CN110480856A - 一种应用在混炼胶a炼环节的分段逆炼工艺 - Google Patents

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Abstract

一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺，属于橡胶领域。本发明涉及的混炼工艺首先将氧化锌、硬脂酸、防老剂、碳黑N330或N550、碳黑N774、增塑剂和分散流动剂充分混合，然后加入橡胶生胶逆炼后静置，最后再将胶料进行两次混炼得到终产品。本发明生产高硬度高刚度混炼胶的同时可以减少混炼时间，具有优良的节能效果。

Description

一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺
技术领域
一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺，属于橡胶领域。
背景技术
为了提高橡胶产品使用性能、改进工艺及降低成本，必须要在生橡胶中加入各种配合剂。在炼胶机中将各种配合剂加入生橡胶中制成混炼胶的过程称为混炼，它是橡胶生产最重要的基本工艺之一。
近年来，为了提高混炼效率，提高混炼胶质量，并减少能耗，对混炼过程中橡胶的物理化学特征、流变学原理、和混炼设备进行了深入的研究，以促进混炼工艺的不断发展。
在整个橡胶加工过程中，混炼是最容易产生质量波动的工序之一。混炼不好，胶料会出现配合剂分散不均，胶料可塑度或高或低，甚至焦烧、喷霜等现象，导致橡胶产品性能下降。为此混炼胶必须注意以下几个要点：
1、使配合剂完全均匀的分散在橡胶中，使胶料性能到达均一。
2、是配合剂达到一定的分散度，形成结合橡胶，是胶料有良好的物料机械性能。
3、是胶料达到一定的可塑度，方便后续加工过程。
混炼胶分为A炼和B炼两个环节，A炼时温度会达到120-140摄氏度；B炼环节要加入硫化剂，如果温度高于100摄氏度会造成早期硫化(焦烧)，所以温度必须在100摄氏度以下。A炼和B炼的工艺完全不同，分段逆炼法只能适合A炼环节，不能适合B炼环节
现有技术中，是把生胶、填料、增塑剂一起投入炼胶机械中，使用转子剪切力进行混炼。但是在高硬度高性能混炼胶生产过程中，由于填料多，增塑剂少，一次性混炼生产很难达到分散均匀的效果，同时由于需要尽可能的混炼均匀，又会造成混炼时间过长，混炼胶的特殊性能不能满足要求。
发明内容
针对上述不足，本发明提供分段逆炼工艺可以有效的解决混炼生产中各成分分散不均的问题。
本发明解决技术问题采用的混炼工艺步骤如下：
S1.预先把氧化锌1000～1305份，硬脂酸180～262份，防老剂450～725份，碳黑N330或N55015000～26070份，碳黑N77412000～15070份，增塑剂2600～6150份，分散流动剂58～105份投入到密炼机(大连第二橡塑机械有限公司)中(此时不能加入橡胶生胶)，10～80摄氏度搅动120～170秒，使填料和增塑剂充分接触；
S2.然后投入橡胶生胶18000～26050份，(这与现有技术把生胶、填料、增塑剂同时投入密炼机的方法不同，称为逆炼法)70～120摄氏度高速逆炼100～160秒，转子转速达到58转/分钟(通常方法是转子转速28-30转/分钟)，待生胶把浸润好的填料和增塑剂完全包裹住，把胶料倒出到周转箱内，停放2.5～6小时；
S3.胶料重新投入密炼机中，使用转子43转/分钟的速度10～100摄氏度进行混炼，混炼100～200秒后胶料取出，再停放2～3.5小时；然后重新投入密炼机中，使用转子转速32转/分钟10～80摄氏度混炼90～130秒，把胶料取出，混炼过程结束。
进一步的，氧化锌、硬脂酸、防老剂、碳黑N330或N550、碳黑N774为填料。
原理：本发明通过逆炼法把填料和增塑剂充分搅拌后有足够的接触润滑效果，避免填料形成通常生产方式下很容易形成的基团结合体，使用增塑剂和流动分散剂到达填料避免结团的目的；然后使用高转速的方法，使生胶在没有被过度塑炼的情况下迅速与填料进行结合，给予很大的压力，形成初步的结合橡胶(在微观显微镜下观察结构是初步结合橡胶结构)，然后为了避免高温下继续混炼导致的橡胶本身发生断链过程，把胶料取出停放，一方面使长分子链的橡胶再次形成卷曲形状，一方面给填料、增塑剂和橡胶间形成充分浸润结合的过程；然后再次进行混炼，压迫填料进入橡胶结构中，同时形成良好的分散效果，然后再次停放，原理同上；最后一次把混炼胶各部分调整均匀，达到良好的分散均匀性。
有益效果：本发明的逆炼方法生产高硬度高刚度混炼胶，可以避免通常混炼方法下，形成的填料集团结构，使填料可以充分均匀的散布在橡胶中，同时给予一定强度的压力，使填料挤迫入橡胶中形成结合橡胶，并通过分段混炼的方式，避免橡胶大分子链破裂过度，降低刚度，满足产品需要；同时分段混炼给予填料、增塑剂、橡胶充分的结合浸润时间，可以很好的形成表面结合亲力，共价螯合结构，避免了一次混炼过程浸润时间不足导致的橡胶性能下降。此方法生产的A炼混炼胶，可以达到5μm以下的填料分散程度，静刚度增加23.7％，动刚度增加31.6％，达到了良好的分散程度，提高了混炼胶质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
分段法逆炼A炼胶也可以实施在其它主体橡胶胶种。
实施例1
预先把氧化锌(牌号大连金石集团)1000克；硬脂酸(牌号国产通用)220克；防老剂MB(牌号莱茵化学公司)720克；碳黑(牌号欧力隆工程碳有限公司N550)18000克；碳黑(牌号德国欧力隆N774)15000克；增塑剂(牌号德国汉圣石蜡油1968A)6100克；分散流动剂(德国斯科特公司WB-222)58克；投入到70L密炼机(大连第二橡塑机械有限公司)中，80摄氏度搅动170秒，使填料和增塑剂充分接触，然后投入三元乙丙橡胶生胶(牌号中石化三井公司3072EM)26000克；然后110摄氏度逆炼100秒，转子转速达到58转/分钟，待生胶把浸润好的填料和增塑剂完全包裹住，把胶料倒出到周转箱内，停放5小时，然后重新投入密炼机中，使用转子43转/分钟的速度100摄氏度进行混炼，混炼150秒后胶料取出，再停放2小时；然后重新投入密炼机中，使用转子转速32转/分钟80摄氏度混炼100秒，把胶料取出，混炼过程结束。
混炼结果与传统工艺相比，节省混炼时间100～150秒，拉伸强度提高2～5兆帕，回弹性提高10％～20％。
实施例2
预先把氧化锌(牌号大连金石集团)1005克；硬脂酸(牌号国产通用)180克；防老剂RD(牌号日本大内新兴公司)450克；碳黑(牌号卡博特N550)15000克；碳黑(牌号卡博特碳黑N774)12000克；增塑剂(牌号美国HALLSTAR公司芳烃油)4500克；分散流动剂(牌号日本大内新兴公司K-1)105克；投入到55L密炼机(大连云山机械有限公司)中，10摄氏度搅动140秒，使填料和增塑剂充分接触，丁苯橡胶生胶(牌号中国石油大庆分公司1500E)18000克；然后120摄氏度高速逆炼120秒，转子转速达到58转/分钟，待生胶把浸润好的填料和增塑剂完全包裹住，把胶料倒出到周转箱内，停放2.5小时，然后重新投入密炼机中，使用转子43转/分钟的速度100摄氏度进行混炼，混炼200秒后胶料取出，再停放3小时；然后重新投入密炼机中，使用转子转速32转/分钟70摄氏度混炼90秒，把胶料取出，混炼过程结束。
混炼结果与传统工艺相比，节省混炼时间150～230秒，拉伸强度提高1～3兆帕，回弹性提高25％～35％。
实施例3
预先把氧化锌(牌号日本井上石灰公司L-20)1305克；硬脂酸(牌号国产通用)262克；防老剂4010Na(牌号中国石化集团南京化学工业有限公司)520克；碳黑(牌号日本东海N330)26070克；碳黑(牌号德国欧力隆N774)13070克；增塑剂(牌号日本ADK公司RS-107)2600克；分散流动剂(德国斯科特公司WB-222)58克；投入到70L密炼机(大连第二橡塑机械有限公司)中(此时不能加入丁腈橡胶生胶)，10摄氏度搅动120秒，使填料和增塑剂充分接触，然后投入丁腈橡胶生胶(牌号日本JSR公司N230S)26000克，(这与通常把生胶、填料、增塑剂同时投入密炼机的方法不同，称为逆炼法)；然后70摄氏度高速逆炼160秒，转子转速达到58转/分钟(通常方法是转子转速28-30转/分钟)，待生胶把浸润好的填料和增塑剂完全包裹住，把胶料倒出到周转箱内，停放6小时，然后重新投入密炼机中，使用转子43转/分钟的速度20摄氏度进行混炼，混炼100秒后胶料取出，再停放2小时；然后重新投入密炼机中，使用转子转速32转/分钟10摄氏度混炼130秒，把胶料取出，混炼过程结束。
上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (4)

1.一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺，其特征在于，该工艺步骤如下：S1预先把氧化锌1000～1305份，硬脂酸180～262份，防老剂450～725份，碳黑N330或N55015000～26070份，碳黑N77412000～15070份，增塑剂2600～6150份，分散流动剂58～105份投入到密炼机中，开机搅动120～170秒；
S2.然后投入橡胶生胶18000～26050份，逆炼100～160秒，转子转速达到58转/分钟，待生胶把浸润好的填料和增塑剂完全包裹住，把胶料倒出到周转箱内，停放2.5～6小时；
S3.胶料重新投入密炼机中，使用转子43转/分钟的速度进行混炼，混炼100～200秒后胶料取出，再停放2～3.5小时；然后重新投入密炼机中，使用转子转速32转/分钟混炼90～130秒，把胶料取出，混炼过程结束。
2.根据权利要求1所述的一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺，其特征在于，步骤S1中的搅动温度为10～80摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺，其特征在于，步骤S2中的逆炼温度为70～120摄氏度。
4.根据权利要求1所述的一种应用在混炼胶A炼环节的分段逆炼工艺，其特征在于，步骤S3中转速为43转/分钟的混炼温度为10～100摄氏度，转速为32转/分钟的混炼温度为10～80摄氏度。
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