CN104129004A - 一种提升混炼胶生产能力的混炼技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升混炼胶生产能力的混炼工艺技术，该技术基于密炼机加开炼机炼胶系统和自动生胶准备系统，采用小胶块，分段投料，变转速，变压力，温度排胶等工艺控制手段进行胶料混炼。本发明可在保证混炼胶质量的前提下，将传统密炼机填充系数，由一般的65-75％提升至85％-95％，适用于轮胎制品生产过程中需要的胶料生产。

Description

一种提升混炼胶生产能力的混炼技术

技术领域

本发明涉及用于生产轮胎的各种混炼胶，以及用于制造胶料的密炼机加开炼机炼胶系统及工艺设定方法。

在保证混炼胶质量的前提下，将传统密炼机填充系数，由一般的65-75％提升至85％-95％。

背景技术

密炼机即密闭式密炼机，自1916年问世以来得到了快速地发展，现已成为现代橡胶工业炼胶工序中重要的炼胶设备。采用密炼机炼胶可极大地降低炼胶工序的劳动强度、改善劳动条件、缩短炼胶周期并且提高生产效率。我国自1955年开始研制密炼机，至今密炼机制造已形成系列化，其技术水平也已接近国际先进水平。

近年来，随着橡胶改性、工艺革新以及配方技术的进步，密炼机也随之出现了一系列新的技术与理念，其中主要围绕转子凸棱的构形与排列的改进设计，从而使其混炼性能也变得更加优良。如同步转子技术、圆筒型(啮合)转子密炼机、剪切啮合式密炼机以及功能转子技术(WFT)等。

但是，由于目前通用的间歇式混炼设备在进行混炼加工时除存在工作不连续外，仍存在一系列问题。如随着橡胶轮胎工业的发展，出现了许多新特性的胶料，这些胶料具有温度敏感性而且加工过程中易产生水汽。传统密炼机在混炼方法虽采取一些措施，但仍存在炼胶效率低、能耗高以及质量不稳定的问题。这一问题严重困扰着橡胶加工行业的发展，尤其是轮胎生产等大型橡胶企业，在当前世界能源日益短缺的情况下显得尤为突出。因此，开发新型混炼设备与工艺成为新时代橡胶工业发展的新要求。

结合橡胶行业不断发展的新要求，今年来，国内橡胶行业掀起了橡胶混炼设备及工艺技术革新的新浪潮，例如，串联密炼机技术，一次法炼胶技术等。

然而，不管是传统的间歇式多段混炼技术，还是串联密炼机技术其胶料混炼的主要场所仍然是密炼机，由于密炼机的有效工作容积有限，同时使用的原材料(胶料)均为25-35kg的大块胶料，胶料在密炼机内混炼时必然要经过大块胶破碎成小块胶的过程，密炼机内工作容积无法得到充分利用，所以，在保证胶料分散均匀的前提下，混炼过程中密炼机的有效填充系数一般在0.65-0.75之间，对混炼胶生产能力有着较大的局限性。

本发明所提及的混炼工艺技术，是基于上述局限，在新型密炼机加开炼机混炼系统以及自动生胶准备系统等，新型设备技术的基础上提出的。通过工艺步骤，工艺条件，投料方式的优化组合，将胶料的混合过程进行合理的优化，采用小胶块，分段投料，变转速，变压力，温度排胶，开炼机混炼等工艺控制手段进行胶料混炼，打破了传统密炼工艺的技术壁垒，将填充系数由一般的65-75％提升至85％-95％。有效的解决了，传统混炼技术对混炼胶生产能力的局限性，对胶料生产能力的提升有着重大意义。

发明内容

为了提升混炼胶的生产能力，本发明公开了一种提升混炼胶生产能力的混炼技术。具体技术方案如下：

一种提升混炼胶生产能力的混炼技术，其特征在于其工艺由以下组分组成：

1、采用密炼机加开炼机炼胶系统进行胶料混炼。

2、部分胶料使用平均重量在40-80g胶块。(90％胶块＜200g)

3、密炼机采用分段投料，多段投料工艺。

4、采用密炼机进行胶料初步混炼。

5、密炼机采用10-70rpm，变转速工艺。

6、密炼机采用1-6bar,变上顶栓压力工艺。

7、密炼机采用140-175℃温度控制排胶工艺。

8、密炼机采用分段投料，多段投料工艺。

9、密炼排胶后，采用开炼机混炼工艺，充分混匀。

其中，所述工艺技术为以下工艺模式：

在使用密炼机加开炼机炼胶系统的情况下，将传统的混炼工艺进行优化，在密炼机混炼时，使用自动生胶准备系统准备的平均重量40-80g的胶块。(90％胶块＜200g)替代传统炼胶工艺中35kg/块的原材料胶料进行混炼。充分利用密炼机内空间，同时提高胶料与补强材料的混合速度。

在混炼过程中，采用胶料、补强材料和药品分段投入的混炼工艺，匹配重量，利用密炼过程中，不同材料混合后，混合体积的变化，充分利用密炼机内有效空间，对胶料进行初步混合。

在混炼过程中，通过对转速、上顶栓压力、排胶温度等工艺要点的优化匹配，控制胶料混合效率，控制胶料温升速度，在10-70rpm密炼机转子转速，1-6bar上顶栓压力，140-175℃加料排胶温度的范围内，进行工艺条件的合理匹配保证胶料、补强材料及药品的初步混合充分完成。

当混炼温度在160℃以下时，采用65-70rpm的转速，上顶栓压力为5-6bar；当混炼温度达到160℃以上时，采用30-50rpm的转速，上顶栓压力为2-4bar。

密炼机初步混炼完成后，胶料在开放式炼胶机上进行降温，混合，均匀化混合，保证胶料混炼均匀，获得最终产品。

一种提升混炼胶生产能力的混炼工艺技术举例：

密炼机有效容积250L

填充容积225L

填充系数90％

混炼工艺设定：

转速：                  70-10rpm  分段变速

上顶栓压力：            1-6bar    分段变压

排胶温度：              140-175℃ 依据配方性质设定

工艺步骤：

加胶料和炭黑→加胶料和药品

→加油料(可选)→升压上顶栓

→升压上顶栓→达到设定温度排胶

→开炼机混炼→混炼完成

性能测试

传统工艺

密炼机有效容积250L

填充容积185L

填充系数74％

胶料比重：1.096g/cm3

工艺设定：

工艺步骤	温度	时间	转速	压力
					加胶料			40
压上顶栓			40	6
					保持		30s	40	6
升上顶栓			40
					加药品和炭黑			40
压上顶栓			40	6
					升上顶栓	110℃		40
加油料			40
					压上顶栓			40	6
升上顶栓	130℃		40
					压上顶栓			40	6
升上顶栓	160℃		40
					开卸料门			40
关卸料门			40

发明工艺

密炼机有效容积250L

填充容积225L

填充系数90％

胶料比重：1.096g/cm3

工艺设定：

工艺步骤	温度	时间	转速	压力
					加胶料和炭黑			50-70
压上顶栓			50-70	4-6
					保持		30s	50-70	4-6
升上顶栓			50-70
					加药品和胶料			40-60
压上顶栓			40-60	4-6
					升上顶栓	110℃		40-60
加油料			30-50
					压上顶栓			30-50	4-6
升上顶栓	130℃		10-30
					压上顶栓			10-30	1-3
升上顶栓	160℃		50-70
					开卸料门			50-70
关卸料门			50-70

工艺步骤	传统混炼技术	本发明混炼技术
			混炼时间	100	100
单车体积	100	116
			门尼粘度	100	100
炭黑分散	100	100
			焦烧时间	100	102
硬度	100	100

拉伸强度	100	101
			撕裂强度	100	102
定伸应力(100％)	100	100
			定伸应力(300％)	100	100

半钢子午线轮胎普通胎侧胶混炼工艺为例。

虽然通过本发明的示例已经进行了前面的描述，但是对本发明做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本发明宽广范围内。因此，尽管本发明已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的产品由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。

Claims (8)

1.一种提升混炼胶生产能力的混炼工艺技术，该技术基于密炼机加开炼机的炼胶系统和自动生胶准备系统，采用小胶块，分段投料，变转速，变压力，控温排胶，开炼机混炼工艺控制手段进行胶料混炼，其特征在于所述密炼机的填充系数为85-95％。

2.根据权利要求1所述的混炼工艺技术，部分胶料使用平均重量在40-80g，90％胶块的重量小于200g。

3.根据权利要求1所述的混炼工艺技术，其特征在于采用10-70rpm变转速工艺。

4.根据权利要求1所述的混炼工艺技术，其特征在于采用1-6bar变压力工艺。

5.根据权利要求1所述的混炼工艺技术，其特征在于控制排胶温度为140-175℃。

6.根据权利要求1所述的混炼工艺技术，采用开炼机混炼工艺，在开炼机上进行400-1200s混炼，充分混匀。

7.根据权利要求1所述的混炼工艺技术，当混炼温度在150℃以下时，采用65-70rpm的转速，压力为5-6bar；当混炼温度达到150℃以上时，采用30-50rpm的转速，压力为2-4bar。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的混炼工艺技术，应用于轮胎制品生产过程中需要的胶料生产过程。