CN105504563B

CN105504563B - 用于电镀锌机组镀槽的沉没胶辊的胶料以及其胶辊的制造方法

Info

Publication number: CN105504563B
Application number: CN201410494729.9A
Authority: CN
Inventors: 黄胜标; 吴润生; 黄才根; 徐成; 汤文杰; 陈俊; 戎启虎; 何红亮; 牟战旗; 贾卫国
Original assignee: Nanjing Jinsanli Rubber & Plastic Co Ltd; Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Jinsanli Rubber & Plastic Co Ltd; Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2018-01-30
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: CN105504563A

Abstract

本发明公开了一种用于电镀锌机组镀槽用高耐磨高浸润性沉没辊胶辊及其制造方法，本发明的胶辊所用胶料包括如下重量百分比的组分：合成橡胶48.0～52.0％，炭黑25.5～30.3％，二辛酯1.5～2.5％，齐聚酯2.5～2.9％，增粘剂1.5～2.3％，无机填料5.4～10.6％，硫化剂DCP 2.29～3.0％，硫黄0.15～0.31％，促进剂NOBS 0.15～0.18％，促进剂DM 0.10～0.20％；其制备步骤为：胶料混炼；缠绕包胶；硫化罐硫化和车磨加工。本发明在橡胶混炼时使各种材料间达到充分的分散融合，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面粗糙度一致性高，胶辊表面对电镀液能很好地浸润；在电镀液中的耐热耐磨性能优良；使用该种胶辊能短时间内使得辊面胶体得到良好磨合，减少或消除初始加工辊面导致的电镀表面斑迹，使得钢板表面质量优良，满足了高端用户对钢板表面质量的要求。

Description

用于电镀锌机组镀槽的沉没胶辊的胶料以及其胶辊的制造方法

技术领域

本发明涉及一种沉没胶辊及其制造方法，更具体地说，涉及一种电镀锌钢板生产时用于将钢带转向并浸入电镀液中的胶辊，该胶辊需要在电镀液中耐磨、耐温以及在此工况条件下长时间使用(至少6个月间)，更为重要的是新胶辊或修磨后的胶辊胶体具有良好的镀液浸润性，上机后，可在较短时间内有效消除由于辊面胶体层摩擦锌层而导致的表面斑迹缺陷，大大提升生产效率和产品表面质量。

背景技术

随着汽车工业的快速发展和家庭用电器的普及，高表面质量的电镀锌钢板被广泛应用。在重力法电镀锌工艺中，电镀时上表面镀过锌的带钢通过镀槽沉没辊进行转向，进入下道pass的电镀，带钢成U字形状包在沉没胶辊上，并跟随胶辊一起转动。电镀液的浓度为5％H₂SO₄以及其他成分，温度50～60℃。一般新胶辊或修磨后的胶辊在此工况条件下上机，机组开机生产耐指纹钢板时，与胶辊接触的钢板表面会出现不规则斑迹缺陷，严重影响钢板表面质量；这种情况至少存在3～7天左右钢板表面的斑迹才慢慢消失，影响机组生产效率。

为了机组开机就能生产出合格的耐指纹钢板，从配方开发、生产工艺上进行突破，做到辊面硬度均匀一致(80±3邵氏A)、辊面粗糙度均匀一致(1.0±0.1μm)；胶辊表面橡胶对电镀液的浸润性好；胶料耐电镀液性能变化小，胶料耐磨性能优良；胶辊面外观无包胶纹路、无微孔、微颗粒等缺陷，且胶辊内部硬度和材质分布均匀一致、无缺陷。

发明内容

本发明针对现用电镀锌机组镀槽沉浸胶辊存在的：a、由于沉没辊引起的钢板表面斑迹问题；b、耐磨性不良；c、耐镀液老化性不良等问题，从配方设计、包胶工艺、硫化工艺、车磨工艺等方面出发，提供了一种电镀锌生产线用镀槽胶辊及其制造方法，本发明提供的技术方案解决了上述问题，满足了宝钢冷轧厂公司对镀槽沉浸胶辊的使用要求。

一种用于电镀锌机组镀槽的高耐磨高浸润性沉没胶辊的胶料，其包括按重量百分数计的如下组分：

作为优选方案，所述的合成橡胶采用海伯隆橡胶，所述的炭黑采用高耐磨炭黑。海伯隆橡胶即(氯磺化聚乙烯橡胶)的耐酸性能优良，同时具有优良的耐热水老化性能，各种力学性能优良赋予优良的耐磨性能。另外硅藻土，炭黑在该胶种易于分散，避免了炭黑分散不均匀造成胶料性能差异和加工后辊面出现包胶纹路，确保了每种材料进行充分的融和、分散。无机填料能增加橡胶表面对液体的浸润性，使得表面橡胶对电镀液有浸润性。

一种利用本所述的胶料制造用于电镀锌机组的高耐磨高浸润性沉没胶辊的方法，其包括如下步骤：

A)将橡胶按照配比在30～40℃下塑炼60～70s后，加入橡胶用增粘树脂、炭黑、硅藻土，在70～80℃下混炼40～50s，加入二辛酯、齐聚酯，在90～100℃下密炼90～100s后提栓，提栓140～150s后，在100～120℃下排胶，得到混炼母胶；

B)将所述混炼母胶停放24h后，包覆于开炼机的辊筒上，待包覆在辊筒表面的混炼母胶光滑平整后，加入硫磺、促进剂DM、促进剂NOBS、硫化剂DCP，待上述组分全部混入母胶后，开刀翻炼，得到胶料，备用；

C)将所述胶料喂入螺杆机出机中，在90～100℃下挤出厚度为4～6mm的胶片，待所述胶片均匀一致后，将胶片逐层缠绕在一金属辊芯上进行包胶，直到包胶单边厚度为26～27mm，包胶完毕后，在胶面上缠绕尼龙水布，得到胶辊；

D)将所述胶辊在4.5～5个大气压的压力下，于80～90℃保温1h后升温至90～100℃，保温1h后，继续升温至120～130℃，保温1h，最后升温至150～155℃，保温6h，得到硫化完毕的胶辊；

E)将所述硫化完毕的胶辊自然冷却到室温后，先在车床上进行粗加工，再转移到震荡磨床上用震荡磨头，采用外圆湿磨的方式进行精加工，得到产品。

作为优选方案，步骤C)中，将胶料喂入螺杆挤出机之前，先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50℃、60℃和50℃；包胶过程中控制挤出薄胶片温度≤95℃。

本发明具有如下显著效果：

1、本发明的一种电镀锌机组镀槽用高耐磨高浸润性沉没辊胶辊，该配方具有优良的耐热电镀液性能，同时备有很好的耐磨性能，承受钢板长时间摩擦而胶辊表面无较大变化，不会影响钢板质量；

2、本发明的一种电镀锌机组镀槽沉浸胶辊表面橡胶对电镀液有较好的浸润性，使用该胶辊生产的耐指纹电镀锌钢板表面不会产生由于沉没辊辊面引起的斑迹质量缺陷。

3、本发明的一种电镀锌机组镀槽沉浸胶辊的制造方法，螺杆挤出机采用薄片形口型，降低了挤出过程中胶片断面不同位置受到阻力的差异性，使挤出胶片材料分布均匀，胶片包胶过程中层与层之间粘合性好、材料分一致；

4、本发明的一种电镀锌机组镀槽沉浸胶辊的制造方法，采用阶梯逐步升温、保温长时间硫化的方式，胶辊内部和表面硫化程度均匀一致，材料性能一致；补充压缩空气，保证了硫化罐内有足够的压力，增大了胶层与胶层以及胶层与辊芯之间的粘结强度，橡胶硫化过程中产生的小分子气体缓慢的排出胶料内部，防止胶层出现气孔；

5、本发明的一种电镀锌机组镀槽沉浸胶辊及其制造方法，从配方开发、生产工艺上进行突破，在橡胶混炼时使各种材料间达到充分的分散融合，可以消除辊面的包胶纹路色差，胶辊内外硬度(辊面硬度77～83邵氏A)、材料分布一致性高，辊面粗糙度一致性高(辊面粗糙度1.0±0.1μm)，满足了电镀锌机组对胶辊的使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。

本发明中的用于电镀锌机组耐碱沉浸胶辊，其规格为D10160×D976×1800。

本发明中，氯磺化聚乙烯橡胶为TS-530，填充补强材料炭黑是卡博特高耐磨炭黑，牌号是N330，无机填料为上海品盛的硅藻土，齐聚酯西安有机化工厂产液体橡胶交联剂，增粘剂是DOG公司产501树脂，硫化剂DCP是太仓塑料助剂厂产架桥剂，硫黄是安庆市化工助剂厂产200目硫黄粉，促进剂DM山东邹平开元化工石材有限公司产2、2'-二硫代二苯并噻唑，促进剂NOBS是河南省开仑化工有限责任公司产N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺。

表1

材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
				氯磺化聚乙烯橡胶	51.5％	51.0％	51.8％
炭黑	28.57％	30％	29.2％
				二辛酯	2.4％	2.5％	2.5％
齐聚酯	2.4％	2.5％	2.5％
				增粘剂	2.3％	2.3％	2.3％
硅藻土	10％	8.8％	8.9％
				硫化剂DCP	2.3％	2.3％	2.2％
硫黄	0.25％	0.30％	0.30％
				促进剂NOBS	0.15％	0.15％	0.15％

促进剂DM

0.13％

0.15％

实施例1：

一、按表1中的配方配料，将海伯隆橡胶置于密炼机中，在30～40℃下塑炼70s，然后加入增粘剂、炭黑和硅藻土后，在70～80℃下混炼50s，再加入二辛酯、齐聚酯，在90～100℃下密炼100s后提栓，125s后，在115℃下排胶，得到混炼母胶；

二、将混炼母胶停放24h后进行二段加硫，将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后加入硫黄、促进剂NOBS、促进剂DM、硫化剂DCP，待上述组分全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料打2个三角包和3个卷后出条待用；

三、缠绕包胶：先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50℃、60℃和50℃，然后将步骤二中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机，该螺杆挤出机的口型为4～5mm厚度的薄片形，此种口型降低了挤出过程中胶片断面不同位置受到阻力的差异性，使挤出胶片材料分布均匀，胶片包胶过程中层与层之间粘合性好、材料分散一致，通过薄片形口型挤出厚度为2mm的薄胶片，待薄胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片逐层缠绕包在已经过辊芯喷砂—汽油清洗(干燥)—涂刷胶粘剂—干燥预处理的金属辊芯上，直到包胶单边厚度达到26mm，包胶过程中控制挤出薄胶片温度≤95℃，包胶完毕，在胶面上缠绕6层尼龙水布；

四、硫化罐硫化：将步骤三中包胶完毕的胶辊送入硫化罐，关闭罐门后，往硫化罐中通入蒸汽并采用阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化的方式进行硫化，采用此种方式能够使得胶辊内部和表面硫化程度均匀一致，材料性能一致。本实施例中具体加热硫化程序为：首先升温到85℃，在85℃保温2h；再升温到100℃，在100℃保温1h；再升温到120℃，在120℃保温1h；再升温到150～155℃，在150～155℃保温5h。通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在0.5h内达到0.45MPa；且整个加热硫化过程硫化罐内压力均保持4.50.45MPa。

此处值得说明的是，一般的硫化工艺，短时间内(0.5h)硫化罐内达到硫化温度，胶辊表面橡胶已开始硫化，由于橡胶传热慢，胶辊内部还没达到硫化温度，致使胶辊内部和表面硫化程度不一致，橡胶材料性能差异明显；并且由于罐内压力低，橡胶硫化过程中产生的小分子气体快速扩散出橡胶内部，造成橡胶内部出现气孔。补充压缩空气，保证了硫化罐内有足够的压力，增大了胶层与胶层以及胶层与辊芯之间的粘结强度，橡胶硫化过程中产生的小分子气体缓慢的排出胶料内部，能够防止胶层出现气孔。

五、车磨加工：将步骤四中硫化完毕的胶辊在室内自然冷却到室温，先将该胶辊在车床上进行粗加工至直径1017.2mm，粗糙度1.2μm，再转移到震荡磨床上用震荡磨头，采用外圆湿磨的方式进行精加工，加工至胶辊直径1016±0.1mm，辊面粗糙度0.9±0.1μm。本实施例采用震荡磨头、外圆湿磨的加工方式对粗加工后的辊面进行精加工，使辊面粗糙度高度一致。

实施例2：

四、缠绕包胶：先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50℃、60℃和50℃，然后将步骤二中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机，该螺杆挤出机的口型为4～5mm厚度的薄片形，此种口型降低了挤出过程中胶片断面不同位置受到阻力的差异性，使挤出胶片材料分布均匀，胶片包胶过程中层与层之间粘合性好、材料分散一致，通过薄片形口型挤出厚度为2mm的薄胶片，待薄胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片逐层缠绕包在已经过辊芯喷砂—汽油清洗(干燥)—涂刷胶粘剂—干燥预处理的金属辊芯上，直到包胶单边厚度达到26mm，包胶过程中控制挤出薄胶片温度≤95℃，包胶完毕，在胶面上缠绕6层尼龙水布；

五、硫化罐硫化：将步骤三中包胶完毕的胶辊送入硫化罐，关闭罐门后，往硫化罐中通入蒸汽并采用阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化的方式进行硫化，采用此种方式能够使得胶辊内部和表面硫化程度均匀一致，材料性能一致。本实施例中具体加热硫化程序为：首先升温到85℃，在85℃保温2h；再升温到100℃，在100℃保温1h；再升温到120℃，在120℃保温1h；再升温到150～155℃，在150～155℃保温5h。通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在0.5h内达到0.45MPa；且整个加热硫化过程硫化罐内压力均保持4.50.45MPa。

六、车磨加工：将步骤四中硫化完毕的胶辊在室内自然冷却到室温，先将该胶辊在车床上进行粗加工至直径1017.2mm，粗糙度1.2μm，再转移到震荡磨床上用震荡磨头，采用外圆湿磨的方式进行精加工，加工至胶辊直径1016±0.1mm，辊面粗糙度0.9±0.1μm。本实施例采用震荡磨头、外圆湿磨的加工方式对粗加工后的辊面进行精加工，使辊面粗糙度高度一致。

实施例3：

本发明中各实施例制备所得沉浸胶辊的材料性能测试数据如表2所示。

由表2中的数据可知，本发明具有如下显著效果：

表2

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种用于电镀锌机组镀槽的高耐磨高浸润性沉没胶辊的胶料，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：

所述的合成橡胶采用海伯隆橡胶，所述的炭黑采用高耐磨炭黑。

2.一种利用权利要求1所述的胶料制造用于电镀锌机组的高耐磨高浸润性沉没胶辊的方法，其特征在于，包括如下步骤：

C)将所述胶料喂入螺杆挤出机中，在90～100℃下挤出厚度为4～6mm的胶片，待所述胶片均匀一致后，将胶片逐层缠绕在一金属辊芯上进行包胶，直到包胶单边厚度为26～27mm，包胶完毕后，在胶面上缠绕尼龙水布，得到胶辊；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C)中，将胶料喂入螺杆挤出机之前，先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50℃、60℃和50℃；包胶过程中控制挤出薄胶片温度≤95℃。