一種熱敏性橡膠混煉方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于橡膠及輪胎制品生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適合熱敏性橡膠的新型混煉方法，先以密煉機(jī)的具體型號和熱敏性橡膠生產(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(jī)的工作參數(shù)；再將基體膠和各種配合劑加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，形成初混膠后排入到存料斗中；然后初混膠經(jīng)壓砣通過喂料口壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中，通過五段冷卻水道進(jìn)行控溫二段混煉，形成半成品膠片由排料口排出；最后將半成品膠片經(jīng)開煉機(jī)多次壓片后下片進(jìn)行后續(xù)相關(guān)工藝制得成品膠；該方法能有效避免焦燒現(xiàn)象，制備的產(chǎn)品門尼粘度高、炭黑分散性好、膠料綜合性能優(yōu)異；其整體方法工藝性好，自動化程度高，操作簡單，過程穩(wěn)定性好，生產(chǎn)效率高，適用范圍廣。
【專利說明】一種熱敏性橡膠混煉方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠及輪胎制品生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適合熱敏性橡膠的新型 混煉方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 氯丁橡膠是以氯丁二烯為主要原料，通過均聚或少量其它單體共聚而成的合成橡 膠，其具有良好的物理機(jī)械性能，耐油、耐熱、耐燃、耐日光、耐臭氧、耐酸堿、耐油，也具有較 高的拉伸強(qiáng)度、伸長率和可逆的結(jié)晶性，且粘接性好，綜合性能非常優(yōu)異，是天然橡膠和其 他合成橡膠所無法比擬的，因此它廣泛用于一般工業(yè)制品、汽車配件、電線電纜護(hù)套及粘合 劑等。通用型氯丁橡膠分子主鏈上含有不穩(wěn)定的多硫化物段，它的特點是易形成部分和全 部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在混煉時易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這種可能形成的不穩(wěn)定凝膠結(jié)構(gòu)，對混煉過程有 很大影響，因此混煉初期必須破壞原有凝膠結(jié)構(gòu)，才能使配合劑獲得混合和分散，一般在 100-1KTC下，凝膠破壞較快，炭黑能在最短時間內(nèi)在橡膠中達(dá)到良好分散，從而制得工藝 性能良好的膠料。
[0003] 目前，氯丁橡膠多以乳液聚合法生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝流程多為單釜間歇聚合，聚合溫度 多控制在40?60°C，聚合溫度、最終轉(zhuǎn)化率過高或聚合過程中進(jìn)入空氣（氧氣）等均會導(dǎo) 致產(chǎn)品質(zhì)量下降；由于氯丁橡膠的混煉特性是生熱大、易焦燒和易粘輥，所以混煉操作的原 則是時間要短，溫度要低，加料順序要恰當(dāng)。現(xiàn)有技術(shù)中氯丁橡膠的混煉設(shè)備主要是開煉機(jī) 和密煉機(jī)，當(dāng)用開煉機(jī)煉膠時，由于氯丁橡膠對溫度很敏感，當(dāng)輥溫超過70°C時，便會產(chǎn)生 嚴(yán)重的粘輥，并呈粘流態(tài)，混合時配合劑不易分散，且勞動強(qiáng)度大，混煉時間長，效率低；當(dāng) 用密煉機(jī)煉膠時，由于氯丁橡膠混煉生熱大，溫度不易控制，因此會使混煉室內(nèi)溫度上升較 快，易引起焦燒；因此，對氯丁橡膠等熱敏性膠料的煉制需要保證在低溫下進(jìn)行，以保證混 煉膠的品質(zhì)和生產(chǎn)效率；中國專利201310450781. X公開了一種氯丁橡膠生產(chǎn)工藝，具體包 括烘膠、塑煉、混煉、半成品切裁和硫化五個工藝過程，其在烘膠過程中通過嚴(yán)格控制烘膠 溫度和時間以保證烘膠后的膠料質(zhì)量，其在混料過程中采用二段混料工藝、并控制混料時 間和排料溫度，以減少氯丁橡膠的焦燒現(xiàn)象；但是該方法采用的兩段間歇式混煉在中間過 程中需要冷卻停放，使得生產(chǎn)效率大大降低，且仍然存在一定焦燒現(xiàn)象，因此本發(fā)明研宄設(shè) 計出一種新型的熱敏性橡膠混煉方法，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)式混煉，并有效避免焦燒現(xiàn)象，具有良 好的市場效益和應(yīng)用價值。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種工藝性好、操作簡單、生產(chǎn) 效率高的適合熱敏性橡膠混煉的一種新型方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計的適合熱敏性橡膠混煉的方法具體工藝步驟為：
[0006] (1)采用60±3%的填充系數(shù)，以密煉機(jī)的具體型號和熱敏性橡膠生產(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)定初混階段中密煉機(jī)的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 45±3r/min，溫控為40±3°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⑴中稱量的基體膠投入密煉機(jī)中進(jìn)行30±3s的塑煉，然后根據(jù)不同 熱敏性橡膠生產(chǎn)配方的加料順序分別加入各種配合劑進(jìn)行混煉，待密煉室中的膠料溫度達(dá) 到100±3°C時，打開密煉機(jī)的下頂栓將形成的初混膠排入到存料斗中；
[0008] (3)存料斗中的初混膠經(jīng)壓砣通過喂料口壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中，設(shè)定混 煉機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為20±3r/min進(jìn)行二段混煉，設(shè)定混煉機(jī)機(jī)筒內(nèi)部自右往左開設(shè)的共四 段冷卻水道溫度分別為：90 ± 3°C、85 ± 3°C、82 ± 3°C和80 ± 3°C，設(shè)定混煉機(jī)機(jī)頭內(nèi)部的冷 卻水道溫度為80±3°C，混煉6. 5±0. 5min后形成半成品膠片，半成品膠片由混煉機(jī)機(jī)頭上 的排料口排出；
[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(jī)進(jìn)行反復(fù)多次壓片后下片，然 后進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)工藝制得成品膠。
[0010] 本發(fā)明中實現(xiàn)熱敏性橡膠混煉方法的混煉裝置主體結(jié)構(gòu)包括密煉機(jī)、I號底座、 I號機(jī)架、II號底座、異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)、II號機(jī)架、壓蛇、存料斗和II號油缸，I號機(jī) 架和II號機(jī)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(jìn)行膠料初混的密煉機(jī)，異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)通過螺栓固定設(shè)置在I號機(jī)架和II號機(jī)架 上用于進(jìn)行二段混煉，密煉機(jī)的下端通過存料斗與異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)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連接設(shè)置有壓砣，用于將存料斗中由密煉機(jī)排出的初混膠 壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中進(jìn)行連續(xù)式二段混煉；所述異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)的主體結(jié) 構(gòu)包括排料口、混煉機(jī)機(jī)頭、混煉機(jī)轉(zhuǎn)子、混煉機(jī)機(jī)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(jī)和冷卻水道，混煉機(jī)機(jī)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(jī)機(jī)頭的右端與內(nèi)部配套安裝有混煉機(jī)轉(zhuǎn)子的混煉機(jī)機(jī)筒固定對接，混煉機(jī)機(jī) 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異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)吃進(jìn)密 煉機(jī)排出的初混膠；混煉機(jī)機(jī)頭的內(nèi)部開設(shè)有冷卻水道用于控制混煉機(jī)機(jī)頭的溫度，混煉 機(jī)機(jī)筒的內(nèi)壁自右往左依次開設(shè)有共四段冷卻水道用于控制混煉機(jī)機(jī)筒的溫度；從右往左 依次串聯(lián)的I號電機(jī)、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)，為異向雙 轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)提供動力。
[0011] 本發(fā)明中所述密煉機(jī)的主體結(jié)構(gòu)包括下頂栓、密煉機(jī)轉(zhuǎn)子、密煉室、加料門、上頂 栓、I號油缸、III號機(jī)架、III號聯(lián)軸器、II號減速器、IV號聯(lián)軸器和II號電機(jī)，密煉室通過螺 栓連接安裝在I號底座上，III號機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子，密煉室上部通過螺栓連接設(shè)置有III號機(jī)架，III號機(jī)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(jī)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(jī)、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)為密 煉機(jī)提供動力。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計的熱敏性橡膠混煉方法采用由密煉機(jī)與異向雙轉(zhuǎn)子 連續(xù)混煉機(jī)串聯(lián)所組成的混煉裝置實現(xiàn)，密煉機(jī)初混時間短、排膠溫度低，異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù) 混煉機(jī)二段混煉效果好，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍較大，配合的五段冷卻水道冷卻效果顯著，能夠保持 恒定低溫，從而較好的控制了混煉時間和排料溫度，使膠料在適宜的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行混煉， 有效避免焦燒現(xiàn)象，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品門尼粘度高、炭黑分散性好、膠料綜合性能優(yōu)異；其整 體方法工藝性好，自動化程度高，操作簡單，過程穩(wěn)定性好，生產(chǎn)效率高，適用范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0013] 圖1為本發(fā)明涉及的熱敏性橡膠混煉方法的工藝流程示意框圖。
[0014] 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。
[0015] 圖3為本發(fā)明涉及的連續(xù)混煉裝置中密煉機(jī)的結(jié)構(gòu)原理側(cè)視圖。

【具體實施方式】：
[0016] 下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明不僅限于以下 實施方式。 實施例：
[0017] 本實施例中以典型熱敏性橡膠一一氯丁橡膠為例進(jìn)行詳細(xì)闡述，涉及的熱敏性橡 膠混煉方法的工藝步驟為：
[0018] (1)采用60±3%的填充系數(shù)，以密煉機(jī)1的具體型號和氯丁橡膠生產(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)定初混階段中密煉機(jī)1的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速45±3r/min，溫控為40±3°C，上頂栓壓力0. 6±0. 05MPa ;其中物料包括氯丁橡膠和配合 劑；
[0019] (2)將步驟⑴中稱量的氯丁橡膠投入密煉機(jī)1中進(jìn)行30±3s的塑煉，然后再分 別加入配合劑包括氧化鎂、增塑劑、油膏、防老劑和1/2炭黑進(jìn)行混煉，40±3s后加入剩余 1/2炭黑，混煉60 ± 3s后再加入配合劑包括氧化鋅和促進(jìn)劑DM進(jìn)行混煉，當(dāng)密煉室21中的 膠料溫度達(dá)到l〇〇±3°C時，打開密煉機(jī)1的下頂栓19將形成的初混膠排入到存料斗8中；
[0020] (3)存料斗8中的初混膠經(jīng)壓砣7通過喂料口 14壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)5 中，設(shè)定混煉機(jī)轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速為20±3r/min進(jìn)行二段混煉；設(shè)定混煉機(jī)機(jī)筒13內(nèi)部自右 往左開設(shè)的共四段冷卻水道30溫度分別為：90 ± 3 °C、85 ± 3 °C、82 ± 3 °C和80 ± 3 °C，設(shè)定混 煉機(jī)機(jī)頭11內(nèi)部的冷卻水道30溫度為80±3°C，混煉6. 5±0. 5min后形成半成品膠片，半 成品膠片由混煉機(jī)機(jī)頭11上的排料口 10排出；
[0021] (4)將排出的半成品膠片經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)中的開煉機(jī)進(jìn)行多次壓片后下片，然后進(jìn) 行后續(xù)的相關(guān)工藝以制得成品膠。
[0022] 本實施例中涉及的氯丁橡膠生產(chǎn)配方為：
[0023]

【權(quán)利要求】
1. 一種熱敏性橡膠混煉方法，其特征在于具體工藝步驟如下： (1) 采用60±3%的填充系數(shù)，以密煉機(jī)的具體型號和熱敏性橡膠生產(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)定初混階段中密煉機(jī)的工作參數(shù)為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 45±3r/min，溫控為40±3°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密煉機(jī)中進(jìn)行30±3s的塑煉，然后根據(jù)不同熱 敏性橡膠生產(chǎn)配方的加料順序分別加入各種配合劑進(jìn)行混煉，待密煉室中的膠料溫度達(dá)到 100±3°C時，打開密煉機(jī)的下頂栓將形成的初混膠排入到存料斗中； (3) 存料斗中的初混膠經(jīng)壓砣通過喂料口壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中，設(shè)定混煉機(jī) 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為20±3r/min進(jìn)行二段混煉，設(shè)定混煉機(jī)機(jī)筒內(nèi)部自右往左開設(shè)的共四段冷 卻水道溫度分別為：90 ± 3 °C、85 ± 3 °C、82 ± 3°C和80 ± 3 °C，設(shè)定混煉機(jī)機(jī)頭內(nèi)部的冷卻水 道溫度為80 ±3°C，混煉6. 5 ±0. 5min后形成半成品膠片，半成品膠片由混煉機(jī)機(jī)頭上的排 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(jī)進(jìn)行反復(fù)多次壓片后下片，然后進(jìn) 行后續(xù)的相關(guān)工藝制得成品膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱敏性橡膠混煉方法，其特征在于實現(xiàn)該混煉方法的混煉 裝置主體結(jié)構(gòu)包括密煉機(jī)、I號底座、I號機(jī)架、II號底座、異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)、II號機(jī) 架、壓砣、存料斗和II號油缸，I號機(jī)架和II號機(jī)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(jìn)行膠料初混的密煉機(jī)，異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)通過 螺栓固定設(shè)置在I號機(jī)架和II號機(jī)架上用于進(jìn)行二段混煉，密煉機(jī)的下端通過存料斗與異 向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)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連接設(shè)置有壓砣，用 于將存料斗中由密煉機(jī)排出的初混膠壓入異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中進(jìn)行連續(xù)式二段混煉； 所述異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)的主體結(jié)構(gòu)包括排料口、混煉機(jī)機(jī)頭、混煉機(jī)轉(zhuǎn)子、混煉機(jī)機(jī) 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(jī)和冷卻水道，混煉機(jī)機(jī)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(jī)機(jī)頭的右端與內(nèi)部配套安裝有混煉機(jī) 轉(zhuǎn)子的混煉機(jī)機(jī)筒固定對接，混煉機(jī)機(jī)筒的右端上方開設(shè)有喂料口，喂料口與存料斗貫通 對接用于異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)吃進(jìn)密煉機(jī)排出的初混膠；混煉機(jī)機(jī)頭的內(nèi)部開設(shè)有冷卻 水道用于控制混煉機(jī)機(jī)頭的溫度，混煉機(jī)機(jī)筒的內(nèi)壁自右往左依次開設(shè)有共四段冷卻水道 用于控制混煉機(jī)機(jī)筒的溫度；從右往左依次串聯(lián)的I號電機(jī)、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)，為異向雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)提供動力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱敏性橡膠連續(xù)混煉方法，其特征在于所述密煉機(jī)的主體結(jié) 構(gòu)包括下頂栓、密煉機(jī)轉(zhuǎn)子、密煉室、加料門、上頂栓、I號油缸、III號機(jī)架、III號聯(lián)軸器、II 號減速器、IV號聯(lián)軸器和II號電機(jī)，密煉室通過螺栓連接安裝在I號底座上，III號機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子，密煉室 上部通過螺栓連接設(shè)置有III號機(jī)架，III號機(jī)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(jī)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(jī)、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)為密煉機(jī)提供動力。
【文檔編號】B29B7/10GK104476690SQ201410648269
【公開日】2015年4月1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, 吳浩, 潘弋人, 徐小林, 王蒙, 李紹明, 邊慧光 申請人:青島科技大學(xué)