CN116061368A - 一种硅橡胶卷材的连续制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硅橡胶卷材的连续制备方法及装置，该制备方法是将未交联固化的硅橡胶物料通过表面涂有不粘涂层的压延辊筒，并在压延辊筒处进行程序性升温、压延、成型，并进行深度硫化，得到所述硅橡胶卷材；该制备方法优化了原有技术，不需要使用离型膜，减少生产过程中对发泡硅橡胶上、下覆膜、离型膜剥离及收卷等操作工艺，生产操作简单、方便，生产成本低，适合固体或液体硅橡胶卷材的连续化生产；本发明的硅橡胶卷材的连续制备装置，通过预热压延辊筒对硅橡胶物料在压延辊筒处进行压延及成型，压延辊筒表面涂有聚四氟乙烯或氟硅涂料作为不粘涂层，避免硅橡胶固化时与压延辊筒粘附在一起，实现固体或液体硅橡胶卷材的可工业化连续生产。
Description
技术领域
本发明属于硅橡胶卷材生产技术领域，具体涉及一种硅橡胶卷材的连续制备方法及装置。
背景技术
硅橡胶材料由于具有良好的耐候性、耐高温和低温性、电绝缘性等性能，被广泛用于新能源汽车、5G基站、高铁飞机等领域。
现有技术中硅橡胶卷材通常采用供料、上下覆膜、压延成型、硫化和剥离收卷的生产工艺制备硅橡胶卷材，例如：专利CN112265287A采用开炼、压延、上下覆膜、发泡、硫化和剥离收卷的生产工艺生产硅橡胶发泡板。专利CN108127944A通过制备PC压花膜，在PC压花膜带花纹一侧和离型膜之间放置硅橡胶原料进行压延和烘烤硫化形成带花纹硅橡胶卷材。专利CN106891556A将固态硅橡胶压延成所需的厚度、上下覆膜、平板模压机常温模压定型、发泡硫化和收卷制备得到发泡硅橡胶。
但是，上述硅橡胶卷材在生产过程中采用了离型膜等离型材料进行覆膜,除了要对硅橡胶卷材进行收卷外，还要对上、下离型膜分别进行收卷，此生产工艺复杂，并且离型膜在使用后难以重复利用，增加了材料生产成本；生产硅橡胶卷材使用的固态或液态硅橡胶未固化成型时表面粘性强，特别是含有硅树脂成分或者是含有苯基基团的硅橡胶材料，在没有覆离型膜的情况下，在固化时容易与生产设备粘接在一起，导致难以连续化生产。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种硅橡胶卷材的连续制备方法,硅橡胶卷材在连续制备过程中不需要使用离型膜对产品进行离型，减少生产过程中对硅橡胶卷材上、下覆膜和薄膜剥离、收卷等操作工艺，生产操作简单、方便，生产成本低，适合固体或液体硅橡胶特别是发泡硅橡胶卷材的连续化生产。
本发明的第二个目的在于提供一种硅橡胶卷材连续制备的装置。
实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将硅橡胶物料通过压延辊筒，在所述压延辊筒处进行压延、成型，所述压延辊筒表面涂有聚四氟乙烯或氟硅涂料作为不粘涂层；
步骤S2：将步骤S1中压延成型后的硅橡胶进行深度硫化，得到所述硅橡胶卷材。
作为优选，在压延成型之前，还包括将物料混合步骤和压延辊筒预热步骤，所述物料混合步骤为：将固体或液体硅橡胶混合均匀，得到能在150-200℃快速固化成型的硅橡胶物料。
作为优选，所述硅橡胶为发泡硅橡胶，步骤S1中，进行压延时进行一次发泡，步骤S2中，在深度硫化时进行二次发泡。
作为优选，步骤S1中压延辊筒进行压延成型过程包括依次进行的两次压延辊筒进行压延成型过程，其中第一次压延辊筒进行压延成型的压延温度为150-200℃，所述不粘涂层为聚四氟乙烯或氟硅涂料。
作为优选，第二次压延辊筒进行压延成型的压延温度为25-60℃，所述不粘涂层为聚四氟乙烯或氟硅涂料。
作为优选，步骤S2中进行深度硫化的温度为80-150℃，硫化时间为20-40min。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种硅橡胶卷材连续制备装置，包括压延装置和硫化装置，其特征在于，所述压延装置和硫化装置通过传输装置相连；所述压延装置包括第一压延辊筒、第二压延辊筒、第三压延辊筒、第四压延辊筒，所述第一压延辊筒、所述第二压延辊筒、所述第三压延辊筒、所述第四压延辊筒的表面均涂有不粘涂层。
作为优选，所述第一压延辊筒、所述第二压延辊筒、所述第三压延辊筒、所述第四压延辊筒上均设有温度调节装置、间隙调节装置、转速调节装置。
作为优选，所述硅橡胶卷材连续制备装置还包括混合装置和加料装置，所述混合装置为开炼机、动态混合机或静态混合机，所述混合装置混合后的硅橡胶物料经加料装置进行加料；所述加料装置为加料斗，所述加料斗通过出料口将硅橡胶物料送入所述第一压延辊筒、所述第二压延辊筒进行压延，所述加料装置设有速度调节装置控制加料速度，控制加料量略大于压延所需要的供料量，防止供料过多堆积造成在压延辊上提前固化，也避免供料不足造成缺料。
作为优选，所述出料口形状为长条型，长度与成型卷材宽度一致。
作为优选，所述硅橡胶卷材连续制备装置还包括收卷装置，所述收卷装置与深度硫化装置连接，所述收卷装置设有速度调节装置。
作为优选，所述深度硫化装置为硫化烘道，所述硫化烘道设有温度调节装置及速度调节装置。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1.本发明的硅橡胶卷材的连续制备方法，硅橡胶卷材在连续制备过程中不需要使用离型膜对产品进行离型，减少生产过程中对硅橡胶上、下覆膜和剥离操作工艺，生产操作简单、方便，生产成本低，适合固体或液体硅橡胶卷材的连续化生产。
2.本发明的硅橡胶卷材的连续制备装置，在压延辊筒表面涂有聚四氟乙烯或氟硅涂料作为涂层，不需要使用离型膜对产品进行离型，同时能避免硅橡胶固化时与压延辊筒粘接在一起，难以连续生产硅橡胶卷材的问题，使固体或液体硅橡胶卷材可工业化连续生产。
附图说明
图1为本发明硅橡胶卷材的连续制备装置的结构示意图；
其中，1.加料装置；2.第一压延滚筒；3.第二压延滚筒；4.第三压延滚筒；5.第四压延滚筒；6.压延装置；7.深度硫化装置；8.收卷装置。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
硅橡胶卷材的连续生产过程中通常采用供料、上下覆膜、压延成型、硫化和剥离收卷的生产工艺连续制备硅橡胶卷材，使用该方法生产的硅橡胶卷材因为生产过程中采用了离型膜等离型材料进行覆膜,除了要对硅橡胶卷材进行收卷外，还要对上、下离型膜分别进行收卷，生产工艺复杂，而且离型膜使用后难以重复进行利用，材料生产成本高。而如果不使用离型膜，生产所使用的固态或液态硅橡胶未固化成型时表面粘性强，在没有覆离型膜的情况下，硅橡胶固化时容易与压延辊筒粘接在一起，难以连续生产硅橡胶卷材。
本发明提供一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于硅橡胶卷材在连续制备过程中不需要使用离型膜对产品进行离型，生产操作简单、方便，生产成本低，适合固体或液体硅橡胶卷材的连续化生产。
一种硅橡胶卷材的连续制备方法，包括以下步骤；
步骤S1：将硅橡胶物料通过压延辊筒，在所述压延辊筒处进行压延、成型，所述压延辊筒表面涂有不粘涂层；
步骤S2：将步骤S1中压延成型后的硅橡胶进行深度硫化，得到所述硅橡胶卷材。
硅橡胶卷材的连续生产过程中通常采用供料、上下覆膜、压延成型、深度硫化和剥离收卷的生产工艺连续制备硅橡胶卷材，特别是在压延辊筒处利用压延辊筒处的温度对硅橡胶表面进行加热使得硅橡胶受热后快速固化成型，如果不使用离型膜，生产所使用的固态或液态硅橡胶未固化成型时表面粘性强，固化时容易与生产设备粘接在一起，需要停工对粘接的硅橡胶进行清理，将导致设备难以连续生产硅橡胶卷材。
本发明在未固化的固态或液态硅橡胶通过已预热且表面经过不粘涂层特殊处理的压延辊筒进行压延，使硅橡胶表面受热快速固化并离型，硅橡胶卷材连续制备过程中不需要使用离型膜，作为优选的所述不粘涂层为聚四氟乙烯或氟硅涂料涂层。
作为进一步的实施方式，在压延成型之前，还包括将物料混合步骤，所述物料混合步骤为：将固体或液体硅橡胶混合均匀，得到硅橡胶物料，作为优选的，本发明的硅橡胶物料能在150-200℃快速固化成型。
作为进一步的实施方式，通过混合装置将固体或液体硅橡胶混合均匀，所述的混合装置可以是开炼机、动态混合机或静态混合机。
作为进一步的实施方式，将硅橡胶物料通过压延辊筒，在所述压延辊筒处进行压延、成型的步骤至少经过两次压延辊筒，其中第一次经过压延辊筒，压延辊筒预先进行预热，所述预热的温度为硅橡胶物料可以进行快速固化的温度；优选的，可以根据硅橡胶物料的固化温度选择预热到150-200℃；这时，混合均匀的硅橡胶物料通过已预热的压延辊筒进行压延成型，压延过程中与压延滚筒接触的硅橡胶表面受热后快速固化成型，压延辊筒表面涂有的不粘涂层聚四氟乙烯或氟硅涂料可以避免固态或液态硅橡胶未固化成型时与压延辊筒粘接在一起，从而实现硅橡胶卷材的连续化生产。
作为进一步的实施方式，经过第一次预热压延辊筒进行处理后，得到的硅橡胶卷材经过压延辊筒进行第二次压延成型，所述压延辊筒表面涂有的不粘涂层聚四氟乙烯或氟硅涂料，并且此时压延辊筒的温度为25-60℃，防止未完全固化的硅橡胶卷材局部受热发生卷曲，破坏硅橡胶卷材表面的平整。作为进一步的实施方式，压延成型后的硅橡胶卷材进行深度硫化；优选的，压延成型后的硅橡胶卷材通过输送带进入深度硫化装置进行深度硫化。
作为进一步的实施方式，所述深度硫化装置为硫化烘道，硫化烘道的温度控制在80-150℃，硫化时间控制在20-40min。
作为进一步的实施方式，所述硅橡胶为发泡硅橡胶，步骤S1中，进行压延时进行一次发泡，步骤S2中，在硫化时进行二次发泡。当硅橡胶为发泡硅橡胶时，在压延过程，发泡硅橡胶能够在压延辊筒处利用压延辊筒处的温度对硅橡胶表面进行加热使得硅橡胶受热后快速进行发泡并固化成型，实现一次发泡；在固化成型后，在进行硫化时，同样可以利用硫化的温度实现二次发泡，经发泡和硫化后再次成型。作为进一步的实施方式，经过深度硫化之后得到所述硅橡胶卷材，所述硅橡胶卷材还经过收卷步骤，所述收卷装置将生产得到的硅橡胶卷材进行收卷。
本发明的硅橡胶卷材连续制备方法利用未固化的硅橡胶通过已预热且表面经过聚四氟乙烯或氟硅涂料特殊处理的压延辊筒进行压延，使硅橡胶表面受热快速固化并离型，硅橡胶卷材连续制备过程中不需要使用离型膜，减少生产过程中对硅橡胶上、下覆膜和剥离操作工艺，生产操作简单、方便，生产成本低，适合固体或液体硅橡胶卷材的连续化生产。
如图1所示，本发明还提供一种硅橡胶卷材连续制备装置，包括压延装置6和深度硫化装置7，所述压延装置6和深度硫化装置7通过传输装置相连；所述压延装置6包括第一压延辊筒2、第二压延辊筒3、第三压延辊筒4、第四压延辊筒5，所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3、所述第三压延辊筒4、所述第四压延辊筒5表面涂有不粘涂层。
混合均匀的硅橡胶物料送入第一压延辊筒2、第二压延辊筒3进行压延成型，并且经过第三压延辊筒4、第四压延辊筒5再次压延成型使硅橡胶表面平整，将压延成型后的硅橡胶在深度硫化装置7内进行深度硫化，实现硅橡胶卷材连续制备。
作为进一步的实施方式，所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3上设有温度调节装置、间隙调节装置、转速调节装置；所述第三压延辊筒4、所述第四压延辊筒5上设有温度调节装置、间隙调节装置、转速调节装置。
混合均匀的硅橡胶物料送入所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延成型。通过转速调节装置调节所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3的压延速度，控制所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3之间堆积少量混合均匀的硅橡胶物料，防止硅橡胶物料由于堆积时间太长在未通过所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3压延就已经固化成型。
所述间隙调节装置可以调节所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3之间的间隙，根据生产需要调节所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3间隙压延出一定厚度的硅橡胶板材。
所述温度调节装置可以控制压延辊筒的预热温度，所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3温度通过温度调节装置设置为硅橡胶物料的快速固化温度，对所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行预热，从而混合均匀的硅橡胶物料通过已预热的所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延成型，压延过程中与第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3接触的硅橡胶表面受热后快速固化成型。所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3表面涂有的不粘涂层聚四氟乙烯或氟硅涂料可以避免固态或液态硅橡胶未固化成型时与压延辊筒粘接在一起。
作为进一步的实施方式，所述硅橡胶卷材连续制备装置还包括混合装置和加料装置1，所述混合装置为开炼机、动态混合机或静态混合机；所述加料装置1为加料斗，所述混合装置将混合后的硅橡胶物料输送到加料斗，所述加料斗通过加料斗的出料口将硅橡胶物料送入所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延，所述加料装置1设有速度调节装置，所述速度控制装置控制加料速度。
作为进一步的实施方式，所述加料装置1的速度调节装置和所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3的转速调节装置分别调节加料装置1的加料速度和所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3的转速，控制所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3间只堆积少量混合均匀的硅橡胶物料，防止硅橡胶物料由于堆积时间太长在未通过所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3压延就已经固化成型。
作为进一步的实施方式，所述出料口形状为长条型；作为优选的，所述出料口的长度与成型卷材宽度一致，可以使得出料均匀，所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3之间的硅橡胶物料分布均匀。
作为进一步的实施方式，所述深度硫化装置为硫化烘道，作为优选的，所述硫化烘道设有温度调节装置和速度调节装置。
作为进一步的实施方式，所述硅橡胶卷材连续制备装置还包括收卷装置，所述收卷装置与深度硫化装置连接，所述收卷装置设有速度调节装置。
本发明的硅橡胶卷材的连续制备装置，在压延辊筒表面涂有聚四氟乙烯或氟硅涂料，避免硅橡胶固化时容易与压延辊筒粘接在一起，难以连续生产硅橡胶卷材的问题。
实施例1
本实施例提供一种硅橡胶卷材的连续制备方法：
液体硅橡胶通过动态混合装置混合均匀，所述混合均匀的硅橡胶物料质量配比如下：
乙烯基硅油(粘度：20000CS，乙烯基含量0.1％)：66.0％
含氢硅油(粘度：50CS，含氢量：0.5％)：3.7％
气相法白炭黑(疏水处理)：30.0％
抑制剂(乙炔基环己醇)：0.1％
催化剂(氯铂酸)：0.2％
以上配方在150℃条件下使用无转子硫化仪测试硫化参数T10及T90分别为6秒和14秒，可以满足在150℃条件下的快速固化。混合均匀的硅橡胶物料通过加料装置1的料斗送入所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延成型。调节加料装置1的加料速度和所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3的压延速度，控制所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3辊筒间只堆积少量混合均匀的硅橡胶物料，防止硅橡胶物料由于堆积时间太长在未通过所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3压延就已经固化成型。
所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3温度设置为150℃，混合均匀的硅橡胶物料通过已预热的所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延成型，压延过程中与所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3接触的硅橡胶物料表面受热后快速固化成型；表面固化成型的硅橡胶物料与所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3离型后，通过所述第三压延辊筒4、所述第四压延辊筒5进行二次压延成型使硅橡胶表面平整；所述第三压延辊筒4、所述第四压延辊筒5温度为50℃，防止未固化的硅橡胶局部受热继续发生卷曲，破坏硅橡胶卷材表面的平整。
压延成型后的硅橡胶通过输送带进入硫化烘道进行深度硫化；硫化烘道的温度控制在120℃，硫化时间控制在30min；通过收卷装置进行硅橡胶卷材收卷。
实施例2：
本实施例提供一种发泡硅橡胶卷材的连续制备方法：
所述硅橡胶物料包括如下组分：按重量计包含基础聚合物100份，交联剂5.0份，羟基硅油20份，抑制剂0.1份，催化剂0.3份。所述基础聚合物按重量计包含75份端基型乙烯基硅油、25份补强填料，补强填料为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑；交联剂为Si-H含量为0.50wt％，粘度60mPa·s的含氢硅油；所述羟基硅油为粘度100mPa·s端基型羟基硅油；所述抑制剂为2-甲基-3-丁炔-2-醇；所述催化剂为铂催化剂，其中pt的含量为1500ppm。
硅橡胶物料通过动态混合机混合均匀，混合均匀的硅橡胶物料通过加料装置1的料斗送入所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延成型。调节加料装置1的加料速度和所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3的压延速度，控制所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3辊筒间只堆积少量混合均匀的硅橡胶物料，防止硅橡胶物料由于堆积时间太长在未通过所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3压延就已经固化成型。
所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3温度设置为200℃，混合均匀的硅橡胶物料通过已预热的所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3进行压延成型，压延过程中与所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3接触的硅橡胶物料表面受热后快速发泡并固化成型；表面固化成型的硅橡胶物料与所述第一压延辊筒2、所述第二压延辊筒3离型后，通过所述第三压延辊筒4、所述第四压延辊筒5进行二次压延成型使硅橡胶表面平整；所述第三压延辊筒4、所述第四压延辊筒5温度设置为60℃，防止未完全固化的硅橡胶局部受热继续发泡或发生卷曲，破坏发泡硅橡胶卷材表面的平整。
压延成型后的发泡硅橡胶通过输送带进入硫化烘道进行深度硫化及发泡；硫化烘烤箱的温度控制在150℃，硫化时间控制在20min；通过收卷装置进行发泡硅橡胶卷材收卷。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将未交联固化硅橡胶物料通过压延辊筒，在所述压延辊筒处进行压延、成型，所述压延辊筒表面涂有聚四氟乙烯或氟硅涂料作为不粘涂层；
步骤S2：将步骤S1中压延成型后的硅橡胶进行深度硫化，得到所述硅橡胶卷材。
2.根据权利要求1所述的一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于，在步骤S1将硅橡胶物料通过压延辊筒之前，还包括将物料混合步骤和压延辊筒预热步骤，所述物料混合步骤为：将固体或液体硅橡胶通过混合装置混合均匀，得到硅橡胶物料。
3.据权利要求1所述的一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于，所述硅橡胶为发泡硅橡胶，步骤S1中，进行压延时进行一次发泡，步骤S2中，在深度硫化时进行二次发泡。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于，步骤S1中在所述压延辊筒处进行压延、成型中，包括依次进行的两次压延辊筒压延过程，第一次压延辊筒进行压延的压延温度为150-200℃，第二次压延辊筒进行压延成型的压延温度为25-60℃。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种硅橡胶卷材的连续制备方法，其特征在于，在步骤S2中进行硫化、成型的温度为80-150℃，硫化时间为20-40min。
6.一种硅橡胶卷材的连续制备装置，包括压延装置和深度硫化装置，其特征在于，所述压延装置和硫化装置通过传输装置相连；所述压延装置包括第一压延辊筒、第二压延辊筒、第三压延辊筒、第四压延辊筒，所述第一压延辊筒、所述第二压延辊筒、所述第三压延辊筒、所述第四压延辊筒的表面均涂有聚四氟乙烯或氟硅涂料作为不粘涂层。
7.根据权利要求6所述的一种硅橡胶卷材的连续制备装置，其特征在于，所述第一压延辊筒、所述第二压延辊筒、所述第三压延辊筒、所述第四压延辊筒上均设有温度调节装置、间隙调节装置、转速调节装置。
8.根据权利要求6所述的一种硅橡胶卷材的连续制备装置，其特征在于，所述硅橡胶卷材连续制备装置还包括混合装置和加料装置，所述混合装置为开炼机、动态混合机或静态混合机，所述混合装置混合后的硅橡胶物料经加料装置进行加料；所述加料装置为加料斗，所述加料斗通过出料口将硅橡胶物料送入所述第一压延辊筒、所述第二压延辊筒进行压延，所述加料装置设有速度调节装置控制加料速度。
9.根据权利要求6所述的一种硅橡胶卷材的连续制备装置，其特征在于，所述硅橡胶卷材连续制备装置还包括收卷装置，所述收卷装置与深度硫化装置连接，所述收卷装置设有速度调节装置。
10.根据权利要求6所述的一种硅橡胶卷材的连续制备装置，其特征在于，所述深度硫化装置为硫化烘道，所述硫化烘道设有温度调节装置及速度调节装置。
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| CN202310088324.4A CN116061368A (zh) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | 一种硅橡胶卷材的连续制备方法及装置 |
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