CN102501346B - 能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法 - Google Patents

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本发明公开了一种能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法，该橡胶材料包括胶料、配合剂和填充物，填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％。方法包括步骤：按比例称取胶料、配合剂与填充物，分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理；对胶料、配合剂及填充物依次进行塑炼、混炼处理，使配合剂及填充物均匀分散于胶料中；将混炼过的胶料进行压延处理，再通过V型模具控制胶料的硫化成型。本发明制备的橡胶材料在高填充量状态下解决了打孔开裂的隐患，同时保证了其他各项性能指标，可替代常规平板型橡胶材料，并且还具有工艺简单、稳定性好等特点，拓宽了高填充量条件下橡胶材料的应用领域。

Description

能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法
技术领域
本发明涉及特种功能橡胶的制备领域，特别是涉及一种能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法。
背景技术
橡胶是重要的工业材料，同时又是重要的战略物资，应用广泛。目前世界橡胶制品的品种和规格的总数约有10万之多。但随着现代科学技术的发展，各种具有特殊性能的橡胶材料和制品的需求量也日益增加。
在某些特种领域，需要橡胶具有高填充量特性，同时在使用过程中需要在橡胶的非规整面进行开孔、缺口等处理时，在这些部位附近，因应力的急剧变化，将以开孔或缺口为中心产生局部高应力释放，导致沿开孔或缺口处发生开裂并延展等问题。目前，国内外解决硫化胶打孔开裂的手段主要是调整配方，但具有成本高、耗时长、且综合性能难以保证等缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法，本发明制备的橡胶材料在高填充量状态下解决了打孔开裂的隐患，同时保证了其他各项性能指标，可替代常规平板型橡胶材料，并且还具有工艺简单、稳定性强等特点，拓宽了高填充量条件下橡胶材料的应用领域。
本发明提供的能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法，包括以下步骤：A、按比例称取胶料、配合剂与填充物，分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理；B、对胶料、配合剂及填充物依次进行塑炼、混炼处理，使配合剂均匀分散于胶料中；C、将混炼过的胶料进行压延处理，再通过V型模具控制胶料的硫化成型。
在上述技术方案中，步骤A中所述比例为：填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％。
在上述技术方案中，步骤C中所述V型模具的曲率半径为1.5～2.5毫米。
在上述技术方案中，所述V型模具的型腔厚度为0.93～0.95毫米。
在上述技术方案中，步骤A中所述胶料为聚氨酯橡胶、天然橡胶或者丁腈橡胶。
在上述技术方案中，步骤B中所述塑炼、混炼的过程为：在开炼机上进行塑炼、混炼处理，在辊距≤1毫米时，薄通20～25次；按生胶→加工助剂→填料→促进剂→硫化剂的加料顺序进行混炼；调整辊距≤1毫米，进行两次打包处理，每次打包次数20～25次，停放熟化时间为5～10分钟。
在上述技术方案中，步骤C中所述压延处理为：将混炼过的胶料进行热炼，控制三辊压延机的辊温为35℃～40℃，调整辊距，使压延胶片厚度控制在1.0～1.1毫米。
在上述技术方案中，步骤C中所述硫化成型的过程为：使用V型模具平压硫化成型，硫化温度为130℃～170℃，压力为10～15Mpa，恒温保压30～120分钟后，开模即可得到厚度为1.0±0.1毫米的异型橡胶贴片。
采用上述成型方法制成的能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料，包括胶料、配合剂和填充物，所述填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％。
在上述技术方案中，所述胶料为聚氨酯橡胶、天然橡胶或者丁腈橡胶。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明采用合适的模具钢设计并制造一副V型异型模具，来控制胶料的硫化成型，成型的橡胶材料在高填充量状态下解决了打孔开裂的隐患，同时保证了其他各项性能指标，可替代常规平板型橡胶材料，并且还具有工艺简单、稳定性强等特点，拓宽了高填充量条件下橡胶材料的应用领域。
附图说明
图1是本发明实施例中V型模具的结构示意图。
图中：1-阳模，2-阴模。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明实施例中异型高填充量橡胶材料的制备工艺流程是：配料-塑炼-混炼-压延-硫化-整形-测试。
本发明实施例提供的能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料及其成型方法，包括以下步骤：
A、原材料的准备：
按比例称取胶料(例如聚氨酯橡胶)、配合剂与填充物，分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理。其中，胶料为以聚氨酯为代表的一类具有高填充特性的天然橡胶或合成橡胶，比例为：填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％。
B、生胶的塑炼、混炼：
对胶料及配合剂依次进行塑炼、混炼处理，使配合剂、填充物均匀分散于胶料中：在开炼机上进行塑炼、混炼处理，在辊距≤1毫米时，薄通20～25次；按生胶→加工助剂→填料→促进剂→硫化剂的加料顺序进行混炼；调整辊距≤1毫米，进行两次打包处理，每次打包次数20～25次，停放熟化时间为5～10分钟。
C、压延及硫化成型：
将混炼过的胶料进行压延处理：将混炼过的胶料进行热炼，控制三辊压延机的辊温为35℃～40℃，调整辊距，使压延胶片厚度控制在1.0～1.1毫米；再通过V型模具控制胶料的硫化成型，硫化温度为130℃～170℃，压力为10～15Mpa，恒温保压30～120分钟后，开模即可得到厚度为1.0±0.1毫米的异型橡胶贴片。参见图1所示，该V型模具包括阳模1和阴模2，V型模具的曲率半径为1.5～2.5毫米，型腔厚度为0.93～0.95毫米。
采用上述成型方法制成的能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料，包括胶料(例如聚氨酯橡胶)、配合剂和填充物，填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％。
下面通过3个具体实施例进行详细说明。
实施例1：1.0±0.1毫米厚70％填充量异型贴片的制作
(1)原材料的准备：
按比例称取胶料与配合剂，胶料为天然橡胶，胶料和配合剂为30份，填充物为70份；分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理。
(2)生胶的塑炼、混炼
在开炼机上进行塑混炼处理，在辊距≤1毫米时，薄通20次；按生胶→加工助剂→填料→促进剂→硫化剂的加料顺序进行混炼；调整辊距≤1毫米，进行两次打包处理，每次打包次数20次，停放熟化时间为5分钟。
(3)压延及硫化成型
首先将混炼好的胶料进行热炼(＜20次)，控制三辊压延机的辊温为35℃，调整辊距，使压延胶片厚度控制在1.0毫米。然后，使用曲率半径为2.5毫米、型腔厚度为0.93毫米的“V”型模具平压硫化成型，硫化温度为150℃，压力为10Mpa，恒温保压30分钟后，开模即可得到1.0±0.1毫米厚的异型橡胶贴片。
在尖端前缘处开启φ0.5毫米的垂直孔，存放10天后，开孔部位无开裂现象，同时胶料其他性能与平板型橡胶材料性能无差异。
实施例2：1.0±0.1毫米厚80％填充量异型贴片的制作
(1)原材料的准备：
按比例称取胶料与配合剂，胶料为丁腈橡胶，胶料和配合剂为20份，填充物为80份；分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理。
(2)生胶的塑炼、混炼
在开炼机上进行塑混炼处理，在辊距≤1毫米时，薄通22次；按生胶→加工助剂→填料→促进剂→硫化剂的加料顺序进行混炼；调整辊距≤1毫米，进行两次打包处理，每次打包次数22次，停放熟化时间为8分钟。
(3)压延及硫化成型
首先将混炼好的胶料进行热炼(＜20次)，控制三辊压延机的辊温为38℃，调整辊距，使压延胶片厚度控制在1.05毫米。然后，使用曲率半径为1.5毫米、型腔厚度为0.94毫米的“V”型模具平压硫化成型，硫化温度为170℃，压力为13Mpa，恒温保压120分钟后，开模即可得到1.0±0.1毫米厚的异型橡胶贴片。
在尖端前缘处开启φ0.5毫米的垂直孔，存放10天后，开孔部位无开裂现象，同时胶料其他性能与平板型橡胶材料性能无差异。
实施例3：1.0±0.1毫米厚90％填充量异型贴片的制作
(1)原材料的准备：
按比例称取胶料与配合剂，胶料为聚氨酯橡胶，胶料和配合剂为10份，填充物为90份；分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理。
(2)生胶的塑炼、混炼
在开炼机上进行塑混炼处理，在辊距≤1毫米时，薄通25次；按生胶→加工助剂→填料→促进剂→硫化剂的加料顺序进行混炼；调整辊距≤1毫米，进行两次打包处理，每次打包次数25次，停放熟化时间为10分钟。
(3)压延及硫化成型
首先将混炼好的胶料进行热炼(＜20次)，控制三辊压延机的辊温为40℃，调整辊距，使压延胶片厚度控制在1.1毫米。然后，使用曲率半径为2毫米、型腔厚度为0.95毫米的“V”型模具平压硫化成型，硫化温度为130℃，压力为15Mpa，恒温保压50分钟后，开模即可得到1.0±0.1毫米厚的异型橡胶贴片。
在尖端前缘处开启φ0.5毫米的垂直孔，存放10天后，开孔部位无开裂现象，同时胶料其他性能与平板型橡胶材料性能无差异。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料的成型方法，其特征在于包括以下步骤：
A、按比例称取胶料、配合剂与填充物，所述比例为：填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％；所述胶料为聚氨酯橡胶、天然橡胶或者丁腈橡胶；分别对配合剂及填充物进行磨细与干燥处理；
B、对胶料、配合剂及填充物依次进行塑炼、混炼处理，使配合剂及填充物均匀分散于胶料中；所述塑炼、混炼的过程为：在开炼机上进行塑炼、混炼处理，在辊距≤1毫米时，薄通20～25次；按生胶→加工助剂→填料→促进剂→硫化剂的加料顺序进行混炼；调整辊距≤1毫米，进行两次打包处理，每次打包次数20～25次，停放熟化时间为5～10分钟；
C、将混炼过的胶料进行压延处理，再通过V型模具控制胶料的硫化成型，所述V型模具的曲率半径为1.5～2.5毫米，所述V型模具的型腔厚度为0.93～0.95毫米；所述压延处理为：将混炼过的胶料进行热炼，控制三辊压延机的辊温为35℃～40℃，调整辊距，使压延胶片厚度控制在1.0～1.1毫米；所述硫化成型的过程为：使用V型模具平压硫化成型，硫化温度为130℃～170℃，压力为10～15Mpa，恒温保压30～120分钟后，开模即可得到厚度为1.0±0.1毫米的异型橡胶贴片。
2.采用如权利要求1所述成型方法制成的能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料，包括胶料、配合剂和填充物，其特征在于：所述填充物的质量百分比为70％～90％，胶料和配合剂的总质量百分比为10％～30％。
3.如权利要求2所述的能与大曲率表面随型的高填充量橡胶材料，其特征在于：所述胶料为聚氨酯橡胶、天然橡胶或者丁腈橡胶。
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