CN103819855A - 一种用于二次冷轧机组切水橡皮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于二次冷轧机组切水橡皮及其制造方法，其成分重量百分比为：氟橡胶FKM100份；硫化剂，酚类化合物3～10份；吸酸剂MgO5～15份，PbO5～15份；补强填充剂，热裂法炭黑N-99010～30份；加工助剂，低分子聚乙烯8～15份；纳米级硫酸钡3～8份。制造方法包括：1）混炼，加料顺序：生胶→吸酸剂→加工助剂→补强填充剂→硫化促进剂→纳米材料，混合温度40-60℃，出片、冷却；2）成型，用模压法将胶料放置在模具中加热成型，模压温度80-110℃；3）硫化，一段，加热温度150-170℃，保温时间8-10min；二段，加热温度200-240℃，保温时间20-24h。本发明切水橡皮和安装位置相结合，既不出现划伤辊面缺陷，同时也具备较好的密封效果。

Description

一种用于二次冷轧机组切水橡皮及其制造方法

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，特别涉及一种用于二次冷轧机组切水橡皮及其制造方法。

背景技术

二次冷轧机组一般有2个机架组成，1＃机架用于带钢的大压下率压下减薄，必须进行工艺冷却和润滑，2＃机架进行小延伸率的平整，一般采用干模式进行生产，因此带钢在进入2＃机架之前必须达到干模式的工艺要求。在二次冷轧领域，机架间带钢表面处理技术一直是生产上的难点。现有技术主要通过橡皮进行“切水”，以达到产品和工艺的要求。

现有技术中中国专利号200720069252.5公开二次冷轧机组通过接触式橡皮、引流板等装置进行“切水”。首先，在1#机架出口侧，为防止对上支承辊、中间辊及工作辊的冷却水流到带钢表面，在防缠导板的端部由螺栓固定一块切水橡皮，该橡皮与左侧上工作辊紧密接触，冷却水通过橡皮和防缠导板形成的V形槽从两端排出，可防止机架上半部的循环冷却水滴落至带钢上表面；其次，在1#机架出口侧，为防止轧制水平线以下的高速旋转轧辊带动冷却水飞溅至带钢表面，在穿带导板的端部固定一块切水橡皮，该橡皮与左侧下工作辊接触并密封。

该切水装置中接触式橡皮采用一种采用NBR（丁晴橡胶）材质，厚度约5毫米，宽度约140毫米。由于橡皮和轧辊表面接触，如果橡皮硬度过高，容易在轧辊表面形成划伤缺陷；如果橡皮影响过低，轧辊贴合能力降低，密封性不良等问题，则会出现密封不良，带钢表面会发生水迹印缺陷。同时，通过实践发现，相同的橡皮，不同轧辊直径，对切水效果及辊面划伤的影响也不同。

因此，切水橡皮如果现有不合适，不仅切水效果会出现波动，而且会带来附加缺陷，现有技术介绍了一整套切水装置，对于其中重要的切水橡皮的选择机制造方法没有进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于二次冷轧机组切水橡皮及其制造方法，该切水橡皮和安装位置相结合，既不出现划伤辊面缺陷，同时也具备较好的密封效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于二次冷轧机组切水橡皮，其成分重量百分比为：氟橡胶FKM100份；硫化剂，酚类化合物3～10份；吸酸剂MgO5～15份，PbO5～15份；补强填充剂，热裂法炭黑N-99010-30份；加工助剂，低分子聚乙烯8～15份；纳米级硫酸钡3～8份。

本发明根据二次冷轧机组的轧制工艺特点，针对切水橡皮工作环境特殊，对橡皮制作原料提出了如下性能要求：

1）切水橡皮的使用位置为轧制变形区出口附近的轧辊处，且与轧辊有紧密接触，而变形区内由于塑性变形功较大一部分转化为了热能，因此轧辊温度较高，在切水橡皮与轧辊接触处温度约100℃，这就要求相应原料有优良的耐高温和抗热老化能力；

2）切水橡皮工作环境中有大量的轧制油等溶剂存在，因此对橡胶原料的耐油特性要求较高；

3）另外，切水橡皮实为橡胶板，但工作状态需要通过其弯曲变形来对轧辊产生一定的接触力，从而起到对水的密封作用，因此要求橡胶具有较高硬度、较低弹性；

4）轧辊处于不断转动状态，而橡胶与其紧密接触，所以要求具有良好的耐磨性。

对切水橡皮对制作原料要求可知，丁腈橡胶虽各方面条件较好，但温度不能满足要求，易老化，且试验表明弹性较高，不适用于切水橡皮密封要求。而硅橡胶耐油性等方面较差，同样不适合二次冷轧生产需要，因此，最后选择原设计中的氟橡胶作为切水橡皮制作原料，同时有针对性的对配方进行优化。另外，氟橡胶摩擦系数为0.8，较丁腈橡胶（0.9～1.5）小，非常适合轧辊表面接触式密封需要。

对切水橡皮需要重点关注的机械性能是其硬度。切水橡皮硬度越高，越不容易发生压缩变形，因此与轧辊之间的贴合力越大，但是贴合面积越小。而对切水橡皮使用功能的要求之一就是保证足够的贴合面积和贴合强度，防止冷却水通过缝隙落到带钢表面，因此，从这一角度来说，增大橡皮硬度对切水效果影响有利有弊，应通过试验，使一定硬度下的贴合力和贴合面积都有一个最佳值，即综合切水效果最佳。另外，当贴合力过大时，可能增大铁粉淤积造成的辊面划伤的发生概率。

在对原切水橡皮的硬度进行测量，并结合现场试验基础上，认为切水橡皮肖氏硬度HS在75～80之间时，使用性能最佳。

由于生氟胶的弹性较好，缺乏加工时所必要的可塑性，所以要通过对生氟胶的塑炼来提高其加工性，同时也可提高胶料在压延等过程中的成型流动性。然后将氟胶与配合剂进行混炼，其中配合剂（如补强剂、增塑剂等）对最终成品的硬度具有较大影响，因此应根据切水橡皮的硬度要求进行配料。

1）硫化剂

硫化是使氟橡胶产生一定程度的交联，变成高弹性的硫化胶，使其具有良好的使用性能。氟橡胶硫化可以采用亲核试剂的离子加成机理进行，也可以以过氧化物或射线以自由基机理进行。酚类化合物可以解决胶浆的加工。本发明选用酚类化合物作为硫化剂，主要包含苯二酚等，其用量一般3～10份。

2）吸酸剂

吸酸剂也称为稳定剂。它是为了解决氟橡胶加工过程产生氟化氢对金属的腐蚀和污染，使硫化反应顺利进行，用于解决氟橡胶加工过程产生的氟化氢对金属的腐蚀和污染问题。本发明采用MgO和PbO，其用量一般5～15份。它们的加入各有特点：MgO耐热性好；PbO耐酸性好。

3）补强填充剂

氟橡胶是一种自补强性能的橡胶。由于性能要求和用途的不同，需要通过补强、填充体系进行调节，调节成品的硬度，使其功能和成本适应用户的需要。本发明采用热裂法炭黑（N-990），用量在10-30份之间。

4）加工助剂

加工助剂是在不影响胶料发挥的前提下，能改善氟橡胶的混炼工艺，防止焦烧，改进胶料的流动性和压出性能，并能在加工中防止粘辊、粘模，起到外脱模剂的作用。本发明采用低分子聚乙烯，其用量一般8～15份。

5）纳米材料

适合的纳米材料极大的提升了产品的使用性能。本发明添加了硫酸钡（纳米），其用量一般3～8份，不仅仅用于调整橡胶硬度，而且具有较好的耐酸碱性和耐水性等，防止表面老化。

所述的硫酸钡纳米材料和热烈法炭黑（N-990）共同作用，可调节成品的硬度，使其满足使用要求，并极大地提升成品的性能。

所述的热裂法炭黑N-990和低分子聚乙烯共同作用，可改善胶料的流动性、成品的弹性和硬度。随着N-990的减少和低分子聚乙烯的增多，成品的弹性增强，硬度降低；随着N-990的增多和低分子聚乙烯的减少，成品的弹性降低，硬度增强。

所述的吸酸剂MgO和PbO与2#硫化剂共同作用，可调节成品的硬度，随着吸酸剂MgO、PbO量的增加和2#硫化剂量的减少，成品的硬度增强。

本发明的一种用于二次冷轧机组切水橡皮的制造方法，包括如下步骤：

1)混炼

加料顺序：生胶→吸酸剂→加工助剂→补强填充剂→硫化促进剂→纳米材料，混合工艺温度40-60℃，配合剂加完，均匀出片、冷却；

2)成型

用模压方法，借助成型的阴、阳模具，将胶料放置在切水橡皮成型模具中加热成型，模压工艺温度80-110℃；

3)硫化，二段式

一段，加热温度150-170℃，保温时间8-10min；

二段，加热温度200-240℃，保温时间20-24h。

在本发明制造工艺中：

1）混炼

为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能，也为了提高橡胶制品的性能和降低成本，必须在生胶中加入不同的配合剂。混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序，如果混合不均匀，就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用，影响产品的使用性能。

加料顺序：生胶→吸酸剂→加工助剂→补强填充剂→硫化促进剂→纳米材料，混合工艺温度40-60℃。配合剂加完，均匀出片。

2）成型

用模压方法，借助成型的阴、阳模具，将胶料放置在模具中加热成型，模压工艺温度80-110℃，模具根据切水橡皮的尺寸制定。

3）硫化

把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化，它是在规定的温度下加热、保温，使生胶的线性分子间通过生成“硫桥”而相互交联成立体的网状结构，从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成，所以称为“硫化”。切水橡皮制作过程中采用以下硫化工艺：

一段150-170℃×8-10min；

二段200-240℃×20-24h（要保证逐步加温，恒温记时）。

与现有技术的切水橡皮相比，本发明具有以下方面的差异：

1）确定合理性能范围：

通过试验，确定了硬度对切水橡皮使用性能影响，这属于首次提出。

2）材质的成分不同：

现有技术中，橡胶辊的橡胶配方采用的是常规经验配方，主体材料是NBR（丁晴橡胶），本发明技术中，主体材料选用氟橡胶(FKM)，并针对使用要求，对橡胶配方进行了优化，调整了原有的配比，同时在配合剂中加入少量纳米级的材料。

本发明的有益效果：

1.实施本发明后，因水迹印导致的月平均封闭率由0.78%降至0.21%，治理成果显著。

2.更换本发明切水橡皮后，水迹印缺陷的检出率由月平均15.3次降至3.1次。

3.通过对切水橡皮材料和使用技术的优化，降低了切水橡皮对轧辊的划伤，减少了切水橡皮的异常换辊次数，降低了轧辊消耗，提高了机组产量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明

表1为本发明切水橡皮成分的实施例。表2为本发明切水橡皮实施例的制造工艺。

表1单位：质量份数

表2

Claims (2)

1.一种用于二次冷轧机组切水橡皮，其成分重量百分比为：氟橡胶FKM100份；硫化剂，酚类化合物3～10份；吸酸剂MgO5～15份，PbO5～15份；补强填充剂，热裂法炭黑N-99010-30份；加工助剂，低分子聚乙烯8～15份；纳米级硫酸钡3～8份。

2.如权利要求1所述的用于二次冷轧机组切水橡皮的制造方法，包括如下步骤：

1)混炼加料顺序：生胶→吸酸剂→加工助剂→补强填充剂→硫化促进剂→纳米材料，混合工艺温度40-60℃，配合剂加完，均匀出片、冷却；

2)成型用模压方法，借助成型的阴、阳模具，将胶料放置在切水橡皮成型模具中加热成型，模压工艺温度80-110℃；

3)硫化，二段式

一段，加热温度150-170℃，保温时间8-10min；

二段，加热温度200-240℃，保温时间20-24h。