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泰州科德橡胶机械-捏炼机:绝版硅胶技术知识(硫化剂、配合剂、工艺及质量问题解决方案)

发布时间:2018-04-13 21:12:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

硅橡胶常用硫化剂

硫 化 剂

结   构   式

简  称

用量,份

硫化温度℃

用       途

过氧化苯甲酰

硫化剂BP

4~6

0.5~2

110~135

通用型、模压、蒸汽连续硫化、粘合

2,4-二氯过氧化苯甲酰

硫化剂DCBP

4~6

0.5~2

100~120

通用型、热空气硫化、蒸汽连续硫化、模压

过苯甲酸叔丁酯

硫化剂TBPB

0.5~1.5

135~155

通用型、海绵、高温硫化用

过氧化二叔丁基

硫化剂DTBP

0.5~1.0

160~180

乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料

过氧化二异丙苯

硫化剂DCP

0.5~1.0

150~160

乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料、蒸汽硫化、粘合

2,5-二甲基地,5-二叔丁基过氧化已烷

硫化剂DBPMH(双2,5)

0.5~1.0

160~170

乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料

①甲基硅橡胶硫化剂BP膏状物用量(膏状物内含硫化剂BP为50%)。

②乙烯基硅橡胶硫化剂BP膏状物用量(膏状物内含硫化剂BP为50%)。

硅橡胶常用补强剂的用量和性能

类  别

名称

用量,份(重量,以100生胶计)

硫化胶性能

拉伸强度,MPa (kgf/cm2

扯断伸长率,%

补强填充剂

气相白炭黑

沉淀白炭黑

处理白炭黑

乙炔炭黑

30~60

40~70

40~80

40~60

3.9~8.8    (40~90)

2.9~5.9    (30~60)

6.9~13.7    (70~140)

3.9~8.8    (40~60)

200~600

200~400

400~800

200~350

弱补强填充剂

硅 藻 土

钛 白 粉

石 英 粉

碳 酸 钙

氧 化 锌

氧 化 铁

50~200

50~300

50~150

2.9~3.9    (30~60)

1.5~3.4    (15~35)

2.9~3.9    (30~40)

1.5~3.4    (15~35)

1.5~3.4    (15~35)

75~200

300~400

100~300

100~300

100~300

硅橡胶的着色剂

名     称

颜     色

名     称

颜     色

氧化铁(三氧化二铁)

铬绿(三氧化二铬)

钛白(二氧化钛)

绿

镉黄(二氧化镉)

炭黑

群青

乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶基本配方和物理机械性能

配方及性能

乙烯基硅橡胶

氟硅橡胶

通用型

通用型

高抗撕型

通用型

乙烯基硅橡胶(110-2)

氟硅橡胶

沉淀白炭黑

2号气相白炭黑

4号气相白炭黑

八甲骨文基环四硅氧烷处理2号气相白炭黑

二苯基硅二醇

六甲基环三硅氮烷和八甲基环四硅氧烷混物

羟基氟硅油

三氧化二铁

有机过氧化物

100

40~60

3~5

0.5~1

100

45—60

3~6

3~5

0.5~1

100

40~50

8~10

0.5~1

100

45~60

3~5

0.5~1

3

100

40~45

2~3

3~5

0.5~1

老化前物理机械性能

拉伸强度,MPa

扯断伸长率,%

硬度(邵尔)

撕裂台度,kN/m

脆性温度,℃

3.9~5.9

150~250

45~65

-65

5.9~7.8

203~350

45~65

-65

7.8~9.8

400~600

40~55

30~50

-65

6.9~8.8

300~500

45~60

-65

5.9~7.8

150~250

40~60

-60

200℃×27h老化后

拉伸强度,MPa

扯断伸长率,%

硬度(邵尔)

5.9~7.8

300~500

45~60

3.9~5.9

100~200

45~65

250℃×72h老化后

拉伸强度,MPa

扯断伸长率,%

硬度(邵尔)

2.9~4.9

150~250

45~65

3.9~5.9

150~300

45~65

4.9~6.9

200~400

50~60

压缩永久变形(压缩率30%)

150℃×24h,%

200℃×24h,%

10~20

20~30

30~50

40~60

20~30

电性能

击穿电压,MV/m

体积电阻Ω·cm

18~20

1014~1015

20~25

1015~1016

20~25

1015~1016

20~25

1015~1016

12~15

1012~1015

耐油性能

2号航空煤油150℃×24h体积膨胀率,%

15~20








1.开炼机混炼

泰州科德橡胶机械-捏炼机2018年4月13日讯  双辊开炼机辊筒速比为1.2~1.4:为宜,快辊在后,较高的速比导致较快的混炼,低速比则可使胶片光滑。辊筒必须通有冷却水,混炼温度宜在40℃以下,以防止焦烧或硫化剂的挥发损失。混炼时开始辊距较小(1~5mm),然后逐步放大。加料和操作顺序:生胶(包辊)—→补强填充剂—→结构控制剂—→耐热助剂—→着色剂等—→薄通5次—→下料,烘箱热处理—→返炼—→硫化剂—→薄通—→停放过夜—→返炼—→出片。胶料也可不经烘箱热处理,在加入耐热助剂后,加入硫化剂再薄通,停放过夜返炼,然后再停放数天返炼出片使用。混炼时间为20~40分钟(开炼机规格为φ250mm ×620mm)。

如单用沉淀白炭黑或弱补强性填充剂(二氧化钛、氧化锌等)时,胶料中可不必加入结构控制剂。应缓慢加入填料,以防止填料和生胶所形成的球状体浮在堆积胶的顶上导致分散不均。如果要加入大量的填料,好是分两次或三次加入,并在其间划刀,保证良好的分散。发现橡胶有颗粒化的趋势,可收紧辊距以改进混炼。落到接料盘上的胶粒应当用刷子清扫并收集起来,立即返回炼胶机的辊筒上,否则所炼胶料中含有胶疙瘩而导致产品外观不良。增量性填料应当在补强性填料加完之后加入,可采用较宽的辊距。

装胶容量(混炼胶):φ160mm×320mm炼胶机为1~2 kg;φ250mm×620mm炼胶机为 3~5kg。

硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊(前辊),混炼时则很快包快辊(后辊),炼胶时必须能两面操作。由于硅橡胶胶料比较软,混炼时可用普通赋子刀操作,薄通时不能象普通橡胶那样拉下薄片,而采用钢、尼龙或耐磨塑料刮刀刮下。为便于清理和防止润滑油漏入胶内,应采用活动挡板。气相白炭黑易飞扬,对人体有害,应采取相应的劳动保护措施。如在混炼时直接使用粉状过氧化物,必须采取防爆措施,好使用膏状过氧化物。

如在胶料中混有杂质、硬块等,可将混炼胶再通过滤胶机过滤,过滤时,一般采用80~140目筛网。

2.密炼机混炼

采用此法可提高生产效率和改善劳动条件。试验表明,密闭式混炼胶料的性能与开放式混炼胶料的性能相似。用试验室2L密炼机的混炼时间为6~16分钟,混炼无特殊困难。采用φ160mm开炼机当装料系数为0.74时,混炼也能正常进行。排料温度与补强填充剂的类型有关:当采用弱补强性填充剂和沉淀白炭黑时,排胶温度在50℃以下;当使用气相白炭黑时,排胶温度为70℃左右。

3.胶料停放和返炼

硅橡胶胶料混炼结束后,应经过一段时间的停放(一般以不少于24小时为宜),使各种配合剂(特别是结构控制剂)能与生胶充分起作用。经停放后,胶料变硬,可塑性降低,使用前必须进行返炼。返炼采用开炼机,开始时辊距较大(3~5mm),此时胶料较硬,表面是皱纹状,包在前辊(慢辊)上。随着返炼时间的延长,胶料逐渐变软;慢慢缩小辊距(0.25~0.5mm),很快胶料即包在后辊(快辊)上。“待胶料充分柔软,表面光滑平整后,即可下料出片。返炼不足,胶片表面有皱纹;返炼过度则胶料发粘而导致粘辊。

返炼温度一般控制为室温。如胶科长期存放(一个月以上)而出现胶料发粘变软,表面产生皱纹等现象时,可再加入5~10份左右的气相白炭黑,以改进胶料工艺性能,并保证硫化胶质量。

(二)压出

一般硅橡胶比较柔软,故其压出效果较好,易于操作。用硅橡胶可以压出各种不同形状和尺寸的制品,其加工设备和工具基本上与普通橡胶相似。

压出机一般是用φ30mm或φ65mm的单螺纹螺杆,长径比为10~12:1效果较好。压出时尽量保持低温,以不超过40℃为宜,所以机筒和螺杆均须通冷却水。对质量要求较高的产品可靠近机头部分加装80~140目滤网,以除去胶料中的杂质,改善压出质量。硅橡胶从口型中出来时会膨胀,膨胀率取决于胶料的流动性能、坯料厚薄及胶料进入境口型时所受的压力。然而,增加或降低引出速度会改变未硫化压出制品的伸长率,从而使其尺寸稍加改变。根据经验,胶管比其口型尺寸膨胀约3%,而很软的胶料膨胀率比较大,硬度较高的胶料则比较小。当压出其它形状制品时,口型的型孔很少与压出制品的横断面相同,这是由于流动胶料在不同点上的不同摩擦力起作用所致。因此对某一口型,一定要经多次反复试验,这样才能得到所需形状的产品。

包覆电线的压出,在压出机上需要使用T型机头。口型与压出机机筒成直角安装在T型机头上。这样芯线就可以通过空心口型导管(芯型)包覆上硅橡胶护套。增强胶管也可以用T型机头进行连续生产,先用一般方法压好内胶层,并经预硫化后,再在其外面编织增强钢丝或尼龙,然后使其通过T型机头在其外面包覆一层外胶层,后送往硫化、在成型过程中,若向胶管内充填压缩空气.可防止内胶的塌瘪。

硅橡胶压出半成品柔软而易变形,因此通常必须立即进行硫化。常用的方法是热空气连续硫化;电线、电缆工业通常用高压蒸气连续硫化。如在压出后不能连续硫化,为防止变形。压出后应立即用圆盘、圆鼓或输送带接取,用滑石粉隔离以免相互粘结。如发现胶料过软而不适于庄出时,可将胶料再混入3~5份气相白炭黑。

一般用于压出的胶料配方,其硫化剂用量应比模压制品适当增加。硅橡胶的压出速度低于其它橡胶,当要求同其它橡胶达到相同压出速度时,应采用较高的螺杆转速。

(三)压延

硅橡胶的压延机一般采用立式三辊压延机。用于生产胶片时,中辊是固定的,中辊转速比上辊快,速比为1.1~1.4:1,下辊的转速和中辊相比当压延机开动时,上辊温度为50℃,中辊应保持为室温,下辊用冷却水冷却。压延速度不宜过快,一般为60~300cm/min。先以低速调整(30~60cm/min)辊距(中、下辊),以保证一定的压延厚度,然后再提高至正常速度(150~300cm/min)进行连续操作。垫布(常采用聚酯薄膜)在中、下辍之间通过,在中、下辊间应保持少量积胶,以便使整布与胶料紧密贴合。压延后将胶片卷辊扎紧,并送进烘箱或硫化罐中硫化。卷取辊的芯轴应当是空心金属管子,胶卷厚度不能超过12cm,否则不能获得充分硫化。

一般出片利用中、上辊即可,辊温为常温。有一种方法可在后延机上直接制成硫化的胶片或薄胶板。此时辊温为:上辊60~90℃,中辊50~80℃,下辊110~120℃。胶料经上、中辊除去气泡,获得所需规格并预热,然后由中辊转移至下辊进行一段硫化即可卷取。

当三辊压延机用于硅橡胶贴胶和擦胶时,织物则代替了垫布(聚酯薄膜)在中辊和下辊之间通过。三辊压延机只适用于单面复胶,如果必须两面复胶,在长期生产的情况下应采用四辊压延机。

用于压延的胶料必须正确控制其返炼程度,好在炼胶机上先不要充分返炼,以期在压延过程中获得足够的返炼,这样可以避免胶料在压延过程中因返炼过度而粘辊。胶料配方对压延也有一定的影响,采用补强性填充剂的胶料压延工艺性能较好。

(四)涂胶

涂胶是指把硅橡胶胶浆用浸浆或刮浆的方法均匀分布在织物上,用以改进薄膜制品的强力和屈挠性能,使织物耐潮,以制造耐高温电绝缘材料等。

1.胶浆制备

供制胶浆用的硅橡胶胶料,其硫化剂多采用硫化剂BP(过氧化二苯甲酰),这是由于硫化剂BP在室温下不易挥发,且与织物有较好的粘合性的缘故。用量比一般模型制品稍多。补强填充剂若采用气相白炭黑,用量不宜超过40份,井应适当增加结构控制剂的用量。溶剂应采用挥发性的,如甲苯、二甲苯等。

混炼胶经充分返炼后下薄片,然后剪成小块,置于溶剂中浸泡过夜,采用搅拌机或混合器进行搅拌,制成浓度为15~25%(固体含量)的胶浆。胶浆制成后应保存在40℃以下的环境中。

2.织物预处理

硅橡胶涂胶用的底层织物,一段使用玻璃布、尼龙和聚酯等。由于玻璃布耐热好,强度高,吸湿性低,故应用较多。

玻璃纤维在拉丝过程中表面涂有石蜡润滑剂(占织物重量的0.2~0.5%),在硫化温度不易挥发,影响胶料与织物的结合,必须在涂胶前进行脱除。工业上常采用加热法脱除润滑剂。加热法又分低温处理和高温处理。前者是将玻璃布在200~300℃的温度下,连续热烘20~30分钟,或等速通过热至275~325℃的热辊筒,使润滑剂受热分解和挥发逸出;后者是将玻璃布在500℃的温度下烘2~4小时,或以2~6m/min的速度通过热至600℃的烘炉,脱除润滑剂。低温处理玻璃布强度损失较小(下降15~25%),但润滑剂难以除净(含量降至0.2~0.5%左右);高温处理强度损失较大(下降30~70%),但润滑剂含量能脱除至0.2%以下。为减少强度损失,一般采用低温处理。

尼龙的热变形较大,影响橡胶和织物的结合,为此在涂胶前需进行热定型,即将织物在一定牵伸下,进行短时间的热处理。处理温度为170~175℃。

聚酯和尼龙一样,也需进行热定型处理,处理温度为215~220℃。不同点是聚酯还要进行表面化学处理,即用25%的氢氧化钠水溶液在常温下浸渍6小时,使其表面便于和胶料粘合。

3.涂胶

织物经预处理后,还要进行表面胶粘剂处理,然后才可涂胶。胶粘剂是一种由烷氧基硅烷、硼酸酯、硫化剂和溶剂(乙酸乙酯或乙醇)组成的溶液。不同织物常用胶粘剂组成列于表9-21。

表9-21  织物常用胶粘剂举例

织   物   名   称

胶   粘   剂   组   成

玻璃布

尼龙聚酯等

乙烯基三乙氧硅烷 3,酒精 50,水 50

乙烯基三乙氧基硅烷 5,丙烯基三乙氧基硅烷 15,硼酸丁酯 2,硫化剂DCP  4,乙酸乙酯 100

乙烯基三乙氧基硅烷 20,硼酸丁酯 1~2,硫化剂 DCP 3(或硫化剂BP 5),乙酸乙酯 10

平板加压硫化常见质量问题及解决办法

质  量  问   题

产  生  原   因

解  决  办   法

制品表面裂口脱皮(发生在模具接缝处)

硫化时胶料发生强烈的热膨胀、收缩和压缩等综合作用造成

降低硫化温度;准确称量胶料,降低硫化压力;硫化后冷却至40~50℃时才脱模

有深褐色斑点

胶料中夹有空气泡

适当控制返炼程度,避免过度返炼;准确称量胶料,并制成一定形状填充模腔,以便有效地排除空气;加压时要完全压紧模具,并解压几次,以排除空气;模具上设置排气孔

制品表面有流动痕迹

胶料流动受阻

胶料充分返炼,并迅速装料、加压,以避免早期硫化

制品表面有白色开花斑点(硫化剂BP硫化)

硫化不足

适当提高硫化温度

二段硫化常见质量问题及解决办法

质 量 问 题

产  生  原   因

解    决    办    法

开裂起泡

挥发分排出过快或定型硫化制品内部隐藏空气

1.调整逐步升温条件,减慢升温速度

2.检查返炼的胶料,去除空气泡

压缩变形大

1.硫化不足

2.胶料配方选用不当

1.解决方法有:①再放入烘箱中延长硫化时间;②增加空气流通量;③减少制品放入数量;④核对烘箱温度

2.选用压缩变形小的胶料

硬度过高

烘箱加热硫化过度

1.核对烘箱各部位温度

2.核对和检查温度控制系统

硬功夫度过低

挥发气体未从烘箱中全部排除

1.检查烘箱通风情况

2.核对烘箱温度

3.减少制品放入数量

硬度、强力过低,发粘有黑斑

挥发气体局部集中使硅橡胶降解

1.减慢升温速度,及时排出挥发物

2.检查空气流通量

3.延长硫化时间,以充分排除挥发气体


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