橡胶连续混炼设备与技术
王 薇
(青岛科技大学,山东青岛 266042)
摘要:分析了间歇式混炼的优缺点,介绍了连续混炼发展的起因以及目前应用于连续混炼的设备和技术并展望了连续混炼的发展趋势。连续式混炼机混炼不需要进行周期性的加料和卸料,可以充分利用混炼机的混炼能力,但连续混炼设备是以粉状或颗粒状喂料为先决条件。
关键词:橡胶混炼;间歇式;连续式
中图分类号:TQ330.4+3 文献标识码:B 文章编号:1000 890X(2003)04 0237 04
1 间歇式密炼机混炼技术的发展
早期的橡胶工业混炼采用双辊开炼机,而双辊开炼机混炼存在许多缺点,最重要的一条就是混炼胶质量差。由于轮胎工业的发展导致微粒及有毒硫化促进剂用量增长,同时橡胶制品对胶料质量要求不断提高,开炼机混炼已经满足不了生产的需要。因此在20世纪20年代密炼机就引入橡胶加工工业了。
目前工厂主要以密炼机混炼为主。密炼机密炼室中的胶料主要有两种流动:周向流动和轴向流动。胶料主要是由密炼室中转子之间、转子和室壁之间以及转子与压砣和卸料门之间的剪切和混合作用而得到混炼,密炼机对胶料的混炼是间歇式的。间歇混炼密炼机具有很长的发展历史,自从20世纪20年代密炼机作为混炼设备代替开炼机以后,密炼机经历了多个发展阶段。从无压砣到压砣的出现及改进;从翻转式卸料到卸料门卸料,卸料门从摆动式到滑动式;转子的形状从无凸棱到二凸棱再到四凸棱等,这些在密炼机设计上的改进都使间歇式密炼机技术有了很大的发展[1]。目前密炼机的一个值得注意的重大改进是转子由切线型改为啮合型。
近些年来,间歇式密炼机技术又有了新的发展。目前间歇式密炼机在国内、外应用最广泛的
作者简介:王薇(1973 ),女,山东青岛人,青岛科技大学讲师,工学学士,主要从事高分子材料加工机械方面的研究和教学工作。有3种类型:美国的法勒尔公司F系列密炼机转子形式是切线型;德国的W&P公司的GK型密炼机有两个系列,一个是GK N系列切线型转子,另一个是GK E系列啮合型转子;英国Francis Shaw公司的K型密炼机的转子形式为啮合型。
同步转子(又称ST转子)是法勒公司近几年来一直致力开发和研究的技术项目。同步转子技术将传统的转子速比由1.16 1改为1 1,此技术的转子和转子之间的相互作用提高了胶料流变参数和物理性能的均匀性,而W&P公司研制的组合式密炼机具有功能独立的3个部分:料斗、混炼区和机座。3个功能独立的部分可以分别进行正向和反向安装,各部件易于拆卸、更换和安装。此外,意大利的Pomini公司研制出了可调啮合间隙(VIC)密炼机。此种密炼机的转子为啮合式,转子间的距离是可调节的。
间歇式密炼机是现代工厂主要的炼胶设备,它能够保证得到优质的混炼胶,具有生产能力较高、使用寿命较长和工作性能可靠等优点,但是间歇式混炼原理也存在薄弱点。尽管间歇式密炼机在其发展过程中结构发生了一定的变化,性能也得到优化,但是这并不能改变间歇式混炼工艺固有的缺点。间歇混炼过程中各流体微团有不同的流动轨迹,虽然物料在间歇式密炼机中停留的时间一样,物料在密炼机整个容积中所经受的切变速率不同,物料微团在不同的剪切区停留的时间也不完全一样。总的来说,在给定时间内,各物料团经历了不同的应变历程,最终积累了不同的总
应变量。因此就使得间歇混炼所得到的混炼胶质量不均匀。
除间歇式混炼机理不完善之外,为了保证工业上所要求的生产能力,间歇式密炼机需要有更大的容积,此外由于密炼机的转子转速很高,导致密炼室内热量增加,间歇式密炼机混炼的胶料是没有固定形状的胶块,需要辅助设备进行进一步加工,以便得到下道工序所需要的胶料形状。用间歇式密炼机加工胶料时由于密炼室内温度很高,胶料难以一次完成混炼,有时需要二段混炼。在一次混炼之后,再进行下一次混炼时,硫化剂一般都加到二段混炼的密炼机中,间歇式混炼过程使得调整更加复杂。
为了克服间歇式密炼机的缺点,人们开始设想是否有一种更为便捷、混合性能更好的混炼技术可以代替间歇式混炼技术在橡胶工业中的地位,这就使得连续混炼技术的发展成为可能。
2 连续混炼技术的发展
连续混炼技术是混炼操作自动化、连续化的新技术。相对于间歇混炼技术,连续混炼技术具有以下六方面的优点[2]:
(1)连续式混炼机混炼不需要进行周期性的加料和卸料,可以充分利用混炼机的混炼能力。这样就可以将单位机台的生产能力提高,也就大大地提高了生产率。
(2)用连续混炼机可以在稳定的机械条件和热条件下混炼胶料,有效地利用调整和控制手段,以便使过程按最佳水平进行。
(3)采用连续混炼可以使自动化程度大大提高。
(4)连续混炼的能量消耗稳定,没有大的峰值,可以节约能源。
(5)使用连续混炼机进行连续混炼,可以省去上、下辅机设备。这就大大地简化了生产设备,降低了生产设备投资。同时,上、下辅机的取消还使得连续混炼厂房无需像密炼厂房那样需要三层楼房,这样就可以节约占地面积,大大降低厂房设施投资。
(6)使用密炼机进行胶料混炼时,在加料和卸料的同时不能进行混炼生产,而连续混炼机就不存在这个问题,可以进行连续生产,从而提高生产率,同时降低劳动强度。
连续式混炼机以机筒代替密炼室,转子在机筒内旋转,混炼胶料,并将胶料从加料区域推向卸料区域[3]。连续混炼机的特点是混炼质量与混炼机供料系统有关,如果在原料配比上有波动,那么在成品混炼胶成分中也将反映出来。连续式混炼机的发展也是渐进的,依照结构可以分为单转子连续混炼机、双转子连续混炼机、传递式连续混炼机和双螺杆挤出机[4]。
2 1 单转子连续混炼机
最早的连续式混炼机在机架上安装有密炼式圆筒型机筒,机筒的内表面为圆锥形,机筒壁具有冷却腔、胶料加料口以及其它组分的加料口。在圆锥形转子的表面具有螺旋沟槽,从里面用冷却水冷却,从加料口加的料由于转子旋转而被拉入间隙中进行强烈混炼,而且由于转子上有螺槽,使胶料逐渐向出口移动[5]。混炼胶沿转子圆周方向进行的混炼作用最强烈,沿转子轴线方向混炼作用比较弱。这种混炼机对混炼胶中加入的各种成分波动特别敏感,在混炼过程中也不能保证均匀混炼,混炼胶的加工强度可以通过改变转子和机筒壁之间的间隙来调整。
2 2 双转子连续混炼机
双转子连续混炼机是将两个转子装配在一个混炼室内,这种连续混炼设备的混炼效果较好,而且可以减小供料波动。法勒连续混炼机就是一种双转子相对旋转装置,其长度相当小。该设备有两个转子,与本伯里密炼机内的布置形式相似,其转子也是安装在混炼室内。混炼机的一端设有加料斗,其对应端装有卸料门[6]。
双转子连续混炼机的转子是仿制本伯里密炼机转子设计的,转子上有一类似于挤出机螺杆的供料段,其主要用途是把原材料推进密炼室内。与供料段相邻的是正、反向螺旋状棱,它的主要用途是保障胶料得到充分的混炼,除此之外转子还有椭圆形翼,它的用途是通过卸料口排出胶料。
这种可以连续混炼的密炼机的生产率是由喂料速率保证的,保持恒定的供料可以提高转子的转速,以得到更大的剪切力。法勒公司连续混炼机是在常压下操作,从而形成独立的混炼环境,完
全不受成型要求的影响,因此能够加工剪切速率和温度要求不高的物料,也可以加工对剪切速率和温度敏感的物料。
2 3 传递式连续混炼机
基于传递式混炼机原理的现代挤出机与原始的每一区段内仅使用单头或双头螺杆的传递混炼机不同的是:与多头螺杆多段相对应的还设有多头螺纹机筒区段,称之为多节传递混炼区段。此区段开始有一普通的喂料区段,而后面跟随一普通计量区段。喂料区段还可以增加单个阻隔螺纹区段或增加螺钉,并在传递混炼区段内部增加阀门设计,此类机器具有以下优点:
(1)机座面积较小,故工厂占地面积也较小;
(2)使用阀门控制橡胶塑化效果更好;
(3)产量潜力更高,对高粘度NR混炼效果更好。
在最新开发的抽真空型号的挤出机中,进入真空和计量区段的混炼胶流可以由节流阀控制。
2 4 用于连续混炼的双螺杆挤出机
兼有混炼和挤出双重功能的混炼挤出机根据其螺杆数量、啮合度及转向可分为若干类,其中占主导地位的是完全啮合型同转向双螺杆混炼挤出机[7]。
20世纪40年代Erdmenger R等设计了一种全啮合、同向旋转的双螺杆挤出机,1957年制造出工业使用机ZSK 83/500,这台机器采用三叶机构,机筒是活节机筒,这台机器采用直径为83 mm、长700mm的螺杆,电机功率为60kW。最新的ZSK双螺杆混炼挤出机和最初的这种挤出机已有明显的不同,装机容积和混炼力矩的增大使得设备可以在较高的速度下塑炼、混合,同时获得均一高质量的胶料。目前的ZSK 83型机的生产效率可以达到1500kg h-1。
W&P公司的ESK型连续混炼挤出机实际上是全啮合型同向旋转的双螺杆挤出机。它具有以下3个特点:!混炼部位设计的表面积与体积之比较大;?设备是积木式的,可按特殊的加工任务设计机械构型;#加工任务可被分成独特的单元作业。其配合剂计量喂料采用工业上适用的装置,一般都是减量计量装置,各个喂料器都受监视系统控制。炭黑等填充剂都从机器的侧部喂料口填入。在传递很短的距离后送入混炼段。油类增塑剂和增量剂可在加入填充剂前或后加入,由此可以控制粘度。
用ESK全啮合同向旋转双螺杆挤出机来提高混炼胶料质量的关键是其具有比间歇式炼胶机更高的表面积与体积比,因此能够产生高效的剪切力并传递到所混炼的胶料上。它是按照标准结构设计的,可以按照现有的具体加工任务进行机械结构设计。这种生产工艺能被分解成几种单独的单元操作,而且每个单元的操作都可独立地选择最佳条件或对其它单元产生最小的影响。
全啮合同向旋转螺杆的设计使剪切力在螺杆沟槽截面上的分布基本上是均匀的。在这种挤出机中所有胶料经受相同的剪切力,从而使胶料得到均匀的混炼和分散,这种剪切力的输入可以通过螺杆的几何形状和操作条件来控制。例如控制螺杆的转速和挤出速率可保证胶料的质量与生产效率之间的综合平衡。
3 连续混炼机的局限性与发展趋势
应注意的是,上述这些连续混炼设备都是以粉状或颗粒状喂料为先决条件的。虽然目前世界上也有一些致力于发展粉状和粒状橡胶及配合剂的厂家,但这些设备却不适应国内目前的胶料供应情况。由于这个先决条件的存在,对于连续混炼机是否能够代替间歇混炼机而成为橡胶混炼的主要设备,目前在国际上也正处于讨论阶段[8]。
由于连续混炼机加工的胶料受粒化和粉末化的局限,当前的连续混炼工艺也有其缺点:
(1)不能加工流动性差的材料;
(2)生产成本比较高;
(3)工艺流程中需要增加比较困难的胶料造粒和胶料粉末化的工艺。
因此,连续混炼技术广泛地应用到橡胶工业仍然还有很长的一段距离。但是针对连续混炼机的薄弱点已做了大量的工作,并取得一定的进展,相信连续混炼技术一定能逐渐取代间歇式混炼技术,在橡胶工业中发挥重要作用。
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由河北衡水宝力工程橡胶有限公司申请的专利(专利号 00101729,公布日期 2000 07 12)?构造物伸缩缝专用橡胶及其制备方法%涉及伸缩缝专用橡胶材料及制备方法。该橡胶材料的主要组成为:热塑性弹性体、SBR、沥青、硫酸铅和煤焦油;伸缩缝的制备方法为:在熔融的煤焦油中加入其它组分,熔融并混合均匀后冷却成型。本发明解决了现有技术制备的伸缩缝所存在的形体较大、造价较高、易阻碍驾驶员视线、不适合小型桥使用等问题;新伸缩缝具有生产工艺简单、造价低、原材料来源广、形体小、适合于小型构造物等优点。
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防霉橡胶
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由江西电线电缆总厂申请的专利(专利号 00101490,公布日期 2000 08 16)?防霉橡胶%由CR、1#烟胶片、氧化锌、促进剂DM、促进剂T MTD、防老剂D、高耐磨炭黑、硬脂酸、碳酸钙、石蜡、陶土、水杨酰苯胺、20#机油配制而成,具有物理性能好、防霉性能优异的特点。
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可室温固化的硅橡胶组合物
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由江西省励远化工科技实业公司申请的专利(专利号 00101560,公布日期 2001 08 01)?一种车用橡胶防震垫及其制造方法%涉及一种车用橡胶防震垫及其制备方法。技术要点是:以SR 为基料,用环氧树脂及其固化剂为改性剂,配制成后硫化型胶料;半成品橡胶垫靠自身粘性安装定位于振动元件之间,经高温硫化定型。本发明产品与现在的同类产品相比,具有制造简单、安装定位后硫化、硫化前自粘性好、硫化后粘合强度较高、使用方便和降噪效果好等特点,适用于各种车辆外壳和机件之间的减震、降噪和密封。
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无硫交联剂的橡胶混合物
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硅橡胶(SiliconeRubber)是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性 材料,其分子主链由硅原子和氧原子交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005)或其它有机基团,这种低不饱和度的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。 硅橡胶发展于20世纪40年代,国外最早研究的品种是二甲基硅橡胶。1944年前后由美国DowCorning公司和GeneralElectric公司各自投入生产。我国在60年代初期研究成功并投入工业化生产。现在生产硅橡胶的国家除我国外,还有美国、英国、日本、前苏联和德国等,品种牌号有1000多种。 1 硅橡胶的分类和特性 1.1 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。 1.2 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中,硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100～350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或
300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃,其硫化胶在-70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。硅橡胶在高温下连续使用寿命见表1。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能 硅橡胶硫化胶在自由状态下置于室外曝晒数年后,性能无显著变化。硅橡胶与其它橡胶的耐臭氧老化性能比较见表2。 (3)电绝缘性能 硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较
不同橡胶的不同混炼工艺 天然橡胶--天然橡胶具有良好有混炼性能，包辊性良好，生胶强力和初粘性较高，塑性、并用性及对配合剂的浸润性都较好，吃粉较快。但天然胶对混炼时间较敏敢，混炼时间过短，混炼胶表面会呈现颗粒状，造成压延挤出困难，混炼时间过长，又会导致过炼。开炼机混炼，辊温在45-55°C之间，前辊比后辊高5°C。密炼机混炼多采用一段混炼法，排胶温度在120°C以下。 丁苯橡胶--丁苯橡胶混炼时生热大，升温快，因此混炼温度比天然橡胶低，配合剂在丁苯橡胶中较难混合分散，故混炼时间要比天然橡胶长。用开炼机混炼时，前辊温度应比后辊温度低5-10°C，需增加薄通次数和进行补充加工，以利配合剂的均匀分散，用密炼机混炼应采用两段混炼，容量应小些，防止产生凝胶，排胶温度要低于130°C。 顺丁橡胶--顺丁橡胶内聚强度低，粘附性自粘性较弱，在混炼过程中，生胶呈破碎状，配合剂分散不良，易发生脱辊。顺丁胶在开炼机上混炼不易压合成片，且容易脱辊，故宜采用小辊矩、低辊温（40—50℃）混炼。为使配合剂均匀分散，需进行补充加工，用密炼机混炼时，容量可增加10%，混炼温度也可稍高，以利于配合剂分散，排胶温度一般在130—140℃，采用两段混炼有利于分散均匀，也可采用逆混法混炼，这样能节省40%的炼胶时间。 氯丁橡胶--氯丁橡胶的加工性能随其弹性态温度的不同而各异。通用型氯丁橡胶（相当于美国的GNA型，苏联的KP型）在常温至70℃之间为弹性态，容易包辊，混炼时配合剂易于分散；高于70℃便会发粘甚至失去弹性，配便剂就很难均匀分散。54-1型（相当于国外W型或M-40型）氯丁橡胶的弹性态温度在79℃以下，其工艺性能较通用型为好。 氯丁橡胶在开炼机上混炼，辊温为40-50°C混炼时氧化镁应先加，以防焦烧，最后加氧化锌。若掺入10﹪天然橡胶或顺丁橡胶会改善氯丁橡胶的加工性能。采用密炼机混炼时，可用两段混炼法，尽量降低排胶温度，不得超过110°C，以防焦烧。氧化锌在第二段混炼时的压片机上加入。 丁腈橡胶--丁腈橡胶在混炼时发热量大，配合剂难于分散。丁腈橡胶在开炼机上混炼时，应采用低温、小容量、小辊矩慢加料的操作方法，以促进配合剂
橡胶生产工艺简介 1 综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 2 橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。 掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。 在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。 开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。 生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性： 天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当
温度达到120℃以上时，时间约为3-5min。 丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性 顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。 氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。 乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。 丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼，这样可以收到较好的效果。 2.2混炼工艺 混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀的混到生胶种的过程。混炼的质量是对胶料的进一步加工和成品的质量有着决定性的影响，即使配方很好的胶料，如果混炼不好，也就会出现配合剂分散不均，胶料可塑度过高或过低，易焦烧、喷霜等，使压延、压出、涂胶和硫化等工艺不能正常进行，而且还会导致制品性能下降。 混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼，这是目前最广泛的方法。 开炼机的混合过程分为三个阶段，即包辊（加入生胶的软化阶段）、吃粉（加入粉剂的混合阶段）和翻炼（吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段）。 开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同，工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足，又不能过炼。 密炼机混炼分为三个阶段，即湿润、分散和涅炼、密炼机混炼石在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。 一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼，然后压片得混炼胶的方法。他适用于全天然橡胶或掺有合成橡胶不超过50%的胶料，在一段混炼操作中，常采用分批逐步加料法，为使胶料不至于剧烈升高，一般采用慢速密炼机，也可以采用双速密炼机，加入硫磺时的温度必须低
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橡胶的工艺流程（精品） 2014-10-22橡胶技术网 橡胶工艺流程开始 1 综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 2 橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。
掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。 在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。 开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。 生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性： 天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3- 5min。 丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。 氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。
1、混炼硅橡胶成型 混炼胶成型需要在硫化剂的作用下，施加一定的温度和压力（固态才需要，目的是为了防止产生气泡）。如HTV需要在165℃左右，LSR需要在140℃左右。 混炼胶是由硅橡胶生胶加到双辊炼胶机上或密闭捏合机中逐渐加入白碳黑，硅油等及其它助剂反复炼制而成。根据所加填料及助剂的不同，硅胶的性能也有所差异。主要表现在：物理性能（硬度，抗拉强度，伸长率，撕裂强度，收缩率，可塑性，比重）、电气性能、化学稳定性能（耐温，耐候，耐酸碱腐蚀）等方面。 硅混炼胶是一种综合性能优异的合成橡胶，具有优异的热稳定性、耐高低温性，能在-60℃～+250℃状态下长期工作、抗臭氧、耐候以及良好的电性能、抗电晕、电弧、电火花极强，具有化学稳定性、耐气候老化、耐辐射，具有生理惰性、透气性好，可广泛用于航空、电缆、电子、电器、化工、仪表、水泥、汽车、建筑、食品加工、医疗器械等行业，用于模压、挤压等机械深加工使用。 2、硅橡胶混炼工艺介绍 1.瓶塞开炼机混炼 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)。 如在混炼时直接使用粉状过氧化物，必须采取防爆措施，最好使用膏状过氧化物。如在胶料中混有杂质、硬块等，可将混炼胶再通胶机，时，一般采用80～140目筛网采用开炼机混炼，它包括： 1)包辊：生胶包于前辊;
混炼硅橡胶常见问题及解决方法 1、生胶吃粉慢 原因：1、生胶分子量偏高，2、DMC中含有三官能基团轻微交联的硅橡胶生胶处理：1、选择合适的生胶分子量或降低生胶分子量使用 2、在混炼时适当添加500cs~1000cs二甲基硅油或低分子或水 2、混炼胶透明度差 原因：1、白炭黑颗粒粗难分散。 2、低分子未除尽，硫化胶内有雾状 3、包辊遍数不够 4、原材料存脏物 5、环境卫生差 6、设备密封差，抽真空时脏物进入胶中 7、热炼时高温时间短 8、充氮气操作不当 3、胶外观不一致 原因：1、白炭黑批次间出现色差 2、冷炼时间不一致 3、辅料外观有差异 处理： 1、热炼时间，温度要统一 2、留意白炭黑批次之间的色差，出现后及时更换 3、发货时应将同一时间的胶料发出，以防胶料存储时间长与空气发生反应，胶变色。 4、原材料统一 4、胶料不包辊 原因：1、胶料塑性值高2、辊温过低 处理：1、提高辊温，关闭冷却水
2、控制适当炼胶时间 3、加入适当助剂 5、回弹性差 原因：1、生胶乙烯基配方不合理2、助剂过多 3、开炼时间不够，白炭黑与生胶浸润差 4、冷炼温度高 处理： 1、适量加入多乙烯基硅油，提高乙烯基 2、分散剂量适当 3、白炭黑吃完后，冷炼延长至45min 4、保证冷炼温度 6、撕裂强度差 原因： 1、生胶乙烯基不合理 2、白炭黑粗，比表面积小 3、硫化不熟 4、胶发脆 处理： 1、用多乙烯基硅油或选用乙烯基生胶调整乙烯基含量 2、更换白炭黑填料，选用比表面积大，性能好的白炭黑，更换质量档次高的产品 3、调整硫化剂量和硫化时间 4、降低乙烯基，用甲基硅油或低乙烯基生胶调整 7、胶粘 原因：1、生胶聚合不好，低分子物过多，或生胶分子量过低 2、抽真空不好 3、助剂量过大
硅橡胶混炼工艺 硅橡胶混炼工艺： 1．开炼机混炼 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，最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，最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目筛网采用开炼机混炼，它包括：1）包辊：生胶包于前辊；2）吃粉过程：把需要加入的助剂按照一定的顺序加入，加入时要注意堆积胶的体积，少了难于混合，多了会打滚不容易混炼。吃粉后会包后辊。其中加料顺序一般为：生胶→补强剂→结构控制剂→耐热助剂；3）翻炼过程：能更好、更快、更均匀的混炼。刀法：a、斜刀法（八把刀法）b、三角包法; c、打扭操作法;d、捣胶法（走刀法）还要考虑的问题有，开炼机的装胶容量；辊筒的温度：小于50度；混炼时间：没有具体的规定，看操
置：新塑化城 > 行业资讯 > 行业频道 > 橡胶 > 硅橡胶性能概述与配合 来源:中国化工信息网 2007年7月23日 自从1942年道康宁公司将硅橡胶工业化之后，现在已经出现许多经过改进的硅橡胶产品。并且，随着品种的增加，基于硅橡胶的新产品开发也取得了长足的进步。 由于硅橡胶具有独特的化学组成，不同种类的硅橡胶被广泛应用于如洗发剂、速溶咖啡的外包装、医用试管和鱼饵盒的自动垫圈等日常用品上。而且，硅橡胶可以在极限温度范围内保持柔韧性，其它合成聚合物就没有这种特性。 1 硅橡胶基本情况 1.1 基本结构 像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物，其分子链上存在不饱和键，但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，在其主链上没有不饱和键。对有机聚合物来讲，不饱和键是其硫化的化学活性区域，并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。 硅-氧键的高键能，完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。除了更高的键能，对于碳原子而言，更大的硅原子也提供了更大的自由空间，使硅橡胶玻璃化温度低，透气性能更好。由于应用上的不同，透气性能可能是优点亦有可能是缺点。 1.2 硅橡胶的合成 硅橡胶合成的简要过程是：砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300%温度下，以铜作催化剂，硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下，形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下，D4聚合，链终止导致过程的完成。 1.3 硅氧烷的硫化 硅氧烷一般使用过氧化物硫化，以优化其耐高温能力。硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化，但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。 铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的，带来的性能包括：低挥发性、紧密的表面硫化、在任何介质中的超快硫化，铂硫化体系具有比传统过氧化硫化对应物略低的热稳定性能。 表1 用于海绵状或紧密状硅氧烷硫化的过氧化物 种类总体硫化温度/℃可应用的硫化介质 2,4-二氯苯甲酰104-121热空气、液体床硫化介质(熔盐)、玻璃细珠 苯116-138模压、蒸汽、液体床硫 企业投 稿热线 0512- 52683339 cpi360@126.c om 如果您有塑化相关文章，欢迎给我们投稿！
橡胶的工艺流程（精品） 2014-10-22橡胶技术网 橡胶工艺流程开始 1 综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 2 橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。
掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。 在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。 开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。 生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性： 天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为 15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3-5min。 丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。 氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。 乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。
混炼硅橡胶的配合技术(六) 黄文润 (中蓝晨光化工研究院,成都610041) 摘要:介绍了奶嘴用混炼硅橡胶的几种典型配方、可接触食品的混炼硅橡胶中抗着色剂的选择及增加抗震混炼硅橡胶回弹性的方法。 关键词:混炼硅橡胶,奶嘴,食品,抗震,回弹性中图分类号:TQ333193 文献标识码:A 文章编号:1009-4369(2006)06-0323-04 收稿日期:2005-10-11。 315 奶嘴用混炼硅橡胶的配制奶嘴是母亲们最关心的婴儿用品之一。1个奶嘴的质量约为5g ,比表面积50～60cm 2,所用材料经历了天然乳胶、天然橡胶、异丁烯橡胶的阶段。对奶嘴的品质要求是透明、外形、穴形、感触及卫生安全。关于卫生标准,美国食品药品管理局(FDA )在1984年1月1日规定:橡胶奶嘴中N -亚硝胺的总含量不能大于60×10-9,在1985年1月1日又将其含量调整为10 ×10-9以下;日本食品卫生法及厚生省第85号告示(昭和61年4月1日)规定,1g 奶嘴的20mL 溶出液中,酚类含量低于5×10-6,甲醛 含量低于4×10-6,铅含量低于1×10-6,重金属含量低于1×10-6,蒸发残留物含量低于40×10-6。 用硅橡胶制成的奶嘴中,亚硝胺的来源一般认为是包装或与一般的橡胶制品一起放置,以及吸收空气中游离的硫化促进剂;硅橡胶本身及制造过程中不会产生。 硅橡胶奶嘴可由加成型液体硅橡胶制成,也可以用过氧化物硫化或加成硫化的混炼硅橡胶制作。过氧化物可以选用二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷(俗称双二五),而不宜使用2,4-二氯过氧化苯甲酰。奶嘴用混炼硅橡胶最重要的性能要求是透明度好,撕裂强度高。其典型配方如下[41～46]。 100份甲基乙烯基硅橡胶生胶〔(CH 3)2SiO 链 节摩尔分数99185%,(CH 3)(CH 2CH )SiO 链 节摩尔分数0115%,(CH 2CH )(CH 3)2SiO 1/2 链节封端〕中,加入4份粘度(25℃,下同) 为60mm 2/s 的 α,ω-二羟基聚甲基氢硅氧烷、40份沉淀法白炭黑,在捏合机中混炼均一;150 ℃下热混4h 以除掉挥发分及水分,配成胶料1。然后,在双辊炼胶机上与012份双二五混合均一,于170℃热压硫化10min ,再于200℃二次硫化4h 。制得的试片外观呈乳白色半透明、邵尔A 硬度52度、拉伸强度910MPa 、伸长率 360%、撕裂强度(B 型)20kN/m 。 100份甲基乙烯基硅橡胶生胶〔(CH 3)2SiO 链节摩尔分数9918%,(CH 3)(CH 2CH )SiO 链 节摩尔分数01175%,(CH 2CH )(CH 3)2SiO 1/2链节摩尔分数01025%〕中,加入结构如式1的聚醚改性硅油1份、结构如式2(m =4,m =15)的两种α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷各5 份,40份比表面积300m 2/g 的气相法白炭黑,在捏合机中混炼均一;于100℃热混2h ,配成胶料2。100份胶料2与015份双二五在双辊炼胶机上混炼均一,于165℃下热压硫化10min ,再于200℃二次硫化4h 。制得的试片邵尔A 硬度55度、拉伸强度1118MPa 、伸长率690%、撕裂强度(A 型)36kN/m 、100%定伸模量10MPa 。 100份与胶料2相同的甲基乙烯基硅橡胶生 技术讲座 有机硅材料,2006,20(6):323～326 SIL ICON E MA TERIAL
橡胶塑炼与混炼 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
一
生胶的塑炼工艺 生胶的塑炼原理 一．塑炼的定义 通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。 塑性（可塑性）：橡胶在发生变形后，不能恢复其原来状态，或者说保持其变形状态的性质。 二．塑炼的目的和要求 1．塑炼的目的 减小弹性，提高可塑性；降低粘度；改善流动性；提高胶料溶解性和成型粘着性。 2．塑炼胶的质量要求 （1）可塑度要适当 应满足加工工艺要求，在此基础上应具有最小的可塑性。过度塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨性等，而且会增加动力消耗。 塑炼程度：根据混炼胶工艺性能和制品性能的要求来确定。 如：供胶、浸胶、刮胶、擦胶和制造海绵等用途的胶料，要求的可塑度较大，生胶的塑炼程度要高些。供模压用的胶料，则要求可塑性宜小。 一般：胶管外层胶可塑度：~； 胶管内层胶： ~； 胎面胶： ~； 胎侧胶左右； 海绵胶 ~ （2）塑炼均匀 三．生胶的增塑方法和原理 （一）增塑方法 （二）塑炼原理 生胶的分子量与可塑性有着密切的关系。分子量越小，可塑性就越大。生胶经过机械塑炼后，分子量降低，粘度下降，可塑性增大。由此可见，生胶在塑炼过程中，可塑性的提高是通过分子量的降低来实现的。 η0—聚合物熔体的最大粘度；A—特性常数；M W—聚合物的重均分子量 1．机械塑炼过程机理 在低温下：在机械力作用下首先切断橡胶大分子链生成大分子自由基。 （机械力引发橡胶大分子的断链，氧作为自由基接受体，起着阻断自由基的作用。）
L硅橡胶制品制造常识 什么是样品模？ 所有的硅胶产品在制作前都必须先做模具，通过模具才能开发出新产品。 现在来介绍我们的模具。 样品模又名手板模。当客户确认与我们合作要我们打样品时，们首先需要客户提供样板或2D图或3D图。如果客户提供的是样板，我们将根据样板去抄数后得到3D图。如果客户提供的是3D图，那就更方便了，我们模房师傅就会根据客户提供的3D图来编程开模。通常是先开样模打样让客户确认，当客户确认没问题后再开大模进行产。 样品模一般开1穴到2穴，当样品要得多时，我们的样品模也会开4穴。样品模起到一个确认初样的作用，它将图档变成实物。因为硅胶有弹性，所以生产出来的产品实物不一定和图纸上的完全吻合，这时候我们只有先开个样品模，打了样品出来让客人来确认。如果样品模有问题，此时修改模具也比较简单，修改时间短，效率高。每次开模，修模都必须通过打样来确认产品，也就是确认模具。当产品开发出来都符合客人的要求了，此时这个模具也就被确认了。 样品模的原材料
我们公司的样品模都是用钢材做的。根据产品的大小来决定模板的大小。通常采用长*宽*高为300mm*300mm*30mm的模板。 样品模的制作时间 样品模的制作时间长短是由产品的结构复杂程度决定的。通常比较简单的产品一般从编程到加工完成大概就2-3天的时间；复杂的大概就5-7天。产品结构越复杂，开模的时间越长。 开样品模的好处 首先样品模开的穴数少，模板的使用少，加工时间短，这样成本就比较小，效率就高。其次，开样品模还能带来其他一些好处，如即使产品结构第一次没有被确认，修改模具也比较方便，修改后可以马上就打样确认，这样就缩短了时间。第三，因为成本低，所以先开样品模具可以降低风险。如果直接开大模，第一次又不能确认样品，用修改后的模具生产产品时就会带来很多品质方面的问题，这种情况下模具只会越修越坏，越修越不利于生产。所以开个样品模就能达到首先确认产品的目的，确认没问题了，就一次性开好大模，这样生产出来的产品就很少有品质问题。 你想了解更多硅胶的相关知识吗？你想少花钱买高品质的硅胶产品吗？ 模具制作前的重要步骤--模具选材
橡胶制品生产工艺简要介绍 一、基本工艺流程 橡胶制品种类繁多，但生产工艺过程，却基本相同。以一般固体橡胶（生胶）为原料的橡胶制品的基本工艺过程包括：塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。当然，原材料准备、成品整理、检验包装等基本工序也少不了。橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程，通过各种工艺手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，再加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 二、原材料准备： 1.橡胶制品的主要原料是以生胶为基本材料，而生胶就是生长在热带，亚热带的橡胶树上通过人工割开树皮收集而来。 2.各种配合剂：是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料。 3.纤维材料有（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。 在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对材料进行加工： 生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块； 配合剂有：块状的，如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎； 粉状的若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去； 液态的，如（松焦油、古马隆）需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质； 配合剂要进行干燥，不然容易结块、混炼时若不能分散均匀，硫化时产生气泡，会影响产品质量； 三、塑炼 生胶富有弹性，缺乏加工时必需的可塑性性能，因此不便于加工。为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼；这样，在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中；同时，在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性（渗入纤维织品内）和成型流动性。 将生胶的长链分子降解，形成可塑性的过程叫做塑炼。 生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。机械塑炼是在不太高的温度下，通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用，使长链橡胶分子降解变短，由高弹性状态转变为可塑状态。热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气，在热和氧的作用下，使长链分子降解变短，从而获得可塑性。 四、混炼
硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途 摘要：硅橡胶是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,其分子主链由硅原子和氧原子 交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以 是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005) 或其它有机基团,这种低不饱和度的分子 结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性 大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。关键词：硅橡胶、热硫化型橡胶、工艺流程、特性与功能、应用与发展 1 引言 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。这里主要介绍热硫化型橡胶。 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中，硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100～350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍 能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃ ,其硫化胶在-70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能硅橡胶硫化胶在自由状 态下置于室外曝晒数年后，性能无显着变化。 (3) 电绝缘 性能硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较小,燃烧 后生成的二氧化硅仍为绝缘体。此外,硅橡胶分子结构中碳原子少,而且不用炭黑作填料,因此在电弧放电时不易发生焦烧,在高压场合使用十分可靠。它的耐电晕性和耐电弧性极好,耐电晕寿命是聚四氟乙烯的1000 倍，耐电弧寿命是氟橡胶的20 倍。 (4)特殊的表面性能和生理惰性 硅橡胶的表面能比大多数有机材料小,具有低吸湿性,长期浸于水中吸水率仅为1%左右,物理性能不下降,防霉性能良好,与许多材料不发生粘合,可起隔离作用。硅橡胶无味、无毒,对人体无不良影响,与机体组织反应轻微,具有优良生理惰性和生理老化性。
橡胶混炼的相关知识 1．橡胶为什么要塑炼 橡胶塑炼目的在于使橡胶在机械、热、化学等作用下切短大分子链，使橡胶暂时失去其弹性而使可塑性增大，以满足制造过程中的工艺要求。如：使配合剂易于混入，便于压延压出，模压花纹清楚，形状稳定，增加压型、注压胶料的流动性，使胶料易于渗入纤维，并能提高胶料溶介性及粘着性。当然一些低粘度、恒粘度橡胶有时也不一定塑炼，国产标准颗粒胶，标准马来西亚橡胶（SMR）。 2．哪些因素影响橡胶在密炼机中塑炼 密炼机塑炼生胶是属于高温塑炼，温度最低在120℃以上，一般是在155℃—165℃间。生胶在密炼机腔内受高温和强机械作用，产生剧烈氧化，能在较短的时间里获得理想可塑度。因此影响密炼机进行生胶塑炼因素主要有: （1）设备技术性能，如转速等， （2）工艺条件，如时间、温度、风压及容量等. 3. 为什么各种橡胶的塑炼特性都不一样 橡胶的塑炼与其化学组成，分子结构，分子量及分子量分布有着密切联系。天然橡胶和合成橡胶由于结构和性能上的不同特点，一般说来天然胶塑炼比较容易，合成胶塑炼比较困难。就合成胶而言异戊胶，氯丁胶近于天然胶，丁苯胶，丁基胶次之，丁腈胶最困难。4．为什么用生胶可塑性作为塑炼胶的主要质量标准 生胶的可塑性是关系到制品整个制造过程进行的难易，直接影响到硫化胶的物理机械性能及制品使用性能的重要性质。若生胶可塑性过高，会使硫化胶的物理机械性能降低。而生胶可塑度过低，则会造成下工艺加工的困难，使胶料不易混炼均匀，压延，压出时半成品表面不光滑，收缩率大，不易掌握半成品尺寸，在压延时胶料也难于擦进织物中，造成挂胶帘布掉皮等现象，大大降低布层间附着力。可塑性不均则会造成胶料的工艺性能和物理机械性能不一致，甚至影响制品使用性能不一致。因此正确掌握生胶可塑性是一个不可忽视的问题。5．混炼的目的是什么 混炼就是按照胶料配方规定的配合剂的比例，将生胶和各种配合剂通过橡胶设备混合在一起，并使各种配合剂均匀地分散在生胶之中。胶料进行混炼的目的就是要获得物理机械性能指标均匀一致，符合配方规定的胶料性能指标，以利于下工艺操作和保证成品质量要求。6．配合剂为什么会结团 造成配合剂结团原因有：生胶塑炼不充分，辊距过大，辊温过高，装胶容量过大，粉类配合剂中含有粗粒子或结团物，凝胶等造成。改进的办法就是针对具体情况采取：充分塑炼，适当调小辊距，降低辊温，注意加料方法；粉剂进行烘干和筛选；混炼时切割要适当。7．胶料中炭黑用量过多为什么会产生“稀释效应” 所谓“稀释效应”就是由于在胶料配方中，炭黑的用量过多，橡胶在数量上相对地减少，导致炭黑粒子间的紧密接触，而不能在胶料中很好的分散，这即是“稀释效应”。这样因为有许多大颗粒炭黑粒团的存在，橡胶分子无法穿透到炭黑粒团里面去，橡胶与炭黑相互作用减少，强力下降而达不到预期的补强效果。 8．炭黑的结构性对胶料的性能有什么影响 炭黑是由烃类化合物经热分解而生成的。当原料为天然气（其组分以脂肪烃为主）时，则形成碳的六元环；当原料为重油（芳香烃含量较高）时，因已含有碳的六元环，则进一步脱氢缩合形成多环式芳香族化合物，从而生成碳原子的六角形网状结构层面，这种层面3—5个重叠则成为晶子。炭黑的球形粒子就是由几组没有一定标准定向的这种晶子所组成的无定形结晶体。晶子周围含有不饱和的自由键，这种键使炭黑粒子彼此凝聚，形成多少不等的分支
橡胶混炼的38个小知识点 1．橡胶为什么要塑炼 橡胶塑炼目的在于使橡胶在机械、热、化学等作用下切短大分子链，使橡胶暂时失去其弹性而使可塑性增大，以满足制造过程中的工艺要求。如：使配合剂易于混入，便于压延压出，模压花纹清楚，形状稳定，增加压型、注压胶料的流动性，使胶料易于渗入纤维，并能提高胶料溶介性及粘着性。当然一些低粘度、恒粘度橡胶有时也不一定塑炼，国产标准颗粒胶，标准马来西亚橡胶（SMR）。2．哪些因素影响橡胶在密炼机中塑炼 密炼机塑炼生胶是属于高温塑炼，温度最低在120℃以上，一般是在155℃—165℃间。生胶在密炼机腔内受高温和强机械作用，产生剧烈氧化，能在较短的时间里获得理想可塑度。因此影响密炼机进行生胶塑炼因素主要有: （1）设备技术性能，如转速等， （2）工艺条件，如时间、温度、风压及容量等. 3. 为什么各种橡胶的塑炼特性都不一样 橡胶的塑炼与其化学组成，分子结构，分子量及分子量分布有着密切联系。天然橡胶和合成橡胶由于结构和性能上的不同特点，一般说来天然胶塑炼比较容易，合成胶塑炼比较困难。就合成胶而言异戊胶，氯丁胶近于天然胶，丁苯胶，丁基胶次之，丁腈胶最困难。 4．为什么用生胶可塑性作为塑炼胶的主要质量标准 生胶的可塑性是关系到制品整个制造过程进行的难易，直接影响到硫化胶的物理机械性能及制品使用性能的重要性质。若生胶可塑性过高，会使硫化胶的物理机械性能降低。而生胶可塑度过低，则会造成下工艺加工的困难，使胶料不易混炼均匀，压延，压出时半成品表面不光滑，收缩率大，不易掌握半成品尺寸，在压延时胶料也难于擦进织物中，造成挂胶帘布掉皮等现象，大大降低布层间附着力。可塑性不均则会造成胶料的工艺性能和物理机械性能不一致，甚至影响制品使用性能不一致。因此正确掌握生胶可塑性是一个不可忽视的问题。 5．混炼的目的是什么 混炼就是按照胶料配方规定的配合剂的比例，将生胶和各种配合剂通过橡胶设备混合在一起，并使各种配合剂均匀地分散在生胶之中。胶料进行混炼的目的就是要获得物理机械性能指标均匀一致，符合配方规定的胶料性能指标，以利于下工艺操作和保证成品质量要求。 6．配合剂为什么会结团 造成配合剂结团原因有：生胶塑炼不充分，辊距过大，辊温过高，装胶容量过大，粉类配合剂中含有粗粒子或结团物，凝胶等造成。改进的办法就是针对具体情况采取：充分塑炼，适当调小辊距，降低辊温，注意加料方法；粉剂进行烘干和筛选；混炼时切割要适当。 7．胶料中炭黑用量过多为什么会产生“稀释效应” 所谓“稀释效应”就是由于在胶料配方中，炭黑的用量过多，橡胶在数量上相对地减少，导致炭黑粒子间的紧密接触，而不能在胶料中很好的分散，这即是“稀释效应”。这样因为有许多大颗粒炭黑粒团的存在，橡胶分子无法穿透到炭黑粒团里面去，橡胶与炭黑相互作用减少，强力下降而达不到预期的补强效果。8．炭黑的结构性对胶料的性能有什么影响
高温混炼硅橡胶(HTV)－A级模压胶 ?名称：CH-330A ?编号：C1002 描述： 特性和用途： 1本系列产品采用进口原料生产为半透明，用于做胶辊，高档按键及胶管等。 2、透明度好、弹性好、缩水率小，抗黄性好。 主要技术参数： 产品型号CH-32 0A CH-33 0A CH-34 0A CH-350 A CH-360A CH-370A 操作温度范围℃-50～250 硫化前外观半透明 密度(25℃) 1.08 1.10 1.12 1.16 1.18 1.20 1.22 硫化硫化剂名称双二五硫化剂标准添加量1% 一次硫化(℃， min) 165，10 二次硫化(℃， h) 200，2 线收缩率% 4.4 4.2 4.2 4 4 4.2 4.2 物理强度硬度20±2 30±2 40±2 50±2 60±2 70±2 80±2抗拉强度 (Mpa) 5.50 6.00 6.50 7.50 7.50 8.00 6.50 断裂伸长率% 700 550 420 300 200 180 100 抗撕强度 (Kgf/cm) 12 14 16 19 18 18 16
拉伸永久变 形% 10 8 6 5 4 3 3 用途 广泛应用于各个行业，如地下长途通讯装备的密封圈，硅橡胶按键(导电胶)、硅橡 胶软管、垫圈、电线电缆等，也可制作高压锅及电压式热水瓶的垫圈及密封圈。高温混炼硅橡胶(HTV)－中级按键胶 ?名称：3380 ?编号：C2007 描述： 特性和用途： 产品为半透明，用于做中高档按键，回弹性好，适用于模压工艺。 主要技术参数： 产品型号 3320 3330 3340 3350 3360 3370 338 操作温度范围(℃) -50～250 硫化前外观半透明 密度(25℃) 1.08 1.10 1.12 1.16 1.18 1.20 1.22 硫化硫化剂名称双二五硫化剂标准添加量1% 一次硫化(℃， min) 165，10 二次硫化(℃， h) 200，2 线收缩率(%) 4.0～ 4.4 4.0～ 4.3 4.0～ 4.3 4.0～4.3 4.0～4.3 4.0～4.3 4.0～ 物理强度硬度(度) 20±2 30±2 40±2 50±2 60±2 70±2 80±抗拉强度 (Mpa)≥ 5.00 5.5 6.0 6.5 6.0 6.0 6.0 断裂伸长率 (%)≥ 700 500 380 280 180 150 100抗撕强度11 12 14 16 16 16 15
TECHNOLOGY TREND 合成绝缘子由玻纤复合材料芯棒和硅橡胶伞裙构成，具有质量轻、安全可靠、抗无线电干扰、耐污性好、安装费用低等优点，适用于高压、超高压输变电工程，自20世纪60年代后期以来，作为瓷与玻璃绝缘子的有效替代物已得到普遍应用。硅橡胶伞裙在合成绝缘子芯棒的外面起承受高电场及保护芯棒的作用；因此，对硅橡胶的性能要求是具有电绝缘性、耐漏电起痕、耐电弧、耐候、阻燃、耐低温及实用的物理机械性能。其中，耐漏电起痕性和电蚀损性是最重要的性能指标，通常都是按IEC -587和ASTM D 2303测定，我国相应的标准为GB/T6553—1986。漏电起痕是绝缘材料表面在有电位差的部位形成炭化导电通路而使材料受到破坏的一种现象。材料耐漏电起痕性的优劣主要取决于材料的结构与添加剂的种类。硅橡胶的分子主链由Si —O 键构成，Si —O 键的键能高达450kJ /mol ；因而耐热性好，即使在高温下也只产生不导电的SiO 2残渣，难以形成导电通路，所以具有很好的耐漏电起痕性。与其它耐漏电起痕材料一样，添加氢氧化铝粉末可使硅橡胶的升压法耐漏电起痕等级（SMAX ）达到最高级610kV 。 例如：在捏合机中，加入40份粘度（25℃，下同）（20～30）×106mPa ·s 的甲基乙烯基硅橡胶生胶[（CH 3）2SiO 链节摩尔分数99.77%、（CH 3）（CH 2CH ）SiO 链节摩尔分数0.23%]，60份粘度（30～120）×106mPa ·s 的甲基乙烯基硅橡胶生胶[（CH 3）2SiO 链节摩尔分数99.02%、（ CH 3）（CH 2CH ）SiO 键节摩尔分数0.08%]，2份粘度30mPa ·s 的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，0.5份乙烯基三乙氧基硅烷（VTES ），35份经二甲基环硅氧烷处理、比表面积200m 2/g 的气相法白炭黑，120份平均粒径1μm 的氢氧化铝（ATH ），室温下混炼均一；再加入1份炭黑质量分数为50%的硅橡胶生胶红色母胶、1.25份DCP ，在双辊炼胶机上混合均一，在177℃×15min 条件下热压成形。测其性能为：邵尔A 硬度70度，拉伸强度5.9MPa ，伸长率188%，撕裂强度B14.9kN/m ，相对密度1.56，电气强度23MV/m ，耐漏电起痕性（ASTM -D2303）300min ，耐漏电起痕性（IEC-587 ）4.5kV ，疏水恢复性24h 。疏水恢复性是根据硫化的硅橡胶试片（152.4mm ×152.4mm ×1.9mm ）的表面经电晕处理前后水的接触角的变化确定的。即经381μm 间隙电晕放电40次后，硅橡胶试片疏水性恢复的时间。配方中VTES 及ATH 的添加量对硫化硅橡胶的耐漏电起痕性及其它物理性能的影响见表1，其它成分及工艺条件不变。 可见，VTES 及ATH 的用量增加，硅橡胶的耐漏电起痕性相应增加。硅烷偶联剂除采用乙烯基三乙氧基硅烷外，还可以用乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。ATH 的粒径应在10μm 以下；用量过多会影响绝缘子部件的加工性，适宜的用量为100份甲基乙烯基硅橡胶生胶中加50～200份。气相法白炭黑为补强剂，适宜的用量为100份硅橡胶中加20～80份，混炼硅橡胶的着色剂可以根据实际需要选择炭黑、红色氧化铁、黄色氧化铁、黑色氧化铁及白色氧化钛。混炼硅橡胶的塑性值应控制在250～350，以便于成形加工。 采取两种不同平均粒径且经硅烷处理的氢氧化铝组合使用，可以显著改善绝缘子的耐电晕性、耐电弧性和耐漏电起痕性。即平均粒径为 0.5～1.5μm 的硅烷处理氢氧化铝与平均粒径为8～15μm 的硅烷处理氢氧化铝按质量比60∶40～40∶60混合，100份甲基乙烯基硅橡胶生胶中的总添加量为100～300份。氢氧化铝的表面处理剂可使用乙烯基三烷氧基硅烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷、六甲基二乙烯基三硅氮烷等含乙烯基的硅烷偶联剂；1g 处理后的氢氧化铝中含110×10-5～110×10-8mol 的乙烯基。 例如：100份甲基乙烯基硅橡胶生胶[（CH 3）2（CH 2CH ）Si1/2链节摩尔分数0.025%、（CH 3）（CH 2CH ）SiO 链节摩尔分数0.15%、（CH 3）2SiO 链节摩尔分数99.825%、平均聚合度约8000]中，加入5份平均聚合度10的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，10份比表面积200m 2/g 的气相法白炭黑，110份平均粒径8μm 、经乙烯基硅烷表面处理的氢氧化铝（山西铝业公司），70份平均粒径1μm 、表面经乙烯基硅烷处理的氢氧化铝(中原铝业公司)，在加压密炼机中混炼，配成胶料1。胶料1配方中，将平均粒径8μm 的硅烷处理氢氧化铝改为90份，平均粒径1μm 的硅烷处理氢氧化铝改为90份，其它条件不变，配成胶料2；胶料1配方中，将平均粒径8μm 的硅烷处理氢氧化铝改为70份，平均粒径1μm 的硅烷处理氢氧化铝改为110份，其它条件不变，配成胶料3；为比较，胶料1配方中，将硅烷处理氢氧化铝改为未处理的氢氧化铝，其它条件不变，配成胶料4；胶料1配方中，仅使用180份平均粒径8μm 的硅烷处理氢氧化铝，其它成分不变，150℃热处理3h ，配成胶料5；胶料1配方中，仅使用180份平均料径1μm 的硅烷处理氢氧化铝，5份甲基三甲基硅烷，其它成分不变，150℃处理3h ，配成胶料6。在胶料1～6中，分别加入1.0份双二五质量分数为40%的双二五/甲基乙烯基硅橡胶生胶/气相法白炭黑膏状物，在双辊炼胶机上分散均匀；在165℃×10min 条件下热压硫化成厚度为2mm 及1mm 的试片，按下列方法评价性能，浸水后的质量变化：将尺寸为80mm ×80mm ×2mm 的试片称其初期质量后，在25℃的去离子水中浸100h ；取出后称其质量，求其质量变化。 浸水后的电性能变化：将1mm 厚的试片在测试电性能后，在25℃的去离子水中浸100h ；取出后测电性能，求其电性能变化。 浸酸后的物性变化：将同样试片放入25℃的1mol/L 硝酸水溶液中浸泡96h 后，再放入去离子水中浸24h ；取出后测其质量变化及物性变化。 可见，不同粒径的氢氧化铝以适当比例混合能显著改善硅橡胶的耐湿性。 ［参考文献］ [1]陈国基.绝缘材料通讯,1990. [2]Cherhey E A.IEEE Trans PAS 103,1984. ［摘要］合成绝缘子由玻纤复合材料芯棒和硅橡胶伞裙构成，具有质量轻、安全可靠、抗无线电干扰、耐污性好、安装费用低等优点，适 用于高压、超高压输变电工程，自20世纪60年代后期以来，作为瓷与玻璃绝缘子的有效替代物已得到普遍应用。［关键词］混炼硅橡胶；绝缘子；氢氧化铝浅谈绝缘子用混炼硅橡胶的配制 郭慧豪 贾中伟 张志伟 （郑州祥和集团电气设备有限公司，河南郑州 450000） 应用科技 239