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泰州科德橡胶机械-开炼机:橡胶混炼过程中易出现的问题及解决方法

发布时间:2018-04-23 21:16:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

开炼机混炼橡胶时,常常会出现如粘辊和脱辊、配合剂分散不匀、焦烧等问题。这些问题的出现的确令人烦恼。因为他们的出现不仅使混炼的时间大大延长,而且还影响混炼胶的质量,严重者造成胶料报废。因此每个炼胶人员在混炼过程中如何防止和解决这些问题很关键。当然,造成这些问题的原因有很多,且各不相同,但要防止和解决这些问题必须弄清楚问题的起因。一旦了解

了问题的确切原因,则解决的办法也就很简单。

下面就谈谈如何防止和解决上述问题的一些办法。

1粘辊和脱辊

橡胶混炼过程中粘辊和脱辊现象是比较常见的,其主要原因有以下几种:

1)生胶

有些生胶如氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚醚橡胶等在混炼过程中易粘辊。尽管在混炼过程中采取了一些防范措施和处理办法,但往往却不能获得满意的效果。然而有些生胶如顺丁橡胶、乙丙橡胶则不易包辊。在混炼过程中同样也采取了一些措施,但效果也并不满意。因此粘辊和脱辊与生胶的品种有着密切的关系。一般来说,大多数极性橡胶易粘辊,非极性橡胶则不易粘辊。因此混炼之前应掌握什么生胶易粘辊而什么生胶不易粘辊,做到心中有数。

2)配合剂

由于配合剂造成的粘辊与脱辊现象非常多。如果配方中软化剂过多,则混炼胶硬度不高而引起混炼胶易粘辊。但配方中的填充剂过多,混炼极易脱辊。特别是易粘辊的生胶,如果软化剂用量大,粘辊现象很严重,就氯丁橡胶胶料而言,如果硬度(邵尔A)在60以下,粘辊现象比较严重,从而使正常的割刀翻炼无法进行,薄通更不用说。遇到这种情况,需要两个炼胶人员密切配合,一人

割刀,一人用少量滑石粉覆盖辊筒表面,只有这样才能使翻炼、薄通正常进行。这里应注意的是千万不可涂覆得过多,否则会影响胶料质量。当然还有其他方法,如使用酒精或其他溶剂都可使粘辊胶料扒下。尽管这些方法不太科学,但非常实用,用此方法制备的胶料符合技术指标。如果丁腈橡胶胶料中的硬质炭黑比较多,且软化剂又很少,则其在混炼过程中易脱辊。遇到这种情况,可先在合适的辊距下加完各种配合剂,然后在较小的辊距下使胶料包快辊进行混炼、翻炼,其效果也是非常理想的。上述两种情况在实际生产中经常

碰到。此外,希望各位同仁应注意下述情况,即在丙烯酸酯橡胶混炼过程中,尽量用硬脂酸涂覆辊筒表面,以减轻粘辊现象,但有时却达不到所期望的效果,这与配方设计有很大的关系。如果配方中的炭黑品种,硫化剂及促进剂使用得当,其混炼效果比较好。反之,会使混炼难以进行。丁腈橡胶属于不易粘辊的橡胶,但用沉淀法白炭黑作为补强剂时,往往会出现严重粘辊现象。遇到这种情况,不必担忧,在混炼后期胶料会自行脱辊。有经验的配方设计人员在设计配方时会注意到哪种胶料易粘辊,以避免给加工工艺带来许多不利因素,从而使工艺过程能够顺利进行。氟硅橡胶胶料极易粘辊使混炼不能正常进行,因此有经验的配方设计人员往往在不影响氟硅橡胶胶料性能的前提下加入一些硅橡胶,以减轻氟硅橡胶在混炼过程中的粘辊和脱辊现象,其效果是非常明显的。

    由配合剂引起混炼过程中的粘辊和脱辊现象比较普遍,以上所举的几种情况就是这样,但是只要我们找出问题的症结所在,就不难找到解决问题的方法。因炼胶工人经验不足而引起的粘辊和脱辊现象在实际工作中也是司空见惯的。比如固马隆树脂、松焦油、松香的加入往往使胶料趋于粘辊,但只要在混炼过程中稍加注意哪些生胶、配合剂易粘辊,哪些不易粘辊,就会在加料顺序上稍加变通。只有这样才能使胶料的粘辊现象大大减轻,从而使混炼能够正常进行。作为一名炼胶人员,遇到问题时除了寻找客观原因外,着重还要检查自身原因,是不是尽大努力找出问题的症结,只有这样才能使自己的技术水平不断提高。

3)辊温

掌握好混炼温度是保证混炼胶质量的一个重要环节。每种生胶在混炼过程中都有其很好的混炼温度。如果温度不适宜,会给混炼带来许多不利的因素。

    比如,氯丁橡胶、氯醚橡胶及丙烯酸酯橡胶在温度较高的情况下混炼时,粘辊现象严重,胶料无法从炼胶机上扒下。严重者造成胶料焦烧。为了促使不易包辊的胶料在混炼过程中有良好的包辊性能,往往通过提高混炼温度来解决。      比如:丁基橡胶、乙丙橡胶胶料的实际混炼温度高于其他胶料。只有这样,才能够保证胶料在正常的混炼过程中有较好的包辊性。

     有些生胶由于其自身原因,必须在较高的温度下进行塑化、混炼。粉末状氯化聚乙烯就是其中的一例,如果温度较低,则塑化速度慢,且效果不好,此外还直接影响混炼胶质量。对于硅橡胶来说,混炼温度要低,以避免粘辊。但是,当加入硫化剂尤其是DCP后,混炼温度应适当提高,一般为40"50℃,因为DCP的熔点是39℃,如果低于这个温度,DCP不易分散,而使胶料含有大量的DCP粒子,从而影响胶料质量;如果温度过高,则又会使胶料粘辊。因此,DCP作为硅橡胶硫化剂时,混炼温度要控制得当。既不能太高又不能过低。

     在实际工作中,为了使胶料达到某些特殊性能,常常要加入某些特殊原材料,以达到预期目的。丁腈橡胶中加人大量的树脂就是其中的一例。如果在混炼过程中仍按丁腈橡胶的一般温度进行混炼,往往适得其反,甚至事倍功半。实践证明,在较低的温度下混炼丁腈橡胶胶料,粘辊现象较为严重;在温度稍高的情况下混炼,粘辊现象反而减轻。因此,在混炼过程中,一定要根据具体情况来确定混炼温度。

    一些生胶在混炼过程中的基本温度列于下表:

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4)加料顺序

     在橡胶混炼过程中,加料顺序的正确与否不仅对混炼胶质量有较大影响,而且对混炼胶工艺性能也有较大的影响。如果加料的顺序正确,可在较短时间内获得满意结果,反之既费时又费力。当然,各种胶料有不同的加料顺序,但是有一点应特别注意:加料开始阶段一定要慢,不可操之过急,以天然橡胶为例,天然橡胶在诸多橡胶中的包辊性是较好的,但是在混炼过程中炭黑不能加

太快、太多,否则会很快脱辊。尽管氯丁橡胶在混炼过程中易粘辊,但是也不能加的太快、太少,否则也容易脱辊。

   在混炼过程中硬脂酸加入的早晚对胶料的工艺性能影响很大。如果加入得过早,容易引起脱辊,因此在混炼一段时间后加入比较合适。只有这样,硬脂酸不仅可以减轻脱辊现象,而且还起软化剂的作用。当然,事情并不是一成不变的。就混炼丙烯酸酯橡胶而言,要求要先加入硬脂酸,因为它可减轻丙烯酸酯橡胶易粘辊现象,如其不然,丙烯酸酯橡胶胶料的混炼则变得十分麻烦。

    对于硅橡胶来说,待生胶包辊后即可加入二苯基硅二醇结构控制剂,并混匀。这样可大大减轻硅橡胶胶料的结构化程度,并使其返炼能够顺利进行。反之。将给返炼带来极大的困难。

    在混炼过程中,各种油类软化剂通常都是和填充剂、炭黑分批交替加入的,这样可使混炼操作能够顺利进行。但是在油类软化剂较多的情况下,好将其和炭黑、填充剂搅拌一起加入。以避免胶料脱辊和粘辊。

    在添加炭黑和填充剂的过程中,一旦出现胶料起包和有脱辊迹象,则应停止加料。否则,会出现大面积的脱辊,影响炼胶工艺的顺利进行。

5)混炼方法

      经验丰富的炼胶人员在混炼操作过程中既不费时也不费力,并且混炼胶质量高,其主要原因就是掌握了各种橡胶的混炼方法。只有掌握了正确的混炼方法才能够在混炼操作中得心应手。

    严格地讲,混炼从生胶塑炼就开始了。因为生胶可塑度的大小直接影响混炼工艺能否顺利进行。生胶可塑度小胶料不易包辊,并且使混炼时问大大延长,终影响胶料的物理、化学性能。因此要制备合格的混炼胶就必须有合乎要求的塑炼胶。

    即使有合乎要求的塑炼胶,在混炼伊始,生胶包辊后也要在其压软并且表面平整光滑后,方可按照一定的加料顺序加料。只有这样,混炼过程中才能省时省力。

    对于各种胶料来说,一定要使生胶先混合均匀并包辊,然后按照一定的加料顺序加料。

  在混炼过程中,当配合剂投入辊筒问时,严禁放辊距和割刀,以免造成脱辊。即使需要割刀,也只能在辊筒两端割下较窄的胶条,千万不可大面积割刀,否则会造成严重的脱辊或粘辊现象。

   辊距大小对整个混炼操作能否顺利进行关系极大。一般来说,生胶上炼胶机以后,辊筒间要有一定的堆积胶。随着各种配合剂、炭黑的加入,辊筒问的堆积胶会不断增多,此时可采取放辊距或割刀取余胶的方法来减少辊筒问的堆积胶。根据个人的操作习惯可任选上述两种方法中的一种或两种兼用两种方法。但有一点应特别注意:辊距一次不可放得过大;割刀取胶也只能待辊筒两端

的胶料滚压光滑后进行,否则会给混炼带来麻烦。在这里顺便强调一句:混炼过程中千万不要停车放辊距。尽管这样做省力,但是违反了操作规程。

    在混炼过程中,有些胶料会粘在前后两辊上.这时可扒下任意一辊筒上的胶料,并使其包在另一辊筒上。然后进行翻炼。

    对于粘辊比较严重的胶料来说,可一手割刀,一手瞬间用力扒下全部胶料。然后将扒下来的胶料重新上辊。这样粘辊现象会有所减轻。对于粘辊特别严重的胶料来说,使用上述办法仍无法扒下,则可停车扒胶。

   一般地说,对易粘辊的胶料,可采用较大的辊距进行翻炼,这样割刀、扒胶比较容易。对于易脱辊的胶料,好采用较小的辊距进行翻炼、捣胶。

6)辊筒上的油污或杂魇

     如果辊筒上有油污或杂质,胶料极易脱辊或粘辊。因此,在混炼之前应用洗辊胶洗辊或用酒精、汽油等擦洗辊,以避免胶料脱辊或粘辊。更重要的是,如果不擦洗辊筒而进行混炼,往往会影响混炼胶质量。比如,如果不擦洗混炼过带有发泡剂胶料的设备而进行其他胶料的混炼,就会污染其他胶料,从而造成整辊胶料报废。

     然而在实际工作中,为了避免胶料脱辊和粘辊,往往要采取某些措施来造成人为的辊筒“污染”,比如,混炼丙烯酸酯橡胶时,首先在生胶上车以前用硬脂酸涂覆辊筒表面,然后加生胶进行混炼,这样可大大地减轻胶料粘辊现象。众所周知,丁腈橡胶胶料硬度越高,包辊性越差,易脱辊。解决这个问题的办法是用固体古马隆树脂涂覆辊筒表面,然后进行混炼,其效果比较理想。这里应强调的是,丁腈橡胶胶料中一定要有固体古马隆树脂,否则不能用上述方法进行混炼。

    在混炼过程中,如果因操作不当而使液体配合剂粘在辊筒上,也会造成胶料脱辊。可见,低分子聚乙烯蜡粘在辊筒上会引起胶料粘辊。因此在混炼过程中一定要根据实际情况确定混炼方法,以避免胶料粘辊或脱辊。

    总之,在混炼过程中,胶料的粘辊和脱辊现象比较普遍。然而影响胶料粘辊和脱辊的因素并不是单一的,而是多方面的。但是,只要找出问题的所在,上述问题就会迎刃而解。

2配合剂分散不匀

配合剂分散不匀对混炼胶质量的影响极大,轻微者可通过返炼来解决,严重者造成胶料报废。配合剂在胶料中分散不匀的主要原因有以下几点:

1)生胶的可塑度

   就不同用途的胶料而言,生胶可塑度是不同的。如果生胶的可塑度小,各类配合剂在胶料中的分散就不好,从而造成单位面积内的配合剂含量不一致。因此生胶塑炼是解决配合剂分散不匀的一个重要条件。

2)粉状配合剂的质量

     在配料过程中一定要注意检查粉状配合剂是否合乎技术要求。对不合乎要求的配合剂则要停止使用。对有些配合剂来说,一旦受潮,其使用效果就会大受影响,甚至失效报废。所以粉状配合荆的保管一定要合乎规范,不能马虎。受潮、结团或粒径过大配合剂的加入会使胶料表面、内部存在着大大/J,d、的配合粒子。在这种情况下,采用任何返炼方式都难以排除这些配合剂的粒子。因此,在配料之前就应当对配合剂进行处理,该报废的就报废,不能凑合使用;粒径过大的应当过筛。一般情况下粉碎后的防老剂A不大于4克/块,硬脂酸、石蜡不大于3克/块,松香不大于5克/块。粒径过大的氢氧化钙应当过180目的筛子。

3)辊距

    在混炼过程中,如果辊距过大,一方面胶料易脱辊,另一方面配合剂加入以后不易混入到橡胶内部,会很快通过辊隙被压成片状而落人料盘。重新投到辊筒上的配合剂往往分散性较差。由此制备的胶料存在着大小不等的配合剂粒子,从而影响胶料质量。所以,混炼过程中,辊距的大小要自始至终根据辊筒问的胶料堆积量加以调整,不能过大或过小。

4)装胶量

     每种型号的炼胶机都有一定的装胶量。因此,混炼要根据炼胶机的装胶量来确定待混炼胶料的多少。当然,采用同一炼胶机混炼不同品种的生胶,其装胶量不同。如果装胶量过大,配合剂难以混入胶中。如果放宽辊距配合剂也极易落人料盘内,从而使混炼胶的质量下降,混炼时间延长。因此,待混炼的胶料量为炼胶机大装胶量的60"--'80%为宜。

5)辊温或加料顺序

   大多数胶料均采用开炼机混炼,一般情况下辊温较低为好。因为温度愈低,橡胶粘度越大,故受剪切作用力也就更大,这样有利于配合剂的分散。如果温度高,橡胶易软化,故受剪切作用力很小。在这种情况下低熔点配合剂熔化后结团,不利于分散,甚至易产生喷霜现象。

  加料顺序不正确也是导致配合剂分散不匀的一个重要因素。应根据配方中配合剂的特性及用量来考虑加料顺序。一般情况下,用量少、难分散的先加,用量多而易分散的后加。

     液体软化剂好在粉状配合剂加完后和炭黑、填充剂分批交替加入,以加速它们的分散。如果液体软化剂和粉状软化剂一起加入,粉状配合剂很可能结团或胶料打滑,从而影响配合荆的分散。

      混炼特殊橡胶有特定的操作法。比如,混炼硫黄高达30%~50%的硬质胶时,如果后加硫黄,则硫黄难以短时间内分散均匀,若长时间混炼,则易导致胶料焦烧。比如,制备海绵胶料时,由于生胶可塑性大,软化剂用量又特别多,所以粉状配合剂应在早期加入,而炭黑、填充剂和软化剂应后加入,以免胶料流动性太大而影响其他配合剂的分散。

    操作方法不当又是影响分散不匀的一个重要因素。比如,在操作过程中,乱割刀、未能及时将落到料盘中的配合剂重新投到辊筒上、不正确地捣胶翻炼、没有薄通或薄通次数不够等等都会使配合剂分散不匀。

    另外,混炼不均匀的胶料还会出现喷霜、技术性能指标不合格等现象。这对配料员来说,除在工作中认真操作以外,还要做到每次配完料必须认真核对所配原材料是否与配方一致,力争避免错配、漏配。此外,炼胶人员在炼胶过程中也要检查原材料是否与配方一致,发现问题及时解决。

3焦烧

    焦烧在橡胶混炼过程中也是容易出现的问题之一。从本质上讲,焦烧就是胶料在混炼过程中发生的提前硫化。这一现象的发生与炼胶操作不当有关系。

在橡胶混炼过程中,引起胶料焦烧的因素有以下几个方面:

1)装胶量

    在混炼过程中,如果装胶量过大,辊筒温度上升快,从而导致胶料温度升高,以至胶料焦烧。尤其是在混炼硬度较高的胶料时,容易出现焦烧。在添加配合剂、炭黑的过程中一般不会出现焦烧,而在捣胶、薄通过程中容易出现焦烧。因此,装胶量不宜过大。即使装胶量过大,可采用边加炭黑边抽胶的办法混炼,但辊筒上始终要有适量的堆积胶。后将混完配合剂、炭黑的胶料合在一起翻炼、捣胶、薄通。如辊温、胶料温度过高,可停机,待稍微冷却后再翻炼、捣胶、薄通。采用上述方法基本上可解决因装胶量过大而引起的胶料焦烧问题。

2)辊温

     每种胶料都有很好的混炼温度范围,每个炼胶人员都应该掌握它。如果没有掌握,轻者会使胶料在混炼过程中脱辊、粘辊;重者引起胶料焦烧。因此,掌握好胶料混炼温度是整个混炼过程顺利进行的关键。

    氯丁橡胶的辊温一般控制在40~50℃,如果辊温高,胶料容易粘辊,配合剂、炭黑也容易结团,从而造成胶料表面既不平整也不光滑,并有轻微胶疙瘩;此时,翻炼、薄通都无济于事。这种现象可以称为假焦烧现象。严重者胶料焦烧,整辊胶报废。就丙烯酸酯橡胶、氟橡胶而言,如果辊温控制不当,也会出现上述假焦烧现象。

    在混炼过程中,尤其在薄通阶段,如果辊温过高,胶料容易出现焦烧。一般情况下,胶料不会出现大面积焦烧,而是局部焦烧。这主要是局部辊温骤然升高所致。然而,辊距小、胶片越薄、胶料硬度越高,越容易导致胶料焦烧。因此,在薄通硬度较高的胶料时,辊距不可太少,一般为0.5~1mm。

  如果辊温过高,必须停机,待胶料冷却以后再薄通。这样可大大减少因辊温过高而导致胶料焦烧的几率。

3)硫化剂的加入时间

      对于大多数橡胶而言,硫化剂一般在混炼后期加入较为适宜。但是硫化剂和促进剂不可一起加入,其目的是防止胶料早期老化。比如天然橡胶,硫黄一般在混炼后期加入(硬质胶除外),而促进剂在早期加入,不可早期将硫黄和促进荆一起加入。这样其焦烧的机会就会减少。又如氯丁橡胶、氧化锌在混炼后期加入,而氧化镁在前期加入。

     在辊温、胶料温度较高的情况下,如果加入硫化剂,其操作尤其要小心。捣胶、翻炼的速度要快、薄通时辊距要大一些。好还是在辊温、胶料温度较低情况下加入硫化剂为好。

     严格地讲,硫化齐j加入胶料以后,胶料的硫化历程就开始了。但是,这一阶段的硫化并不是所希望的,应尽可能防止胶料出现早期硫化,千方百计排除一切能够引起胶料焦烧的因素,以保证混炼顺利进行。

     然而,对于有些胶料来说,硫黄要在混炼前期加入,丁腈橡胶就是典型的例子,其主要原因是硫黄在丁腈橡胶中的分散性不好。如果加入的过晚,势必出现硫黄在胶料中分散不匀的现象,但在混炼前期加入会大大减少因分散不匀而给混炼带来的麻烦,有利于保证混炼胶的质量。只要硫黄在前期加入,硫化促进剂就应该在混炼后期加入。

    随着硫黄的加入,胶料混炼过程中的焦烧趋势明显增加。然而混炼阶段的辊温、胶料温度不能太高,混炼速度要快,以保证混炼胶质量。

4)硫黄、硫化剂及促进剂的分散程度

    显而易见,如果硫黄分散不匀或者硫化剂、促进荆局部集中,就会引起胶料焦烧。这种情况在混炼过程中不该存在。但是,由于混炼大都是在一定的温度下进行,加之有些硫化剂、促进剂用量大,并且局部集中,所以胶料在这种情况下焦烧也就不足为怪了。因此,在混炼过程中,绝不可将硫化剂、促进剂集中在一点加入,而是将其均匀地撒在胶料表面,由堆积胶带入胶料的内部。这样,有助于硫化剂、促进剂的分散。

     ‘在捣胶、翻炼阶段,也绝不允许只对部分胶料割刀翻炼。因为这样既不利于硫化剂、促进剂的分散,又容易出现胶料焦烧。

5)混炼时间

    混炼时间一般不宜过长。要在较短时间内制 备出符合性能要求的混炼胶,实践证明,胶料经过一段时间混炼后,各种配合剂都已均匀的分散在胶料中,若继续延长混炼时间,则对胶料的性能有百害而无一利,因为这样做会造成胶料“过炼”,橡胶分子会受到破坏,这不仅使胶料的物理机械性能下降,而且还消耗了能源,既费时又费力。由于长时间混炼会使辊筒、胶料温度升高,从而使胶料的焦烧几率大大增加。因此,混炼时间要根据具体情况来确定,不宜过长。

     除了上述几点外,还有许多引起胶料焦烧的因素,如胶料停放得过久、胶料停放场所的温度过高、胶料受长时间的光照或受到油渍、杂质的污染

等等。

4焦烧胶料的处理方法

在混炼过程中,如果发现胶料焦烧,应停止混炼,剔除焦烧部分,以避免整辊胶料有胶疙瘩。而直接影响胶料质量。另外,为了防止胶料进一步焦烧,须待胶料冷却以后再进行混炼。

    对于轻微焦烧的胶料,可在辊距0.5 trim以下,辊温在40℃左右的炼胶机上薄通,直到胶疙瘩少为止。对焦烧稍重的胶料,也可进行二段薄通。对于焦烧严重的胶粒,在薄通后加入1~1.5%的硬脂酸,使其膨润,并使交联键破坏。这种胶料只能用于质量要求不高的低级制品。

    上面介绍了胶料混炼过程中易出现的几个问题及解决办法,下面将介绍胶料保管的几个措施。

1)混炼完的胶料要迅速冷却,要避免泥沙、木屑等杂质混人胶料中。

2)冷却后的胶料好封装贮存。

3)胶料应在通风、阴凉、温度为0~28℃、相对湿度不大于80%、距离热源1米以上的条件下贮存,并避免日光直接照射。

4)在运输、贮存中,应防止胶料与油、酸、碱及其他有害物质接触。

5)贮存的胶料要有记录档案,超过贮存期的胶料,使用前要进行全面质量检查、合格者方可使用,否则不得使用。


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