CN117757193A - 一种三元乙丙橡胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三元乙丙橡胶的制备方法，包括：步骤S1：按照配方中各组分的重量分别称好原料，部分原料预先进行混料；步骤S2：设置密炼机加热初始温度、前后转子转速，依次加入三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、内脱模剂和聚乙二醇；步骤S3：在混炼第一预设时长后加入混料后的白炭黑、硅烷偶联剂、石蜡油、高岭土，混料后第二预设时长后提拴一次，提拴后第三预设时长后排胶；步骤S4：待胶片冷却至第二温度后投入密炼机，投入硫化剂和硫化促进剂，温度控制在第三温度以下，密炼第四预设时长后排胶；步骤S5：开炼机将胶料薄通时打三角包后，打卷下片即可混炼出低拉伸率三元乙丙橡胶。本发明能够生产出低拉伸率的三元乙丙橡胶材料。

Description

一种三元乙丙橡胶的制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶制备技术领域，具体为一种三元乙丙橡胶的制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶主链由化学稳定的饱和烃构成，具有良好的耐臭氧，耐热，耐候等性能，在国民经济的各个领域有着广泛的应用。但常规浅色三元乙丙橡胶有非常大的拉伸永久变形量，无法满足特定场合的使用，极大限制了浅色三元乙丙橡胶的使用途径，因此研究低拉伸永久变形浅色三元乙丙橡胶具有十分积极的意义。

随着人们对三元乙丙橡胶耐高、低温，耐油，无毒，阻燃，化学性质稳定等特性认知加深，三元乙丙橡胶被广泛应用于航天领域、医疗领域、汽车配件、生活用品等各行各业。目前，三元乙丙橡胶主要为黑色产品，采用硫化硫磺硫化体系。但是，当前产品体系受颜色制约大，产品单一；采用硫黄硫化体系，产品在硫化的过程中会产生浓烟和硫化分解刺激性的气味，环保性差；采用其它硫化体系，制品拉伸变形率大。

为了解决三元乙丙橡胶颜色单一问题，硫化过程中烟雾和刺激性问题，拉伸变形率大的问题，利用白炭黑作为补强剂，并采用过氧化物硫化体系，采用密炼工艺，结合助剂改性，解决了以上问题。

发明内容

本发明提供一种三元乙丙橡胶的制备方法，用以解决上述背景技术提出的：采用硫黄硫化体系，产品在硫化的过程中会产生浓烟和硫化分解刺激性的气味，环保性差；采用其它硫化体系，制品拉伸变形率大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种三元乙丙橡胶的制备方法，包括：

步骤S1：按照配方中各组分的重量分别称好原料，部分原料预先进行混料；

步骤S2：将密炼机加热初始温度设置到第一温度，前转子转速和后转子转速为第一转速，依次加入三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、内脱模剂和聚乙二醇；

步骤S3：在混炼第一预设时长后加入混料后的白炭黑、硅烷偶联剂、石蜡油、高岭土，混料后第二预设时长后提拴一次，提拴后第三预设时长后排胶；

步骤S4：待胶片冷却至第二温度后投入密炼机，投入硫化剂和硫化促进剂，温度控制在第三温度以下，密炼第四预设时长后排胶；

步骤S5：开炼机将胶料薄通时打三角包后，打卷下片即可混炼出低拉伸率三元乙丙橡胶。

优选的，所述第一温度为50℃，第一转速为50r/min，第一预设时长为1-2min，第二预设时长为2min，第三预设时长为6min，第二温度为30-50℃，第三温度为90℃，第四预设时长为1min。

优选的，所述三元乙丙橡胶的原料质量比中包括：三元乙丙橡胶生胶100份、氧化锌5-7份、硬脂酸0.8-1.5份、内脱模剂1.5-2.5份、硅烷偶联剂1.5-3份、聚乙二醇1.5-2.5份、白炭黑25-50份、石蜡油20-60份、高岭土20-60份、硫化剂1-3份、硫化促进剂1-2.5份。

优选的，所述硅烷偶联剂包括si-69、KH550的一种或两种并用；所述石蜡油为不用粘度石蜡油一种或几种并用；所述硫化剂采用硫磺、过氧化二异丙苯、二硫代氨基甲酸盐中的一种或几种并用；所述硫化促进剂为三烯丙基异氰脲酸脂；

所述三元乙丙橡胶材料的制备方法为中用白炭黑作为补强材料，所述白炭黑为不同牌号的沉淀法白炭黑并用，白炭黑为比表面积为175-225；采用过氧化物作为硫化剂。

优选的，所述三元乙丙橡胶生胶平均相对分子质量范围为55~66万kg/mol，所述步骤S5中的低拉伸变形率为4~8%。

可选的，所述步骤S1基于橡胶混料研磨装置执行，所述橡胶混料研磨装置包括：底板，底板上固定安装一对左右对称的侧板，左右侧的侧板之间固定连接前后对称的横板，前后侧的横板之间左端转动连接左研磨辊和右研磨辊，左研磨辊和右研磨辊轴心前端分别固定连接锥齿轮一和锥齿轮二，左研磨辊和右研磨辊下方设有接料箱，侧板前端转动连接沿左右方向的转轴一，转轴一上固定连接左右相对的锥齿轮三和锥齿轮四，锥齿轮一和锥齿轮三啮合连接，锥齿轮二和锥齿轮四啮合连接，转轴一右端固定连接带轮一。

优选的，所述侧板顶端固定连接混料箱，混料箱左右两壁之间转动连接搅拌轴，搅拌轴上固定连接若干搅拌杆，搅拌轴左右两端分别固定连接锥齿轮五和带轮二，带轮二轴心右端固定连接驱动电机输出轴，驱动电机与电机支架固定连接，电机支架与混料箱右外壁固定连接；混料箱底端固定连通出料斗，出料斗左端连通出料管，出料斗转动连接左右方向的螺旋杆，螺旋杆右端固定连接带轮三，带轮三与带轮一通过皮带一连接，带轮三与带轮二通过皮带二连接，混料箱顶端从左至右依次间隔固定连通进料箱一、进料箱二和进料斗底端。

优选的，所述进料箱一和进料箱二底壁分别开设有大小不同的若干通孔，所述进料箱一和进料箱二底部均左右滑动连接加料孔板，加料孔板滑动贯穿进料箱一和进料箱二的左右侧壁，混料箱左壁固定连接轴承支架，轴承支架转动连接竖直方向转轴二，转轴二底端固定连接锥齿轮六，锥齿轮六与锥齿轮五啮合连接，锥齿轮六与锥齿轮五外部固定安装润滑箱，转轴二顶端固定连接摇杆，摇杆转动连接连杆一，连杆一铰连接加料孔板右端。

优选的，还包括步骤6，通过拉伸测试装置进行拉伸测试，拉伸测试装置包括：安装座，底板右端固定连接安装座，安装座顶部固定连接顶板，安装座中部固定连接水平方向的检测台，安装座底部转动连接水平方向的双向蜗杆轴，安装座右侧外壁固定安装测试电机，测试电机输出轴固定连接双向蜗杆轴，双向蜗杆轴转动贯穿安装座左右底壁，双向蜗杆轴的双向蜗杆段分别啮合连接一组左右对称的蜗轮一，蜗轮一与安装座后壁转动连接。

优选的，所述蜗轮一前端固定连接转动杆，转动杆铰连接连杆二，连杆二的顶端固定连接梯形板，梯形板分别铰连接连杆三和连杆四，连杆三铰连接滑动块，顶板和检测台上开设有左右方向的滑槽，滑动块与滑槽左右滑动连接，检测台前端固定连接刻度尺，连杆四的顶端铰连接连接件一，连接件一与顶板固定连接，滑动块上固定连接上夹板，下夹板与上夹板螺栓连接，顶板上左右对称固定安装一对距离传感器，距离传感器对准滑动块，距离传感器与显示屏电连接，显示屏与顶板顶端固定连接。

本发明有益效果：本发明采用过氧化作为硫化剂，克服了过氧化物硫化剂在成型中，特别是厚制品中气泡不良，拉伸变形率大的问题；采用过氧化物硫化剂，解决了烟雾、气味等问题，更加环保。为达到本发明的目的，本发明的三元乙丙橡胶采用白炭黑作为补强材料、用过氧化物作为硫化剂，再利用密炼工艺对原料进行生产。此工艺成本低、环境污染小、产品可利用性高。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明低拉伸三元乙丙橡胶工艺流程图；

图2为本发明橡胶混料研磨装置主视图；

图3为本发明橡胶混料研磨装置右视图；

图4为本发明拉伸测试装置前视图。

图中：1、橡胶混料研磨装置；2、底板；3、侧板；4、横板；5、左研磨辊；6、右研磨辊；7、锥齿轮一；8、锥齿轮二；9、接料箱；10、转轴一；11、锥齿轮三；12、锥齿轮四；13、带轮一；14、混料箱；15、搅拌轴；16、搅拌杆；17、锥齿轮五；18、带轮二；19、驱动电机；20、电机支架；21、出料斗；22、出料管；23、螺旋杆；24、带轮三；25、皮带一；26、皮带二；27、进料箱一；28、进料箱二；29、进料斗；30、通孔；31、加料孔板；32、轴承支架；33、转轴二；34、锥齿轮六；35、润滑箱；36、摇杆；37、连杆一；38、拉伸测试装置；39、安装座；40、顶板；41、检测台；42、双向蜗杆轴；43、测试电机；44、蜗轮一；45、转动杆；46、连杆二；47、梯形板；48、连杆三；49、连杆四；50、滑动块；51、滑槽；52、刻度尺；53、连接件一；54、上夹板；55、下夹板；56、距离传感器；57、显示屏。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种三元乙丙橡胶的制备方法，如图1所示，一种三元乙丙橡胶的制备方法，包括：

步骤S1：按照配方中各组分的重量分别称好原料，部分原料预先进行混料；

步骤S2：将密炼机加热初始温度设置到第一温度，前转子转速和后转子转速为第一转速，依次加入三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、内脱模剂和聚乙二醇；

步骤S3：在混炼第一预设时长后加入混料后的白炭黑、硅烷偶联剂、石蜡油、高岭土，混料后第二预设时长后提拴一次，提拴后第三预设时长后排胶；

步骤S4：待胶片冷却至第二温度后投入密炼机，投入硫化剂和硫化促进剂，温度控制在第三温度以下，密炼第四预设时长后排胶；

步骤S5：开炼机将胶料薄通时打三角包后，打卷下片即可混炼出低拉伸率三元乙丙橡胶。

所述第一温度为50℃，第一转速为50r/min，第一预设时长为1-2min，第二预设时长为2min，第三预设时长为6min，第二温度为30-50℃，第三温度为90℃，第四预设时长为1min。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：根据产品的配方以及生产计划，按照一定比例将各种原材料预先混合，并进行检验和质量控制；将部分干燥剂、硫化剂、促进剂等特殊助剂加入到原材料中进行预处理混料。这些助剂旨在提高原料的流动性和分散性，以便于后续的混炼；混炼：将已经预处理好的原料送入密炼机中，先进行均匀混合，然后加入剪切力和摩擦力，使各类原料得以完全分散、融合、开发出相应的性能，达到均匀的浸润状态，从而获得一个质量均一、组织结构稳定的高强度、高耐用性的半成品；进行炼胶：此为密炼的关键步骤，通过高速摩擦、剪切、加热等方法，使其温度达到硫化温度，将硫化剂加入并反应一定时间，使橡胶分子的链结构尽可能地交联形成强度较高、损耗率低、性能稳定的炼胶。

利用白炭黑作为补强剂，并采用过氧化物硫化体系，以及结合助剂改性，可以解决三元乙丙橡胶颜色单一、硫化过程中产生烟雾和刺激性、以及拉伸变形率过大的问题。具体原因如下：

解决颜色单一问题：白炭黑是一种无色的填料，添加到三元乙丙橡胶中，可以起到调整颜色的作用。由于白炭黑本身不具有颜色，能够在一定程度上降低橡胶的颜色深浓度，使得橡胶产品具有较浅的颜色，解决了颜色单一的问题。

解决硫化过程中烟雾和刺激性问题：过氧化物硫化体系是一种常用的硫化方式，相比传统的硫化体系（如硫代二酸酯体系），其硫化过程中产生的烟雾和刺激性更小。过氧化物硫化体系通过加入过氧化物类化合物作为活性硫源，可以实现在相对较低的温度下进行硫化，减少烟雾和刺激性的产生。

解决拉伸变形率过大问题：添加白炭黑作为补强剂可以显著提高三元乙丙橡胶的机械性能，包括拉伸强度和硬度等。白炭黑作为一种高表面积的填料，能够在橡胶中形成网络结构，增强橡胶材料的强度和刚度，从而降低其拉伸变形率。通过密炼工艺和助剂改性，可以更好地分散填料，并优化填料与橡胶基体的相互作用，进一步改善材料的拉伸性能，确保拉伸变形率在可接受范围内。

本发明采用过氧化作为硫化剂，克服了过氧化物硫化剂在成型中，特别是厚制品中气泡不良，拉伸变形率大的问题；采用过氧化物硫化剂，解决了烟雾、气味等问题，更加环保。为达到本发明的目的，本发明的三元乙丙橡胶采用白炭黑作为补强材料、用过氧化物作为硫化剂，再利用密炼工艺对原料进行生产。此工艺成本低、环境污染小、产品可利用性高，该三元乙丙橡胶可用于水上运动，蛙鞋、护目镜等产品制造。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1所示，所述三元乙丙橡胶的原料质量比中包括：三元乙丙橡胶生胶100份、氧化锌5-7份、硬脂酸0.8-1.5份、内脱模剂1.5-2.5份、硅烷偶联剂1.5-3份、聚乙二醇1.5-2.5份、白炭黑25-50份、石蜡油20-60份、高岭土20-60份、硫化剂1-3份、硫化促进剂1-2.5份。

所述硅烷偶联剂包括si-69、KH550的一种或两种并用；所述石蜡油为不用粘度石蜡油一种或几种并用；所述硫化剂采用硫磺、过氧化二异丙苯、二硫代氨基甲酸盐中的一种或几种并用；所述硫化促进剂为三烯丙基异氰脲酸脂；

所述三元乙丙橡胶材料的制备方法为中用白炭黑作为补强材料，所述白炭黑为不同牌号的沉淀法白炭黑并用，白炭黑为比表面积为175-225；采用过氧化物作为硫化剂。

所述三元乙丙橡胶生胶平均相对分子质量范围为55~66万kg/mol，所述步骤S5中的低拉伸变形率为4~8%。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：在制备三元乙丙橡胶材料时，采用中用白炭黑作为补强材料，并且使用不同牌号的沉淀法白炭黑，比表面积范围为175-225。此外，过氧化物被用作硫化剂。这种制备方法有以下优点：

补强效果好：白炭黑具有较大的比表面积和高度分散性，可以在橡胶基体中形成网状结构，增加材料的强度和硬度。通过使用不同牌号和比表面积范围的白炭黑，可以调节材料的力学性能和增强效果。

优异的硫化性能：过氧化物作为硫化剂在三元乙丙橡胶材料的硫化过程中起到重要作用；它可以提供快速和均匀的硫化反应，促使橡胶分子间的交联，从而改善材料的耐热性、耐老化性和耐化学腐蚀性。

工艺稳定性高：使用沉淀法白炭黑制备三元乙丙橡胶材料，可以获得较好的分散性和均匀的填充效果，从而提高材料的工艺稳定性。这有助于减少生产过程中的变异性和提高产品的一致性。

三元乙丙橡胶生胶平均相对分子质量范围为55万到66万kg/mol，步骤S5中的低拉伸变形率为4%到8%具有以下优点：

高相对分子质量：较高的相对分子质量意味着三元乙丙橡胶材料具有较好的物理性能和机械强度。这使得该材料在广泛的应用领域中表现出优异的耐磨、耐寒、抗老化和耐化学腐蚀等特性。

低拉伸变形率：步骤S5中的低拉伸变形率表示在受拉伸时，三元乙丙橡胶材料的变形能力相对较低。这使得该材料在使用过程中具有较好的稳定性和形状保持性，能够更好地适应各种环境和应力条件。

总体而言，通过控制三元乙丙橡胶生胶的相对分子质量范围和低拉伸变形率，可以获得材料的良好性能和可塑性，从而适用于多种工业和消费品领域，如汽车制造、建筑材料、橡胶制品等。

实施例3

在实施例2的基础上，如图1所示，按照不同白炭黑和石蜡油重量比的份数通过实施例1中的方法制造三元乙丙橡胶制品与市面上普通浅色乙丙橡胶制品进行性能对比，按照其余配方保持不变：三元乙丙橡胶100份；内脱模剂2份；硅烷偶联剂2份；聚乙二醇2份；氧化锌7份；硬脂酸1份；高岭土30份；硫化剂2份；硫化促进剂1.5份；

实施组1：白炭黑40份；石蜡油40份；

实施组2：白炭黑35份；石蜡油35份；

实施组3：白炭黑20份；石蜡油20份；

实施组4：白炭黑10份；石蜡油25份。

实施步骤如下：

步骤S1：按照配方中各组分的重量分别称好，部分原料预先混料；

步骤S2：将密炼机加热初始温度设置到50℃，前/后转子转速为50r·min -1，依次加入三元乙丙橡胶，氧化锌，硬脂酸，内脱模剂，聚乙二醇；

步骤S3：在混炼1-2min后加入白炭黑，硅烷偶联剂，石蜡油，高岭土，两分钟后提拴一次，六分钟后排胶；

步骤S4：待胶片冷却至30-50℃后投入密炼机，投入硫化剂，硫化促进剂，温度控制在90℃以下，1min后排胶；

步骤S5：开炼机将胶料薄通时打三角包6次后，打卷6次下片即可完成混炼。

根据实施例1-4与对比例1按照表1 进行性能对比，得出下表2：

表 1橡胶性能测试标准表

表 2橡胶性能测试结果表

上述技术方案的工作原理及有益效果为：本申请提供的实施组1-4浅色三元乙丙橡胶配方在常温，45-60％湿度下拉伸永久变形均小于对比样，其中实施例3，4满足水上运动用品浅色三元乙丙橡胶使用需求。

本发明的描述和应用是说明性的，并非把本发明的范围限制上述实施组，本发明不受本实施组限制，任何采取等效替换方案均在本发明保护范围内。实施组中白炭黑10份；石蜡油25份时低拉伸率最低。

实施例4

在实施例1的基础上，如图2、图3所示，所述步骤S1基于橡胶混料研磨装置1执行，所述橡胶混料研磨装置1包括：底板2，底板2上固定安装一对左右对称的侧板3，左右侧的侧板3之间固定连接前后对称的横板4，前后侧的横板4之间左端转动连接左研磨辊5和右研磨辊6，左研磨辊5和右研磨辊6轴心前端分别固定连接锥齿轮一7和锥齿轮二8，左研磨辊5和右研磨辊6下方设有接料箱9，侧板3前端转动连接沿左右方向的转轴一10，转轴一10上固定连接左右相对的锥齿轮三11和锥齿轮四12，锥齿轮一7和锥齿轮三11啮合连接，锥齿轮二8和锥齿轮四12啮合连接，转轴一10右端固定连接带轮一13。

所述侧板3顶端固定连接混料箱14，混料箱14左右两壁之间转动连接搅拌轴15，搅拌轴15上固定连接若干搅拌杆16，搅拌轴15左右两端分别固定连接锥齿轮五17和带轮二18，带轮二18轴心右端固定连接驱动电机19输出轴，驱动电机19与电机支架20固定连接，电机支架20与混料箱14右外壁固定连接；混料箱14底端固定连通出料斗21，出料斗21左端连通出料管22，出料斗21转动连接左右方向的螺旋杆23，螺旋杆23右端固定连接带轮三24，带轮三24与带轮一13通过皮带一25连接，带轮三24与带轮二18通过皮带二26连接，混料箱14顶端从左至右依次间隔固定连通进料箱一27、进料箱二28和进料斗29底端。

所述进料箱一27和进料箱二28底壁分别开设有大小不同的若干通孔30，所述进料箱一27和进料箱二28底部均左右滑动连接加料孔板31，加料孔板31滑动贯穿进料箱一27和进料箱二28的左右侧壁，混料箱14左壁固定连接轴承支架32，轴承支架32转动连接竖直方向转轴二33，转轴二33底端固定连接锥齿轮六34，锥齿轮六34与锥齿轮五17啮合连接，锥齿轮六34与锥齿轮五17外部固定安装润滑箱35，转轴二33顶端固定连接摇杆36，摇杆36转动连接连杆一37，连杆一37铰连接加料孔板31右端。上述技术方案的工作原理及有益效果为：所述橡胶混料研磨装置1混料时，部分干燥剂、硫化剂、促进剂等特殊助剂(如：白炭黑、硅烷偶联剂、石蜡油、高岭土）等，将重量少的放入进料箱一27和进料箱二28中，将重量大用料多的通过进料斗29加入混料箱14中，驱动电机19工作带动带轮二18、搅拌轴15和锥齿轮五17同步旋转；搅拌轴15带动搅拌杆16旋转混合，同时锥齿轮五17旋转啮合传动使得锥齿轮六34、转轴二33、摇杆36同步在轴承支架32上转动，摇杆36的转动往复推动连杆一37和加料孔板31左右滑动，进料箱一27和进料箱二28的加料孔板31上设有的加料孔大小不同，加料孔板31左右滑动使得加料孔与通孔30反复闭合打开，完成加料，与此同时带轮二18通过皮带二26传动使得带轮三24旋转，带轮三24带动螺旋杆23在出料斗21中旋转，使得混和后的料集中通过出料管22输出，带轮三24旋转通过皮带一25带动带轮一13、转轴一10同步旋转，转轴一10带动相对的锥齿轮三11和锥齿轮四12同步旋转，锥齿轮三11啮合传动带动锥齿轮一7和左研磨辊5同步顺时针旋转，锥齿轮四12啮合传动带动锥齿轮二8和右研磨辊6同步逆时针旋转，实现研磨，最终落入接料箱9中进行下一步工艺。

橡胶混料研磨装置1有利于步骤S1中的部分干燥剂、硫化剂、促进剂等特殊助剂(如：白炭黑、硅烷偶联剂、石蜡油、高岭土）等进行混料处理，进而提高三元乙丙橡胶生产的质量，降低废品率。

实施例5

在实施例1的基础上，如图2、图4所示，还包括步骤6，通过拉伸测试装置38进行拉伸测试，拉伸测试装置38包括：安装座39，底板2右端固定连接安装座39，安装座39顶部固定连接顶板40，安装座39中部固定连接水平方向的检测台41，安装座39底部转动连接水平方向的双向蜗杆轴42，安装座39右侧外壁固定安装测试电机43，测试电机43输出轴固定连接双向蜗杆轴42，双向蜗杆轴42转动贯穿安装座39左右底壁，双向蜗杆轴42的双向蜗杆段分别啮合连接一组左右对称的蜗轮一44，蜗轮一44与安装座39后壁转动连接。

所述蜗轮一44前端固定连接转动杆45，转动杆45铰连接连杆二46，连杆二46的顶端固定连接梯形板47，梯形板47分别铰连接连杆三48和连杆四49，连杆三48铰连接滑动块50，顶板40和检测台41上开设有左右方向的滑槽51，滑动块50与滑槽51左右滑动连接，检测台41前端固定连接刻度尺52，连杆四49的顶端铰连接连接件一53，连接件一53与顶板40固定连接，滑动块50上固定连接上夹板54，下夹板55与上夹板54螺栓连接，顶板40上左右对称固定安装一对距离传感器56，距离传感器56对准滑动块50，距离传感器56与显示屏57电连接，显示屏57与顶板40顶端固定连接。

优选的，检测台41下部还可转动设置前后方向的双向螺杆，双向螺杆与双向蜗杆轴42传动连接（可在双向螺杆中部设置蜗轮，双向蜗杆轴42中部设置与蜗轮配合的蜗杆段），双向螺杆的双向的螺纹段分别螺纹连接有螺纹块，螺纹块上端设置喷头，喷头喷洒调温气体（冷却气体或加热气体），保证橡胶制品处于合适的温度状态进行拉伸试验；双向螺杆带动两个喷头左右移动可扩大喷洒范围。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当步骤S5进行开炼机打包后，进行拉伸率测试使用，通过左右两组上夹板54和下夹板55调节螺栓夹紧橡胶制品，而后测试电机43运转带动双向蜗杆轴42旋转，双向蜗杆轴42啮合传动左右两侧的螺纹相对的蜗轮一44转动，左侧蜗轮一44逆时针转动，右侧的蜗轮一44向相反的方向转动，蜗轮一44带动转动杆45和梯形板47同步旋转，梯形板47带动连杆三48向远离中心方向运动，连杆四49限制降低连杆三48向上的运动趋势，使其沿左右滑动，两侧连杆三48拉动滑动块50和上、下夹板55向外侧滑动，滑动块50在滑槽51一内滑动，此时距离传感器56工作记录拉伸开始时的数据和变化数据最终显示在显示屏57上，通过操作员可以直接观察橡胶制品在刻度尺52是位置变化。

拉伸测试装置38通过同一动力源同时控制左右两侧的拉伸机构工作，提高了能源利用率，同时通过蜗轮蜗杆可以实现自锁，方便操作员观察拉伸率的变化程度，进而更好的生产出低拉伸率，变形小的三元乙丙橡胶。

实施例6，在实施例1-5中任一项的基础上，开炼机包括安装在机架上的活动辊轴和固定辊轴，活动辊轴的两端设置有用于支撑活动辊轴的两个第一轴承，所述两个第一轴承下方的机架上分别安装有滑轨，所述滑轨的滑动方向与活动辊轴的轴向垂直且两个第一轴承座分别与对应的滑轨滑动配合（为现有技术；可参见CN218019522U、CN202283754U）；活动辊轴上可拆卸套设第一辊筒，固定滚轴上固定套设第二辊筒；第一辊筒和第二辊筒外径相同；其中，第一轴承座由驱动装置驱动沿着滑轨滑动；

步骤S5包括：

获取待开炼的产品的信息，所述待开炼的产品的信息包括：待开炼的产品的密度、待开炼产品的厚度、待开炼产品的长度、待开炼产品的宽度；

基于待开炼产品的长度、待开炼产品的宽度确定待开炼产品打三角包后三角包的第一厚度；

基于第一辊筒外径、待开炼产品的长度确定待开炼产品打卷后的卷料的第二厚度；

基于第一厚度、第二厚度，确定开炼机中活动辊轴和固定辊轴的轴线的沿着滑轨滑动方向的第一距离；

；

D为开炼机中活动辊轴和固定辊轴的轴线的沿着滑轨滑动方向的第一距离，为待开炼产品的密度，a为第一厚度，b为第二厚度，/>为预设的待开炼产品在第一辊筒和第二辊筒之间的填充系数（取值为大于1小于2）；M为待开炼产品的材料组分的总种类，/>为待开炼产品的第i种组分的弹性模量；t为单位时长；N为目标的打三角包和打卷的总次数；d为单位厚度；/>为以常数e为底数的对数。

上述技术方案的有益效果为：基于：待开炼的产品尺寸和材料信息，以及打三角包后三角包的尺寸状态、打卷后的卷料的尺寸状态，以及待开炼产品的材料组分的材料信息，确定开炼机中活动辊轴和固定辊轴的轴线的沿着滑轨滑动方向的第一距离，保证第一辊筒和第二辊筒之间的距离合适，保证开炼效果。

实施例7，在实施例6的基础上，还包括：批量开炼之前进行预开炼，预开炼包括：

将与第一辊筒大小、尺寸匹配的模拟辊筒套设于活动辊轴上，模拟辊筒外侧与待开炼产品接触部位嵌设若干测力层，测力层设置若干力传感器；

将待开炼产品进行预开炼，其中预开炼过程中打三角包0.5N次及打卷0.5N次，获取预开炼过程中力传感器检测值；

基于力传感器检测值得到开炼受力状态系数；

；

其中，Q为开炼受力状态系数，为预开炼过程第k个力传感器的平均检测值，/>为第k个力传感器的预设基准（标准）检测值，f为所有的/>的标准差；max表示最大值；N为力传感器的总数量；/>为预设基准标准差；

并对预开炼完成的待开炼产品通过质量检测装置，确定预开炼完成的待开炼产品的第一开炼质量系数；

质量检测装置包括：检测箱，所述检测箱内设置橡胶夹紧装置，分别用于夹紧橡胶周侧，所述三元乙丙橡胶产品水平间隔划分为多个第一区域，每个第一区域均通过超声波检测装置检测，超声波检测装置包括超声波发射单元和超声波接收单元，超声波发射单元用于对每个第一区域不同位置发射超声波并通过超声波接收单元接收通过每个第一区域后的超声波；

；

W为第一开炼质量系数，G为第一区域的总数量，H为超声波检测装置接收的超声波的参数的总数量，为第z个第一区域对应的接收的超声波的第h个参数的实际检测值，接收的超声波的第h个参数的预设基准值（标准值）；/>表示所有的第一区域中第h个参数的最大检测值；/>表示所有的第一区域中第h个参数的最小检测值；/>为超声波的第h个参数对开炼产品质量的影响系数；

基于第一开炼质量系数和开炼受力状态系数确定第二开炼质量系数；

；

R为第二开炼质量系数，、/>分别为第一评估系数（根据开炼受力状态的影响设置）和第二评估系数（根据W的影响设置）；第一评估系数、第二评估系数均取值为大于0小于1；

当第二开炼质量系数在对应的预设范围内，确定当前的第一距离为目标开炼距离，确定0.5N为打三角包及打卷的目标次数；

当第二开炼质量系数不在对应的预设范围内，需要进行调整过程，调整过程为再进行打三角包及打卷开炼和或微调第一距离直至第二开炼质量系数在对应的预设范围内（当不符合要求，W符合要求，微调第一距离；当Q符合要求，W不符合要求，再进行打三角包及打卷开炼），确定第二开炼质量系数在对应的预设范围内时的第一距离为目标开炼距离，对应的打三角包及打卷次数为对应的目标次数；

将第一辊筒套设于活动辊轴上开炼，且以目标开炼距离、打三角包及打卷次数为对应的目标次数进行批量开炼。

上述技术方案的有益效果为：

设置力传感器，可得到与当前的待开炼产品匹配的开炼受力分布状态Q，以及开炼后的质量分布状态（第一开炼质量系数），根据第一开炼质量系数和开炼受力状态系数确定第二开炼质量系数，根据最终的第二开炼质量系数确定合适的目标开炼距离及打三角包及打卷的目标次数，保证批量生产的稳定可靠生产，保证产品质量合格。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1：按照配方中各组分的重量分别称好原料，部分原料预先进行混料；

步骤S2：将密炼机加热初始温度设置到第一温度，前转子转速和后转子转速为第一转速，依次加入三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、内脱模剂和聚乙二醇；

步骤S3：在混炼第一预设时长后加入混料后的白炭黑、硅烷偶联剂、石蜡油、高岭土，混料后第二预设时长后提拴一次，提拴后第三预设时长后排胶；

步骤S4：待胶片冷却至第二温度后投入密炼机，投入硫化剂和硫化促进剂，温度控制在第三温度以下，密炼第四预设时长后排胶；

步骤S5：开炼机将胶料薄通时打三角包后，打卷下片即可混炼出低拉伸率三元乙丙橡胶。

2.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述第一温度为50℃，第一转速为50r/min，第一预设时长为1-2min，第二预设时长为2min，第三预设时长为6min，第二温度为30-50℃，第三温度为90℃，第四预设时长为1min。

3.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的原料质量比中包括：三元乙丙橡胶生胶100份、氧化锌5-7份、硬脂酸0.8-1.5份、内脱模剂1.5-2.5份、硅烷偶联剂1.5-3份、聚乙二醇1.5-2.5份、白炭黑25-50份、石蜡油20-60份、高岭土20-60份、硫化剂1-3份、硫化促进剂1-2.5份。

4.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括si-69、KH550的一种或两种并用；所述石蜡油为不用粘度石蜡油一种或几种并用；所述硫化剂采用硫磺、过氧化二异丙苯、二硫代氨基甲酸盐中的一种或几种并用；所述硫化促进剂为三烯丙基异氰脲酸脂；

所述三元乙丙橡胶材料的制备方法为中用白炭黑作为补强材料，所述白炭黑为不同牌号的沉淀法白炭黑并用，白炭黑为比表面积为175-225；采用过氧化物作为硫化剂。

5.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述三元乙丙橡胶生胶平均相对分子质量范围为55~66万kg/mol，所述步骤S5中的低拉伸变形率为4~8%。

6.根据权利要求4所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1基于橡胶混料研磨装置(1)执行，所述橡胶混料研磨装置(1)包括：底板(2)，底板(2)上固定安装一对左右对称的侧板(3)，左右侧的侧板(3)之间固定连接前后对称的横板(4)，前后侧的横板(4)之间左端转动连接左研磨辊(5)和右研磨辊(6)，左研磨辊(5)和右研磨辊(6)轴心前端分别固定连接锥齿轮一(7)和锥齿轮二(8)，左研磨辊(5)和右研磨辊(6)下方设有接料箱(9)，侧板(3)前端转动连接沿左右方向的转轴一(10)，转轴一(10)上固定连接左右相对的锥齿轮三(11)和锥齿轮四(12)，锥齿轮一(7)和锥齿轮三(11)啮合连接，锥齿轮二(8)和锥齿轮四(12)啮合连接，转轴一(10)右端固定连接带轮一(13)。

7.根据权利要求6所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于：所述侧板(3)顶端固定连接混料箱(14)，混料箱(14)左右两壁之间转动连接搅拌轴(15)，搅拌轴(15)上固定连接若干搅拌杆(16)，搅拌轴(15)左右两端分别固定连接锥齿轮五(17)和带轮二(18)，带轮二(18)轴心右端固定连接驱动电机(19)输出轴，驱动电机(19)与电机支架(20)固定连接，电机支架(20)与混料箱(14)右外壁固定连接；混料箱(14)底端固定连通出料斗(21)，出料斗(21)左端连通出料管(22)，出料斗(21)转动连接左右方向的螺旋杆(23)，螺旋杆(23)右端固定连接带轮三(24)，带轮三(24)与带轮一(13)通过皮带一(25)连接，带轮三(24)与带轮二(18)通过皮带二(26)连接，混料箱(14)顶端从左至右依次间隔固定连通进料箱一(27)、进料箱二(28)和进料斗(29)底端。

8.根据权利要求7所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于：所述进料箱一(27)和进料箱二(28)底壁分别开设有大小不同的若干通孔(30)，所述进料箱一(27)和进料箱二(28)底部均左右滑动连接加料孔板(31)，加料孔板(31)滑动贯穿进料箱一(27)和进料箱二(28)的左右侧壁，混料箱(14)左壁固定连接轴承支架(32)，轴承支架(32)转动连接竖直方向转轴二(33)，转轴二(33)底端固定连接锥齿轮六(34)，锥齿轮六(34)与锥齿轮五(17)啮合连接，锥齿轮六(34)与锥齿轮五(17)外部固定安装润滑箱(35)，转轴二(33)顶端固定连接摇杆(36)，摇杆(36)转动连接连杆一(37)，连杆一(37)铰连接加料孔板(31)右端。

9.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，还包括步骤6，通过拉伸测试装置(38)进行拉伸测试，拉伸测试装置(38)包括：安装座(39)，底板(2)右端固定连接安装座(39)，安装座(39)顶部固定连接顶板(40)，安装座(39)中部固定连接水平方向的检测台(41)，安装座(39)底部转动连接水平方向的双向蜗杆轴(42)，安装座(39)右侧外壁固定安装测试电机(43)，测试电机(43)输出轴固定连接双向蜗杆轴(42)，双向蜗杆轴(42)转动贯穿安装座(39)左右底壁，双向蜗杆轴(42)的双向蜗杆段分别啮合连接一组左右对称的蜗轮一(44)，蜗轮一(44)与安装座(39)后壁转动连接。

10.根据权利要求9所述的一种三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述蜗轮一(44)前端固定连接转动杆(45)，转动杆(45)铰连接连杆二(46)，连杆二(46)的顶端固定连接梯形板(47)，梯形板(47)分别铰连接连杆三(48)和连杆四(49)，连杆三(48)铰连接滑动块(50)，顶板(40)和检测台(41)上开设有左右方向的滑槽(51)，滑动块(50)与滑槽(51)左右滑动连接，检测台(41)前端固定连接刻度尺(52)，连杆四(49)的顶端铰连接连接件一(53)，连接件一(53)与顶板(40)固定连接，滑动块(50)上固定连接上夹板(54)，下夹板(55)与上夹板(54)螺栓连接，顶板(40)上左右对称固定安装一对距离传感器(56)，距离传感器(56)对准滑动块(50)，距离传感器(56)与显示屏(57)电连接，显示屏(57)与顶板(40)顶端固定连接。