CN105623113B - 一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，属于橡胶辊技术领域。本发明的橡胶辊胶料各组分及重量份数为：乙丙橡胶100份，快压出炭黑50‑80份，增塑剂10‑20份，纳米活性氧化锌3‑5份，防老剂2‑6份，交联剂6‑10份，助交联剂2‑10份，增粘树脂3‑8份，分散流动剂2‑5份，短纤维2‑10份；本发明橡胶辊的制备步骤为：胶料制备、缠绕包胶、硫化罐硫化和车磨加工。本发明的胶料强度高、回弹性高、耐高温性好、压缩永久变形小，采用该胶料的胶辊耐高温、耐酸碱腐蚀性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面加工精度高，寿命是现有耐高温橡胶辊的1倍以上，大大延长了橡胶辊的使用寿命。

Description

一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法

技术领域

本发明属于橡胶辊技术领域，涉及一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，更具体地说，涉及一种用于冶金、有色金属加工、化纤印染、造纸等要求在高温或高温高腐蚀环境下使用的耐高温橡胶辊。

背景技术

橡胶辊是一种以金属或其他材料为芯，外覆橡胶经硫化而制成的辊状制品。随着冶金、有色金属加工、化纤、造纸等行业的快速发展，其产线提速、高温工位温度的提高，对在高温、高湿及强腐蚀性介质工位使用的耐高温橡胶辊也提出了越来越高的要求。耐高温橡胶辊工作时温度的升高来源于两个方面：一方面是工作环境温度高；另一方面，胶辊高速运转时辊面摩擦生热及胶层周期性变形的内生热。对于耐高温橡胶辊，往往采用氢化丁腈橡胶、氟橡胶，甚至硅橡胶等耐高温性好的橡胶材料，但这些橡胶材料由于价格高、或加工性能差，或材料物理机械性能差等因素限制了这些材料的推广使用。

目前，耐高温橡胶辊在使用过程中常常发生热氧老化破坏现象。橡胶热氧老化是指橡胶在高温环境下，与空气中的氧接触，发生交联反应，橡胶硬度逐步升高，表面出现无规则裂纹，随时间延长，裂纹逐渐扩大，进而失去使用价值。如图1所示，即为现有橡胶辊胶料表面发生热氧老化破坏现象的放大示意图。因此开发价格合理、工艺性能好、物理机械性能好的耐高温橡胶辊材料是目前亟待解决的问题。

经检索，专利申请号为：200710114412.8，申请日为：2007年11月9日的专利文献，公开了一种钢铁薄板轧制板型辊加工工艺，该加工工艺如下：A.通过将氢化丁腈橡胶、酚醛树脂、高苯乙烯树脂、白炭黑、纳米氧化锌及纳米碳酸钙、硫化剂、防老剂、硬脂酸、软化剂MESAMOLL、有机着色剂加工成覆面材料以备用；B.对钢铁薄板轧制板型辊辊芯表面进行处理；C.将覆面材料压延成片状，并将其裁成胶条，采用缠绕成型将胶条覆面材料包覆在处理后的钢铁薄板轧制板型辊辊芯上；D.将钢铁薄板轧制板型辊用聚酯布缠绕后放置在硫化罐内，通入压缩空气对其进行加压、硫化；E.钢铁薄板轧制板型辊覆面材料硫化后经过冷却，车磨加工后即为成品。该专利采用氢化丁腈橡胶生产用于冶金行业的板型辊，一方面价格高，氢化丁腈橡胶材料价格是一般橡胶材料的10倍左右；另一方面，氢化丁腈橡胶材料在高温条件下使用时硬度升高较快，进而辊面出现常见的热老化现象，导致辊面出现无规则裂纹，随时间推移，裂纹逐渐扩大，继而失去使用功能。因而氢化丁腈橡胶辊也难以推广到其他耐高温的场所使用，尤其是无法在含有强腐蚀性酸碱介质的高温场所使用。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有耐高温橡胶辊在使用中会发生橡胶热氧老化破坏现象的问题，本发明提供一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，在胶料中添加呈无规则分布的短纤维，当橡胶由于发生热氧老化，表面出现无规则裂纹过程中，短纤维能阻止裂纹的产生和逐渐扩大，增强了胶料耐高温性能，大大延长了橡胶辊的使用寿命。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其各组成成分及重量份数为：

进一步地，所述的乙丙橡胶为第三单体含量为1.2％的三元乙丙橡胶。

进一步地，所述的增塑剂为PW-380石蜡油，交联剂为过氧化二异丙苯，助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯。

进一步地，所述的防老剂由重量份数为1-3份的防老剂445和1-3份的防老剂ZMB2/C-5组成。

进一步地，所述的短纤维由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成。

一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法，其步骤为：

首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120-140s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘树脂、纳米活性氧化锌混炼70-90s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼100-120s后提栓90-100s，混炼温度达到130-140℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打2-3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料；其中，上述各组份的重量份数为：乙丙橡胶100份，快压出炭黑50-80份，增塑剂10-20份，纳米活性氧化锌3-5份，防老剂2-6份，交联剂6-10份，助交联剂2-10份，分散流动剂2-5份，短纤维2-10份，增粘树脂3-8份。

一种短纤维增强耐高温橡胶辊，包括胶料；所述的胶料采用上述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法制成。

一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，其步骤为：

A)缠绕包胶：将采用一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为2.0-4.0mm、宽度为60-70mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到规定厚度，然后在胶面上缠绕尼龙水布2-3层，得到包胶完毕的胶辊；

B)硫化罐硫化：将步骤A)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进行硫化，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4.5-5大气压；硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度低于60℃或与室温相当时，将胶辊拉出；

C)车磨加工：将步骤B)中得到的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工。

进一步地，所述的步骤A)中胶料喂入螺杆挤出机前，需将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到50-60℃、60-70℃和50-60℃；在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。

进一步地，所述的步骤B)中的硫化程序为：首先升温到70-80℃，保温2h；再升温到100-110℃，保温0.5h；再升温到120-130℃，保温0.5h；再升温到135-140℃，保温8-10h。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料中添加了短纤维，短纤维在胶料中呈无规则分布，当橡胶由于发生热氧老化，表面出现无规则裂纹过程中，短纤维能阻止裂纹的产生和逐渐扩大，该胶料强度高、回弹性高、耐高温性好、压缩永久变形小，采用该胶料的胶辊耐高温、耐酸碱腐蚀性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面加工精度高，经过长时间的耐高温工位试用，使用寿命是现有耐高温橡胶辊的1倍以上，大大延长了橡胶辊的使用寿命；

(2)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，采用价格相对低廉且耐高温性好、使用普遍的乙丙橡胶作为生胶，提高了胶辊胶料耐高温性、耐酸碱介质腐蚀，延长胶辊的使用寿命，具有优越的价格竞争力，可推广到多工位的耐高温场所使用；

(3)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，乙丙橡胶为第三单体含量为1.2％的三元乙丙橡胶，橡胶中第三单体含量少，耐高温性好，同时选用PW-380石蜡油作为增塑剂，挥发性低，耐高温性好，既改善了材料的加工性，又保证了产品使用时的耐高温性；

(3)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，将每种材料依次投入密炼机进行混炼，确保了每种材料进行充分的融和、分散，采用螺杆挤出机和缠绕包胶机将挤出胶片逐层缠绕包在金属辊芯上，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；

(4)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，胶辊在硫化罐内硫化的方式为：首先升温到70-80℃，保温2h；再升温到100-110℃，保温0.5h；再升温到120-130℃，保温0.5h；再升温到135-140℃，保温8-10h；此种硫化方式，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外部，防止胶层出现气孔，胶辊内部无气泡、脱层等问题，提高了胶辊高温条件下的使用寿命；

(5)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，从配方开发和生产工艺进行突破，胶辊耐高温性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，此外，本发明的另一突出的特点在于橡胶辊使用寿命长，其在线使用寿命是同类产品的1倍以上，满足了使用要求的同时降低了生产成本。

附图说明

图1为现有橡胶辊胶料表面发生热氧老化破坏现象的放大示意图；

图2为本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明型进一步进行描述。

实施例1

本实施例中的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，规格为Φ560×Φ520×1600，其所用胶料各组成成分及重量份数为：

根据配方设计要求，乙丙橡胶是朗盛公司生产的6160D三元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶中第三单体含量为1.2％；快压出炭黑是卡博特生产的快压出炭黑N550；增塑剂是上海锦海特种润滑油厂生产的PW-380石蜡油；纳米活性氧化锌由朗盛公司生产；防老剂由重量份数为1份的防老剂445和1份的防老剂ZMB2/C-5组成，它们分别由江苏华达化工集团有限公司和朗盛公司生产；交联剂为过氧化二异丙苯，由阿克苏公司生产；助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯，由沙多玛公司生产；分散流动剂为WB42，由嘉拓公司生产；短纤维为莱茵公司生产的P91-40/EPDM，其由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成；增粘树脂为Koresin，由BASF公司生产。

采用上述组分及其重量份数的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其制备方法如下：

首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼130s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘树脂、纳米活性氧化锌混炼80s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼110s后提栓95s，混炼温度达到135℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打2个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料，得到的胶料结构如图2所示。

本实施例的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，其制备方法如下：

A)缠绕包胶：先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到50℃、65℃和60℃，再将上述制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为2.0mm、宽度为60mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到25mm，然后在胶面上缠绕尼龙水布2层，得到包胶完毕的胶辊。本步骤中，在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。采用螺杆挤出机和缠绕包胶机将挤出胶片逐层缠绕包在金属辊芯上，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。

B)硫化罐硫化：将步骤A)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进行硫化。在本实施例中具体的硫化程序为：首先升温到75℃，保温2h；再升温到105℃，保温0.5h；再升温到125℃，保温0.5h；再升温到138℃，保温9h。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4.5大气压。硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度低于60℃时，将胶辊拉出。

C)车磨加工：将步骤B)中冷却至室温的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工，使得辊面粗糙度≤3.2。

完成上述步骤后，对胶辊进行外观、尺寸、硬度的检验。所制造的胶辊辊面外观无杂质、无色差、无包胶纹路、层间粘结良好，辊面硬度70-90邵氏A。

本实施例中制备所得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据如表1所示：

表1：实施例1制得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据

实施例2

本实施例中的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，规格为Φ330×Φ290×1900，其所用胶料各组成成分及重量份数为：

根据配方设计要求，乙丙橡胶是朗盛公司生产的6160D三元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶中第三单体含量为1.2％；快压出炭黑是卡博特生产的快压出炭黑N550；增塑剂是上海锦海特种润滑油厂生产的PW-380石蜡油；纳米活性氧化锌由朗盛公司生产；防老剂由重量份数为1份的防老剂445和3份的防老剂ZMB2/C-5组成，它们分别由江苏华达化工集团有限公司和朗盛公司生产；交联剂为过氧化二异丙苯，由阿克苏公司生产；助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯，由沙多玛公司生产；分散流动剂为WB42，由嘉拓公司生产；短纤维为莱茵公司生产的P91-40/EPDM，其由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成；增粘树脂为Koresin，由BASF公司生产。

采用上述组分及其重量份数的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其制备方法如下：

首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘树脂、纳米活性氧化锌混炼90s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼100s后提栓90s，混炼温度达到130℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条得到胶料，得到的胶料结构如图2所示。

本实施例的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，其制备方法如下：

A)缠绕包胶：先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到55℃、60℃和60℃，再将上述制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为3.0mm、宽度为65mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到27mm，然后在胶面上缠绕尼龙水布3层，得到包胶完毕的胶辊。本步骤中，在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。采用螺杆挤出机和缠绕包胶机将挤出胶片逐层缠绕包在金属辊芯上，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。

B)硫化罐硫化：将步骤A)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进行硫化。在本实施例中具体的硫化程序为：首先升温到70℃，保温2h；再升温到100℃，保温0.5h；再升温到130℃，保温0.5h；再升温到135℃，保温10h。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5大气压。硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度与室温相当时，将胶辊拉出。

C)车磨加工：将步骤B)中冷却至室温的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工，使得辊面粗糙度≤1.6。

完成上述步骤后，对胶辊进行外观、尺寸、硬度的检验。所制造的胶辊辊面外观无杂质、无色差、无包胶纹路、层间粘结良好，辊面硬度70-90邵氏A。

本实施例中制备所得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据如表2所示：

表2：实施例2制得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据

实施例3

本实施例中的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，规格为Φ200×Φ170×1250，其所用胶料各组成成分及重量份数为：

根据配方设计要求，乙丙橡胶是朗盛公司生产的6160D三元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶中第三单体含量为1.2％；快压出炭黑是卡博特生产的快压出炭黑N550；增塑剂是上海锦海特种润滑油厂生产的PW-380石蜡油；纳米活性氧化锌由朗盛公司生产；防老剂由重量份数为3份的防老剂445和1份的防老剂ZMB2/C-5组成，它们分别由江苏华达化工集团有限公司和朗盛公司生产；交联剂为过氧化二异丙苯，由阿克苏公司生产；助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯，由沙多玛公司生产；分散流动剂为WB42，由嘉拓公司生产；短纤维为莱茵公司生产的P91-40/EPDM，其由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成；增粘树脂为Koresin，由BASF公司生产。

采用上述组分及其重量份数的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其制备方法如下：

首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼140s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘树脂、纳米活性氧化锌混炼90s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼120s后提栓100s，混炼温度达到140℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打2个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料，得到的胶料结构如图2所示。

本实施例的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，其制备方法如下：

A)缠绕包胶：先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到60℃、55℃和50℃，再将上述制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为4.0mm、宽度为70mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到20mm，然后在胶面上缠绕尼龙水布2层，得到包胶完毕的胶辊。本步骤中，在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。采用螺杆挤出机和缠绕包胶机将挤出胶片逐层缠绕包在金属辊芯上，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。

B)硫化罐硫化：将步骤A)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进行硫化。在本实施例中具体的硫化程序为：首先升温到70℃，保温2h；再升温到100℃，保温0.5h；再升温到130℃，保温0.5h；再升温到137℃，保温9h。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4.5大气压。硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度低于60℃时，将胶辊拉出。

C)车磨加工：将步骤B)中冷却至室温的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工，使得辊面粗糙度≤1.6。

完成上述步骤后，对胶辊进行外观、尺寸、硬度的检验。所制造的胶辊辊面外观无杂质、无色差、无包胶纹路、层间粘结良好，辊面硬度70-90邵氏A。

本实施例中制备所得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据如表3所示：

表3：实施例3制得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据

实施例4

本实施例中的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，规格为Φ250×Φ225×960，其所用胶料各组成成分及重量份数为：

根据配方设计要求，乙丙橡胶是朗盛公司生产的6160D三元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶中第三单体含量为1.2％；快压出炭黑是卡博特生产的快压出炭黑N550；增塑剂是上海锦海特种润滑油厂生产的PW-380石蜡油；纳米活性氧化锌由朗盛公司生产；防老剂由重量份数为3份的防老剂445和3份的防老剂ZMB2/C-5组成，它们分别由江苏华达化工集团有限公司和朗盛公司生产；交联剂为过氧化二异丙苯，由阿克苏公司生产；助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯，由沙多玛公司生产；分散流动剂为WB42，由嘉拓公司生产；短纤维为莱茵公司生产的P91-40/EPDM，其由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成；增粘树脂为Koresin，由BASF公司生产。

采用上述组分及其重量份数的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其制备方法如下：

首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘树脂、纳米活性氧化锌混炼70s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼110s后提栓95s，混炼温度达到130℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条得到胶料，得到的胶料结构如图2所示。

本实施例的一种短纤维增强耐高温橡胶辊，其制备方法如下：

A)缠绕包胶：先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到60℃、55℃和60℃，再将上述制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为3.0mm、宽度为70mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到18mm，然后在胶面上缠绕尼龙水布3层，得到包胶完毕的胶辊。本步骤中，在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。采用螺杆挤出机和缠绕包胶机将挤出胶片逐层缠绕包在金属辊芯上，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。

B)硫化罐硫化：将步骤A)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进行硫化。在本实施例中具体的硫化程序为：首先升温到72℃，保温2h；再升温到100℃，保温0.5h；再升温到130℃，保温0.5h；再升温到135℃，保温10h。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5大气压。硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度与室温相当时，将胶辊拉出。

C)车磨加工：将步骤B)中冷却至室温的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工，使得辊面粗糙度≤3.2。

完成上述步骤后，对胶辊进行外观、尺寸、硬度的检验。所制造的胶辊辊面外观无杂质、无色差、无包胶纹路、层间粘结良好，辊面硬度70-90邵氏A。

本实施例中制备所得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据如表1所示：

表4：实施例4制得的短纤维增强耐高温橡胶辊胶料性能测试数据

本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，从配方开发和生产工艺进行突破，胶辊耐高温、耐酸碱腐蚀性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面加工精度高，经过长时间的耐高温工位试用，使用寿命是一般耐高温橡胶辊的1倍以上。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其各组成成分及重量份数为：

所述的短纤维由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成；所述的增塑剂为PW-380石蜡油。

2.根据权利要求1所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其特征在于：所述的交联剂为过氧化二异丙苯，助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯。

3.根据权利要求1或2所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其特征在于：所述的防老剂由重量份数为1-3份的防老剂445和1-3份的防老剂ZMB2/C-5组成。

4.一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法，其步骤为：

首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120-140s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘树脂、纳米活性氧化锌混炼70-90s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼100-120s后提栓90-100s，混炼温度达到130-140℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打2-3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料；

其中，上述各组份的重量份数为：第三单体含量为1.2％的三元乙丙橡胶100份，快压出炭黑50-80份，增塑剂10-20份，纳米活性氧化锌3-5份，防老剂2-6份，交联剂6-10份，助交联剂2-10份，分散流动剂2-5份，短纤维2-10份，增粘树脂3-8份；所述的短纤维由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成；所述的增塑剂为PW-380石蜡油。

5.一种短纤维增强耐高温橡胶辊，包括胶料，其特征在于：所述的胶料采用权利要求4中的方法制成。

6.一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，其步骤为：

A)缠绕包胶：将权利要求4制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为2.0-4.0mm、宽度为60-70mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到规定厚度，然后在胶面上缠绕尼龙水布2-3层，得到包胶完毕的胶辊；

B)硫化罐硫化：将步骤A)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进行硫化，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4.5-5大气压；硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度低于60℃或与室温相当时，将胶辊拉出；

C)车磨加工：将步骤B)中得到的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工。

7.根据权利要求6所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，其特征在于：所述的步骤A)中胶料喂入螺杆挤出机前，需将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到50-60℃、60-70℃和50-60℃；在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。

8.根据权利要求6所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，其特征在于：所述的步骤B)中的硫化程序为：首先升温到70-80℃，保温2h；再升温到100-110℃，保温0.5h；再升温到120-130℃，保温0.5h；再升温到135-140℃，保温8-10h。