yōu)選35±3s 的塑煉形成塑煉橡膠，然后再分別加入配合劑包括炭黑N330、氧化鋅、防老劑RD、增塑劑A 和硬脂酸SA進行混煉，使得配合劑與塑煉橡膠充分混合，當密煉室21中的膠料溫度達到 80 ± 5°C時升降上頂栓23 -次，當密煉室21中的膠料溫度達到95 ± 5°C時，打開上游密煉機 1的下頂栓19將形成的初混膠排入到存料斗8中；
[0025] (3)存料斗8中的初混膠在壓砣7的作用下通過喂料口 14進入下游異向雙轉(zhuǎn)子 連續(xù)混煉機5中，設(shè)定混煉機轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速30 ± 15r/min優(yōu)選35 ± 3r/min進行二段混煉； 設(shè)定混煉機機筒13內(nèi)部自右往左開設(shè)的共四段冷卻通道溫度分別為：95±5°C、85±5°C、 75 ± 5°C和65 ± 5°C，設(shè)定混煉機機頭11內(nèi)部的冷卻通道溫度為55 ± 5°C，混煉5. 5 ± 3min 優(yōu)選3. 6±0. 5min后形成半成品膠片由排料口 10排出；
[0026] (4)將排出的半成品膠片經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)中的開煉機進行多次壓片后，再加入步驟 (1)的生產(chǎn)配方中配合劑包括促進劑NOBS和硫磺，通過打三角包的方式使其充分混合，然 后進行后續(xù)的相關(guān)工藝及測試對比分析。
[0027] 本實施例中涉及的混煉膠的生產(chǎn)配方為：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法，其特征在于具體工藝步驟如下： (1) 采用65±5%的填充系數(shù)，以上游密煉機的具體型號和混煉膠的生產(chǎn)配方為根據(jù)， 計算出各種物料的質(zhì)量并精確稱量后備用，設(shè)定初混階段中上游密煉機的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)速60 ± 15r/min，溫控為50 ± 10°C，上頂栓壓力0. 6 ±0. 05MPa ;其中物料包括基體膠和 配合劑； (2) 將步驟（1)中稱量的基體膠投入上游密煉機中進行40± 10s的塑煉形成塑煉橡 膠，然后再分別加入除硫磺和促進劑之外的配合劑進行混煉，當密煉室中的膠料溫度達到 80±5°C時升降上頂栓一次，使得配合劑和塑煉橡膠充分混合，當密煉室中的膠料溫度達到 95±5°C時，打開上游密煉機的下頂栓將形成的初混膠排入到存料斗中； (3) 存料斗中的初混膠在壓砣的作用下通過喂料口進入下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機 中，設(shè)定混煉機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速30±15r/min進行二段混煉；設(shè)定混煉機機筒內(nèi)部自右往左開 設(shè)的共四段冷卻通道溫度分別為：95±5°C、85±5°C、75±5°C和65±5°C，設(shè)定混煉機機頭 內(nèi)部的冷卻通道溫度為55±5°C，混煉5. 5±3min后形成半成品膠片由排料口排出； (4) 將排出的半成品膠片經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)中的開煉機進行多次壓片后，再加入步驟（1) 中混煉膠的生產(chǎn)配方中促進劑和硫磺通過打三角包的方式使其充分混合，然后進行后續(xù)的 相關(guān)工藝及測試對比分析。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法，其特征在于能用于全鋼子午胎胎 面膠配方、子午線乘用胎胎面膠配方或斜交載重胎胎體膠配方的橡膠混煉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法，其特征在于實現(xiàn)該混煉方法的混 煉裝置整體結(jié)構(gòu)分為上游密煉機和下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機兩部分，兩者之間通過存料 斗采用端面密封方式貫通連接以實現(xiàn)保溫控溫作用，具體結(jié)構(gòu)包括上游密煉機、I號底座、 I號機架、II號底座、下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機、II號機架、壓蛇、存料斗和II號油缸，I 號機架和II號機架分別通過螺栓固定連接在II號底座上，I號底座上通過螺栓固定連接有 用于進行膠料初混的上游密煉機，下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機通過螺栓固定設(shè)置在I號機 架和II號機架上用于進行二段混煉，上游密煉機的下端通過存料斗與下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù) 混煉機的上端之間貫通對接，存料斗的左側(cè)上端與I號底座通過螺栓連接，其右側(cè)上端通 過螺栓固定安裝有II號油缸，II號油缸下端通過傳動桿結(jié)構(gòu)連接設(shè)置有壓砣，用于將存料 斗中由上游密煉機排出的初混膠壓入下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機中進行連續(xù)式二段混煉； 所述下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機的主體結(jié)構(gòu)包括排料口、混煉機機頭、混煉機轉(zhuǎn)子、混煉機 機筒、喂料口、I號聯(lián)軸器、I號減速器、II號聯(lián)軸器、I號電機和冷卻通道，混煉機機頭的 左端開設(shè)有排料口用于排出制得的半成品膠片，混煉機機頭的右端與內(nèi)部配套安裝有混煉 機轉(zhuǎn)子的混煉機機筒固定對接，混煉機機筒的右端上方開設(shè)有喂料口，喂料口與存料斗貫 通對接用于下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機吃進上游密煉機排出的初混膠；混煉機機頭的內(nèi)部 開設(shè)有冷卻通道用于控制混煉機機頭的溫度，混煉機機筒的內(nèi)壁自右往左依次開設(shè)有共四 段冷卻通道用于控制混煉機機筒的溫度，冷卻通道中根據(jù)不同煉膠配方所需溫度選用油或 水作為冷卻介質(zhì)以擴大溫控范圍；從右往左依次串聯(lián)的I號電機、II號聯(lián)軸器、I號減速器 和I號聯(lián)軸器共同組成動力系統(tǒng)，為下游異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機提供動力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)式橡膠連續(xù)混煉方法，其特征在于上游密煉機的主體結(jié) 構(gòu)包括下頂栓、密煉機轉(zhuǎn)子、密煉室、加料門、上頂栓、I號油缸、III號機架、III號聯(lián)軸器、II 號減速器、IV號聯(lián)軸器和II號電機，密煉室通過螺栓連接安裝在I號底座上，III號機架左側(cè) 開設(shè)有可關(guān)閉式結(jié)構(gòu)的加料門，加料門與密煉室貫通，密煉室內(nèi)設(shè)置有密煉機轉(zhuǎn)子，密煉室 上部通過螺栓連接設(shè)置有III號機架，III號機架上固定安裝有I號油缸，I號油缸下端通過 傳動桿連接設(shè)置有上頂栓，用于保證密煉機工作時密煉室中的壓力，下頂栓通過鉸鏈連接 在I號底座上用于卸料；從右往左依次串聯(lián)固定在I號底座上的II號電機、IV號聯(lián)軸器、II 號減速器和III號聯(lián)軸器共同組成動力系統(tǒng)為上游密煉機提供動力。
【文檔編號】B29B7/10GK104441301SQ201410648268
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】汪傳生, 潘弋人, 吳浩, 位冬, 于本會, 付平, 邊慧光 申請人:青島科技大學