CN113085045B - 一种自润滑硅胶的制备工艺及其加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硅胶生产技术领域,尤其涉及一种自润滑硅胶的制备工艺及其加工设备。该工艺具体包括以下步骤,步骤Ⅰ:混炼胶Ⅰ的制备;将一定重量分数的硅胶生胶、白炭黑以及羟基硅油依次投入混炼设备中进行混炼,后下料排出混炼胶Ⅰ,并放置24h以上;步骤Ⅱ:混炼胶Ⅱ的制备;称取一定重量分数的混炼胶Ⅰ、白炭黑以及苯基硅油依次投入混炼设备中进行反炼,后排出混炼胶Ⅱ;步骤Ⅲ:硫化、压出;将半成品自润滑硅胶送入压出机中硫化并压出;步骤Ⅳ:打包;将硫化成型的产品进行打包、存储。采用二次加油的方式进行炼胶,使得混炼胶能最大化的吃进更多的硅油,使其产品在硫化后不断的自动渗出硅油,进而降低了其表面摩擦系数,达到了自润滑的作用。
Description
技术领域
本发明属于硅胶生产技术领域,尤其涉及一种自润滑硅胶的制备工艺及其加工设备。
背景技术
对于电动工具密封制品而言,耐热是最基本的材料性能要求,另外其自身的摩擦生热亦是需要客服的难题和前提,因此低摩擦系数高耐热的材料就是最理想选择。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的技术问题,提供一种自润滑硅胶的制备工艺,通过增油自润滑的工艺来降低制品表面的摩擦系数,从而改善密封制品的密封性能;另外,还提供一种加工设备以用于混炼硅胶,以提高混炼速度。
本发明的目的是这样实现的: 一方面,提供一种自润滑硅胶的制备工艺,其特征在于:具体包括以下步骤,
步骤Ⅰ:混炼胶Ⅰ的制备;将一定重量分数的硅胶生胶、白炭黑以及羟基硅油依次投入混炼设备中进行混炼,后下料排出混炼胶Ⅰ,并放置24h以上;
步骤Ⅱ:混炼胶Ⅱ的制备;称取一定重量分数的混炼胶Ⅰ、白炭黑以及苯基硅油依次投入混炼设备中进行反炼,后排出混炼胶Ⅱ;
步骤Ⅲ:硫化、压出;将半成品自润滑硅胶送入压出机中硫化并压出;
步骤Ⅳ:打包;将硫化成型的产品进行打包、存储。
本发明进一步设置为:所述混炼胶Ⅰ的组分按质量百分比计,硅胶生胶100份、白炭黑50份以及羟基硅油6份。
本发明进一步设置为:所述混炼胶Ⅱ的组分按质量百分比计,混炼胶Ⅰ100份、白炭黑0.8份以及苯基硅油5.6份。
另一方面,本发明还提供一种加工设备,所述加工设备用于制备混炼胶Ⅰ、混炼胶Ⅱ,所述加工设备包括
机体;
密炼室,设置于机体内,所述密炼室内具有两个相对回转的转子,由两个转子对胶料进行捏炼;
投料装置,机体侧端开设有连通密炼室的开口,所述投料装置通过该开口向密炼室投料;
压料装置,设置于所述密炼室上方,将投放的胶料向下压向两所述转子,所述压料装置包括竖直设置的上顶栓以及用于驱动上顶栓上下移动的动力装置;
所述机体底部开设有连通密炼室的通道,该通道形成排料通道,所述排料通道内有竖直设置的下顶栓,所述密炼室内壁、上顶栓以及下顶栓所围成的腔室为对胶料进行混炼的混炼腔室。
本发明进一步设置为:所述开口具有投放硅胶生胶的第一投放口、投放粉体的第二投放口以及投放液体的第三投放口;所述投料装置包括
第一投放装置,向所述第一投放口进行投料;所述第一投放装置包括第一料仓以及物料通道,所述物料通道倾斜设置,且其低的一端与所述第一投放口相连通,所述第一料仓的下端口正对向所述物料通道高的一端;
第二投放装置,向所述第二投放口进行投料;所述第二投放装置包括第二料仓以及螺旋输送器,所述第二料仓的内腔分为上部分的直筒部分的储料腔以及下部分的锥状部分的下料腔,所述下料腔的下端口通过管道连接于所述螺旋输送器的进料口,所述螺旋输送器的出料端通向所述第二投放口;
以及第三投放装置,向所述第三投放口进行投料;所述第三投放装置包括第三料仓以及用于将第三料仓内的液体定量输送至第三投放口的定量输送泵;
所述螺旋输送器倾斜设置,且其出料端位于低的一侧,所述物料通道设置于所述螺旋输送器的上端部。
本发明进一步设置为:所述第一投放装置还包括设置于所述物料通道进料口处的用于将胶料稳定的送入第一投放口的推料器,所述推料器包括推板以及第一液压缸,所述第一液压缸沿所述物料通道的长度方向设置,且其活塞杆端在收缩时位于所述物料通道的进料口处,所述推板设置于所述第一液压缸的活塞杆的端部上。
本发明进一步设置为:所述动力装置包括第二液压缸,所述第二液压缸的活塞杆端竖直朝下设置,所述上顶栓的上端有第一安装槽,所述第二液压缸的活塞杆的端部固定于所述第一安装槽内。
本发明进一步设置为:所述压料装置还包括打实装置,对剪切的胶料进行击打将其夯实;所述上顶栓的内部具有安装腔,所述上顶栓的底部有向上开设的并连通安装腔的第二安装槽,所述打实装置包括压板、导杆、复位弹簧、滑座、永磁铁、电磁铁以及控制器,所述滑座滑动设置于所述安装腔内,所述导杆一端穿过所述第二安装槽后与所述滑座相连,所述压板设置于所述导杆的另一端上,所述复位弹簧套设于所述导杆上,且一端抵紧于所述滑座,另一端抵紧于所述第二安装槽的内端口上,所述滑座背对导杆的一端设置有所述永磁铁,所述电磁铁设置于所述安装腔内壁上,且正对于所述永磁铁,所述控制器用于控制经过所述电磁铁上的电流大小,使其产生与所述永磁铁相斥的磁力,在排斥力作用下,在克服所述复位弹簧的弹力后,所述滑座向远离电磁铁方向移动,并推动所述压板向所述转子靠近,在失去该排斥力或排斥力减小后,所述复位弹簧驱动所述滑座向电磁铁方向靠近,所述压板远离转子。
本发明进一步设置为:所述控制器以一定的频率控制经过所述电磁铁上的电流大小,且所述电磁铁上的电流变化周期与所述转子转动一圈的时间一致。
本发明进一步设置为:在所述压板向所述转子方向移动至最端处时,其中一所述转子上的螺旋棱正对向所述压板。
本发明的有益效果是:
1、本发明采用二次加油的方式进行炼胶,使得混炼胶能最大化的吃进更多的硅油,并根据硅油的溶解关系,使其产品在硫化后不断的自动渗出硅油,进而达到自润滑的作用,达到降低表面摩擦系数的目的。
2、对于硅胶混炼而言,主要胶料有较大的固态的硅胶生胶,粉状的白炭黑,以及液态的硅油(羟基硅油、苯基硅油),为方便投料,对此本发明在机体上开设有第一投放口、第二投放口以及第三投放口,并设置有将硅胶生胶输送至第一投放口的第一投放装置,将粉状的白炭黑输送至第二投放口的第二投放装置,以及将液态的硅油输送至第三投放口的第三投放装置,通过将各胶料分开投放,以便于操作和管理。启动两转子转动,在胶料分别被投放至密炼室内后,动力装置驱动上顶栓下移,将胶料全部压向混炼腔室内,通过两转子将胶料进行捏炼,待一定时间后,将下顶栓下移,以打开排料通道,随后混炼胶通过排料通道排出。
3、对于硅胶混炼而言,现一般都是在两转子的转动下,使混炼腔室不断的变化,进而对胶料反复的进行强烈的剪切和挤压,使胶料产生剪切变形,从而达到强烈的捏炼,为能够进一步提高捏炼效果,对此本发明的压料装置还包括打实装置,对剪切的胶料进行击打将其夯实,由于胶料剪切变形后,发生蓬松,因此,通过打实装置能够快速将该蓬松状态的胶料压实。
附图说明
图1是本发明加工设备的结构示意图;
图2是图1中A处的放大图;
图3是本发明打实装置与转子的运动状态图;
图4是本发明打实装置与转子的运动状态图;
图中附图标记为:1、机体;11、第一投放口;12、第二投放口;13、第三投放口;14、排料通道;15、下顶栓;2、密炼室;21、转子;3、投料装置;31、第一投放装置;311、第一料仓;312、物料通道;313、推板;314、第一液压缸;32、第二投放装置;321、第二料仓;3211、储料腔;3212、下料腔;322、螺旋输送器;33、第三投放装置;331、第三料仓;332、定量输送泵;4、压料装置;41、上顶栓;411、安装腔;412、第二安装槽;42、动力装置;421、第二液压缸;43、打实装置;431、压板;432、导杆;433、复位弹簧;434、滑座;435、永磁铁;436、电磁铁;437、控制器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员能更好地理解本发明中的技术方案,下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
一种自润滑硅胶的制备工艺,其中:具体包括以下步骤,
步骤Ⅰ:混炼胶Ⅰ的制备;按重量百分比计,将100份的硅胶生胶、50份的白炭黑以及6份的羟基硅油依次投入混炼设备中进行混炼,后下料排出混炼胶Ⅰ,并放置24h以上;
步骤Ⅱ:混炼胶Ⅱ的制备;按重量百分比计,将静置的100份的混炼胶Ⅰ、0.8份的白炭黑以及5.6份的苯基硅油依次投入混炼设备中进行反炼,后排出混炼胶Ⅱ;
步骤Ⅲ:硫化、压出;将半成品自润滑硅胶送入压出机中硫化并压出;
步骤Ⅳ:打包;将硫化成型的产品进行打包、存储。
羟基硅油又称二甲基羟基硅油,具有低黏度的特性,能有效地控制硅胶生胶与白碳黑之间的结构化作用,改善硅胶加工性能,因此在一次炼胶中进行添加羟基硅油;二次炼胶也称反炼,能够提升硅胶制品的可塑性、柔软性以及使其表面更为平整,在第二次炼胶中再次加入少量的白炭黑能够提高混炼胶Ⅱ的的拉伸强度以及定伸应力,对于加入苯基硅油而言,通过二次加油的方式进行炼胶,使得混炼胶能够最大化的吃进更多的硅油,苯基硅油作为甲基硅油中部分甲基被苯基取代后的产物,具有热膨胀系数小的特性,可用作润滑油、热交换液的载体,根据硅油的溶解关系,能使混炼胶Ⅱ在硫化后不断的自动渗出硅油,进而达到自润滑的作用,达到降低表面摩擦系数的目的。
现一些混炼设备,还存在着混炼效率低、投放胶料不方便等问题,为此本发明还提供了高度集成的加工设备,不仅能够减少占地面积,而且还能提高混炼效率。
如图1所示,具体包括
机体1;
密炼室2,设置于机体1内,密炼室2内具有两个相对回转的转子21,由两个转子21对胶料进行捏炼;
投料装置3,机体1侧端开设有连通密炼室2的开口,投料装置3通过该开口向密炼室2投料;
压料装置4,设置于密炼室2上方,将投放的胶料向下压向两转子21,压料装置4包括竖直设置的上顶栓41以及用于驱动上顶栓41上下移动的动力装置42;
机体1底部开设有连通密炼室2的通道,该通道形成排料通道14,排料通道14内有竖直设置的下顶栓15,密炼室2内壁、上顶栓41以及下顶栓15所围成的腔室为对胶料进行混炼的混炼腔室。
开口具有投放硅胶生胶的第一投放口11、投放粉体的第二投放口12以及投放液体的第三投放口13;投料装置3包括
第一投放装置31,向第一投放口11进行投料;第一投放装置31包括第一料仓311以及物料通道312,物料通道312倾斜设置,且其低的一端与第一投放口11相连通,第一料仓311的下端口正对向物料通道312高的一端;
第二投放装置32,向第二投放口12进行投料;第二投放装置32包括第二料仓321以及螺旋输送器322,第二料仓321的内腔分为上部分的直筒部分的储料腔3211以及下部分的锥状部分的下料腔3212,下料腔3212的下端口通过管道连接于螺旋输送器322的进料口,螺旋输送器322的出料端通向第二投放口12;
以及第三投放装置33,向第三投放口13进行投料;第三投放装置33包括第三料仓331以及用于将第三料仓331内的液体定量输送至第三投放口13的定量输送泵332;
螺旋输送器322倾斜设置,且其出料端位于低的一侧,物料通道312设置于螺旋输送器322的上端部。
对于硅胶混炼而言,主要胶料有较大的固态的硅胶生胶,粉状的白炭黑,以及液态的硅油(羟基硅油、苯基硅油),为方便投料,对此本发明在机体1上开设有第一投放口11、第二投放口12以及第三投放口13,并设置有将硅胶生胶输送至第一投放口11的第一投放装置31,将粉状的白炭黑输送至第二投放口12的第二投放装置32,以及将液态的硅油输送至第三投放口13的第三投放装置33,通过将各胶料分开投放,以便于操作和管理。启动两转子21转动,在胶料分别被投放至密炼室2内后,动力装置42驱动上顶栓41下移,将胶料全部压向混炼腔室内,通过两转子21将胶料进行捏炼,待一定时间后,将下顶栓15下移,以打开排料通道14,随后混炼胶通过排料通道14排出。
对于本发明加工设备的第一投放装置31还包括设置于物料通道312进料口处的用于将胶料稳定的送入第一投放口11的推料器,推料器包括推板313以及第一液压缸314,第一液压缸314沿物料通道312的长度方向设置,且其活塞杆端在收缩时位于物料通道312的进料口处,推板313设置于第一液压缸314的活塞杆的端部上。由于硅胶生胶体积较大,在重力作用下滑落至第一投放口11,容易堵塞,对此本发明还设置有在硅胶从第一料仓311排出至物料通道312后,将其推送至第一投放口11的推料器,通过第一液压缸314来驱动推板313移动,从而由推板313将硅胶逐渐压向第一投放口11,非常方便。
本发明加工设备的动力装置42包括第二液压缸421,第二液压缸421的活塞杆端竖直朝下设置,上顶栓41的上端有第一安装槽,第二液压缸421的活塞杆的端部固定于第一安装槽内,采用液压的方式来驱动上顶栓41上下移动。
对于混炼而言,现一般都是在两转子21的转动下,使混炼腔室不断的变化,进而对胶料反复的进行强烈的剪切和挤压,使胶料产生剪切变形,从而达到强烈的捏炼,为能够进一步提高捏炼效果,对此本发明的压料装置4还包括打实装置43,对剪切的胶料进行击打将其夯实,由于胶料剪切变形后,发生蓬松,因此,通过打实装置43能够快速将该蓬松状态的胶料压实。
如图1和图2所示,上顶栓41的内部具有安装腔411,上顶栓41的底部有向上开设的并连通安装腔411的第二安装槽412,打实装置43包括压板431、导杆432、复位弹簧433、滑座434、永磁铁435、电磁铁436以及控制器437,滑座434滑动设置于安装腔411内,导杆432一端穿过第二安装槽412后与滑座434相连,压板431设置于导杆432的另一端上,复位弹簧433套设于导杆432上,且一端抵紧于滑座434,另一端抵紧于第二安装槽412的内端口上,滑座434背对导杆432的一端设置有永磁铁435,电磁铁436设置于安装腔411内壁上,且正对于永磁铁435,控制器437用于控制经过电磁铁436上的电流大小,使其产生与永磁铁435相斥的磁力,在排斥力作用下,在克服复位弹簧433的弹力后,滑座434向远离电磁铁436方向移动,并推动压板431向转子21靠近,在失去该排斥力或排斥力减小后,复位弹簧433驱动滑座434向电磁铁436方向靠近,压板431远离转子21。
如图3和图4所示,其中,对于控制器437而言,则是以一定的频率控制经过电磁铁436上的电流大小,且该电磁铁436上的电流变化周期与转子21转动一圈的时间一致,并且在压板431向转子21方向移动至最端处时,其中一转子21上的螺旋棱正对向压板431。
采用上述的方式挤压胶料相比于直接驱动上顶栓41下移挤压胶料而言,通过一上一下的拍打,能够给胶料一个缓冲的空间,也就是胶料被被剪切,蓬松后,随后被带动至缓冲的空腔内,紧接着下移的压板431逐渐压缩缓冲的空腔,使得胶料被压实,紧接着被压实后的胶料继续被剪切,随后压板431上移,被剪切的胶料又再次转移至缓冲的空腔内,并将其充满,通过不断的来回,能有效的提高捏炼效率。
对于胶料的剪切主要是通过转子21上的螺旋棱挤压密炼腔室来完成的,为能够尽可能的提升剪切效果,在胶料被压实时(此处的胶料压实指的是密炼室2上方的胶料被压实),进行剪切效果最好,也就是在压板431向转子21方向移动至最端处时,其中一转子21上的螺旋棱正对向压板431。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种自润滑硅胶的制备工艺,其特征在于:具体包括以下步骤,
步骤Ⅰ:混炼胶Ⅰ的制备;将一定重量分数的硅胶生胶、白炭黑以及羟基硅油依次投入混炼设备中进行混炼,后下料排出混炼胶Ⅰ,并放置24h以上;
步骤Ⅱ:混炼胶Ⅱ的制备;称取一定重量分数的混炼胶Ⅰ、白炭黑以及苯基硅油依次投入混炼设备中进行反炼,后排出混炼胶Ⅱ;
步骤Ⅲ:硫化、压出;将半成品自润滑硅胶送入压出机中硫化并压出;
步骤Ⅳ:打包;将硫化成型的产品进行打包、存储;
所述制备工艺还包括用于制备混炼胶Ⅰ、混炼胶Ⅱ的加工设备,所述加工设备包括
机体(1);
密炼室(2),设置于机体(1)内,所述密炼室(2)内具有两个相对回转的转子(21),由两个转子(21)对胶料进行捏炼;
投料装置(3),机体(1)侧端开设有连通密炼室(2)的开口,所述投料装置(3)通过该开口向密炼室(2)投料;
压料装置(4),设置于所述密炼室(2)上方,将投放的胶料向下压向两所述转子(21),所述压料装置(4)包括竖直设置的上顶栓(41)以及用于驱动上顶栓(41)上下移动的动力装置(42);
所述机体(1)底部开设有连通密炼室(2)的通道,该通道形成排料通道(14),所述排料通道(14)内有竖直设置的下顶栓(15),所述密炼室(2)内壁、上顶栓(41)以及下顶栓(15)所围成的腔室为对胶料进行混炼的混炼腔室;
所述开口具有投放硅胶生胶的第一投放口(11)、投放粉体的第二投放口(12)以及投放液体的第三投放口(13);所述投料装置(3)包括
第一投放装置(31),向所述第一投放口(11)进行投料;所述第一投放装置(31)包括第一料仓(311)以及物料通道(312),所述物料通道(312)倾斜设置,且其低的一端与所述第一投放口(11)相连通,所述第一料仓(311)的下端口正对向所述物料通道(312)高的一端;
第二投放装置(32),向所述第二投放口(12)进行投料;所述第二投放装置(32)包括第二料仓(321)以及螺旋输送器(322),所述第二料仓(321)的内腔分为上部分的直筒部分的储料腔(3211)以及下部分的锥状部分的下料腔(3212),所述下料腔(3212)的下端口通过管道连接于所述螺旋输送器(322)的进料口,所述螺旋输送器(322)的出料端通向所述第二投放口(12);
以及第三投放装置(33),向所述第三投放口(13)进行投料;所述第三投放装置(33)包括第三料仓(331)以及用于将第三料仓(331)内的液体定量输送至第三投放口(13)的定量输送泵(332);
所述螺旋输送器(322)倾斜设置,且其出料端位于低的一侧,所述物料通道(312)设置于所述螺旋输送器(322)的上端部;
所述动力装置(42)包括第二液压缸(421),所述第二液压缸(421)的活塞杆端竖直朝下设置,所述上顶栓(41)的上端有第一安装槽,所述第二液压缸(421)的活塞杆的端部固定于所述第一安装槽内;
所述压料装置(4)还包括打实装置(43),对剪切的胶料进行击打将其夯实;所述上顶栓(41)的内部具有安装腔(411),所述上顶栓(41)的底部有向上开设的并连通安装腔(411)的第二安装槽(412),所述打实装置(43)包括压板(431)、导杆(432)、复位弹簧(433)、滑座(434)、永磁铁(435)、电磁铁(436)以及控制器(437),所述滑座(434)滑动设置于所述安装腔(411)内,所述导杆(432)一端穿过所述第二安装槽(412)后与所述滑座(434)相连,所述压板(431)设置于所述导杆(432)的另一端上,所述复位弹簧(433)套设于所述导杆(432)上,且一端抵紧于所述滑座(434),另一端抵紧于所述第二安装槽(412)的内端口上,所述滑座(434)背对导杆(432)的一端设置有所述永磁铁(435),所述电磁铁(436)设置于所述安装腔(411)内壁上,且正对于所述永磁铁(435),所述控制器(437)用于控制经过所述电磁铁(436)上的电流大小,使其产生与所述永磁铁(435)相斥的磁力,在排斥力作用下,在克服所述复位弹簧(433)的弹力后,所述滑座(434)向远离电磁铁(436)方向移动,并推动所述压板(431)向所述转子(21)靠近,在失去该排斥力或排斥力减小后,所述复位弹簧(433)驱动所述滑座(434)向电磁铁(436)方向靠近,所述压板(431)远离转子(21);
所述控制器(437)以一定的频率控制经过所述电磁铁(436)上的电流大小,且所述电磁铁(436)上的电流变化周期与所述转子(21)转动一圈的时间一致;
在所述压板(431)向所述转子(21)方向移动至最端处时,其中一所述转子(21)上的螺旋棱正对向所述压板(431)。
2.根据权利要求1所述的一种自润滑硅胶的制备工艺,其特征在于:所述第一投放装置(31)还包括设置于所述物料通道(312)进料口处的用于将胶料稳定的送入第一投放口(11)的推料器,所述推料器包括推板(313)以及第一液压缸(314),所述第一液压缸(314)沿所述物料通道(312)的长度方向设置,且其活塞杆端在收缩时位于所述物料通道(312)的进料口处,所述推板(313)设置于所述第一液压缸(314)的活塞杆的端部上。
3.根据权利要求1所述的一种自润滑硅胶的制备工艺,其特征在于:所述混炼胶Ⅰ的组分按质量百分比计,硅胶生胶100份、白炭黑50份以及羟基硅油6份。
4.根据权利要求3所述的一种自润滑硅胶的制备工艺,其特征在于:所述混炼胶Ⅱ的组分按质量百分比计,混炼胶Ⅰ100份、白炭黑0.8份以及苯基硅油5.6份。
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