CN105014812A - 一种提高胶料流动性的密炼混炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明一种提高胶料流动性的密炼混炼工艺提出基于胶料流动性分析仪，通过实时测定胶料的流动性数据，调整胶料密炼过程中的工艺参数，从而改进产品质量。胶料流动性分析仪专门针对胶料流动性检测，具有贴近生产、应用广泛，检测快速等优点，非常适合对半制品尺寸稳定性的控制监测，填补了行业空白，为轮胎产品的质量控制提供了有力的帮助，对提升轮胎质量，稳定过程控制，发挥了重要作用。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎制造领域，特别是通过胶料流动性分析仪测定胶料流动性进而调整胶料工艺，提高轮胎质量的方法。
背景技术
密炼机橡胶混炼是橡胶制造流程的第一步，它是指在密炼机中将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的生产过程。橡胶混炼过程是橡胶加工工艺中最基本和最重要的工艺过程之一，决定着橡胶制造后续工序的功效，对产品的性能具有相当大的影响。
在采用密炼机对炭黑填充橡胶进行混炼的过程中，炭黑分散到聚合物中和炭黑/聚合物间的相互作用这两个过程同时在进行。有些学者便依此认为可以定量来描述橡胶混炼状态。现有的炭黑分散性评价方法有显微镜分散测定法和电气特性评价法，现有的炭黑/聚合物间相互作用的评价方法有脉冲NMR相结构分析等方法。但是，在实际的橡胶混炼现场，这些方法都比较费时费力，无法实用。
目前行业内对于胶料稳定性的控制，大多数以胶料的门尼粘度作为参考指标，与半成品工序工艺条件配合温度、转速、压力、口型等进行调节。
橡胶混炼过程的工业现场自动化程度相对较低，其操作参数和工况具有很强的时变特性，如催化剂的不断老化、设备磨损、传感器漂移，以及定期的设备维修和清洗等等，都会造成工业过程特性随时间而缓慢变化。在混炼过程现场，随着生产的进行会不断累积大量的过程数据，如何有效地利用这些不断累积的数据对生产过程进行有效监控成为目前的主要问题。
现有技术中大多都是通过门尼检测，但是无法直接反应实际胶料的流动性，即使是同种配方，得到相同的门尼检测结果，往往在后工序中出现不同的挤出效果，评价的精度较低；此外门尼检测还存在检测时间较长的缺点。
CN102294762A公开了一种反式异戊橡胶TPI的轮胎一次法炼胶工艺，在胶料配方中使用反式异戊橡胶TPI的情况下，采用一次法混炼工艺，胶料分阶段投入、不间断地混炼直至炼出终炼胶。一次法炼胶工艺包括按质量配比比例，在胶料配方中添加5％～15％的反式异戊橡胶TPI，以代替部分天然橡胶。在密炼工艺过程中，将反式异戊橡胶TPI和天然橡胶一并投入到密炼机中，胶料配方中的炭黑、氧化锌、硬脂酸和防老剂均在密炼机中投入；当密炼机中的混炼温度达到160～165℃时，胶料排出至后续第一台开炼机中以进行降温处理。
CN1616203 A公开了一种自适应排胶控制方法，将控制混炼胶门尼粘度指标做为控制在线判断混炼进行程度的关键技术，从而建立起混炼过程参数与混炼胶门尼粘度之间的多功能回归模型。在此基础上，实时采集混炼过程信息，并在线预报混炼胶门尼粘度。
发明内容
本发明提出基于胶料流动性分析仪，通过实时测定胶料的流动性数据，调整胶料密炼过程中的工艺参数，从而改进产品质量。胶料流动性分析仪专门针对胶料流动性检测，具有贴近生产、应用广泛，检测快速等优点，非常适合对半制品尺寸稳定性的控制监测，填补了行业空白，为轮胎产品的质量控制提供了有力的帮助，对提升轮胎质量，稳定过程控制，发挥了重要作用。本发明所述的胶料流动性分析仪尤其优选是VMA1000型胶料流动性分析仪，该分析仪是由青岛励赫化工科技有限公司研制生产的。
本发明公开了一种胶料混炼方法，其特征在于：利用胶料流动性分析仪实时测量胶料的流动性指数，将测得的流动性指数和预先设定的流动性指数标准值进行比较，当流动性指数检测结果较高时，采用降低混炼的转速、提高排胶温度、延长混炼时间中的一种或多种措施，直到流动性指数回到标准范围内；流动性指数检测结果较低时，采用提高混炼的转速、降低排胶温度、缩短混炼时间中的一种或多种措施，直到流动性回到标准范围内；所述胶料的流动性指数是指胶料试样在一定时间内，在恒定的温度和压力下，从特定的模具中挤出的体积的量占模具体积的百分比；所述温度、压力、时间都是在测试前选定的；所述流动性指数标准值是本领域技术人员预先根据胶料的配方和性能要求实验性的总结出的最佳流动性指数。
本发明结合胶料流动性分析仪的特点，通过优化混炼工艺，如胶料加入方式、炼机混炼工艺条件、开炼机混炼工艺，更能有效的指导胶料工艺调整，从而实现质量监控；胶料检测操作简单效率高。
所述模具是圆筒形，圆筒直径是1-10cm，优选是5-8cm；圆筒的高度是5-10cm，优选是7-8cm。
所述流动性指数测定过程中的温度是胶料混炼温度，压力是1-5MPa。
所述流动性指数测定过程中的测定时间是30-60s。
所述胶料是天然胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶中的一种或多种。
所述胶料流动性分析仪是VMA1000型胶料流动性分析仪。
本发明公开的胶料密炼混炼方法，具有流动性检测结果差异小，精度相对较高的特点，流动性检测更能体现实际加工性，对工艺调整具有更好的指导意义。
具体实施方式
实施例1
胶料是按照1:1比例混合的天然橡胶和顺丁橡胶，在混炼机中加入胶料和小料，转速恒定50rpm，混炼1min，提上顶栓；加入炭黑，压上顶栓至混炼温度为105-110℃，提上顶栓；加油，压上顶栓至125℃，提上顶栓，补充混炼，上顶栓至155-160℃，提上顶栓；排胶；测定胶料流动性，测试压力是5MPa，测试时间60s，选用模具为直径5cm，高度10cm的圆筒，测试温度为90℃，然后根据测试结果调整排胶温度，转速和混炼时间。
实施例2
胶料是按照1:4比例混合的天然橡胶和丁苯橡胶，在混炼机中加入胶料和小料，转速设定50rpm，混炼1min，提上顶栓；加入炭黑与白炭黑，压上顶栓至混炼温度为115-120℃，提上顶栓；加油，压上顶栓至135℃，提上顶栓，补充混炼，压顶栓至140-145℃，提上顶栓；降低转速为20rpm，混炼1min排胶；测定胶料流动性，测试压力是3MPa，测试时间40s，选用模具为直径5cm，高度10cm的圆筒，测试温度为90℃，然后根据测试结果调整排胶温度，转速和混炼时间。
Claims (7)
1.一种胶料混炼方法，其特征在于：利用胶料流动性分析仪实时测量胶料的流动性指数，将测得的流动性指数和预先设定的流动性指数标准值进行比较，当流动性指数检测结果较高时，采用降低混炼的转速、提高排胶温度、延长混炼时间中的一种或多种措施，直到流动性指数回到标准范围内；流动性指数检测结果较低时，采用提高混炼的转速、降低排胶温度、缩短混炼时间中的一种或多种措施，直到流动性回到标准范围内；所述胶料的流动性指数是指胶料试样在一定时间内，在恒定的温度和压力下，从特定的模具中挤出的体积的量占磨具体积的百分比；所述温度、压力、时间都是在测试前选定的；所述流动性指数标准值是本领域技术人员预先根据胶料的配方和性能要求实验性的总结出的最佳流动性指数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述模具是圆筒形，圆筒直径是1-10cm，优选是5-8cm；圆筒的高度是5-10cm，优选是7-8cm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述流动性指数测定过程中的温度是胶料混炼温度，压力是1-5MPa。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述流动性指数测定过程中的测定时间是30-60s。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述胶料是天然胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述胶料流动性分析仪是VMA1000型胶料流动性分析仪。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述胶料是天然橡胶与顺丁胶按照1-10：1的比例混合。
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