橡胶加工工艺

橡胶加工工艺

一、 原材料

各类原材料要分类存放，如各种生胶、促进剂、活性剂、心老剂、补强填充剂、液体软化剂、硫黄硫化剂等几大类，要求清楚明确，井井有条，符合生产流程和工艺要求。

二、 原材料的配合

1、 配合剂的准备加工：

a) 粉碎：块状及粗粒状配合剂，使用前，需加以粉碎磨细（如固体古马隆、树脂松香等）。

b) 干燥：对易吸湿配合剂或本身含水份量大的配合剂需干燥处理或保持干燥。

c) 筛选：对含有机械杂质（如砂石、木屑其它等）较多的材料，应根据胶料要求按一定规格筛网筛选。

2、 配合剂的称量：

原材料的称量配合是按照配方规定的生胶及配合剂品种、规格、用量进行称量和配合。

a) 配合剂称量配合基本原则：精密、准确、不错、不漏。

b) 称量工具选择：为减少称量上的误差，原则上规定500g以下物料应用天平称量，误差±0.5g，500~5Kg物料应用台称称量，误差±5g，5Kg以上物料在磅称上称量，误差为±50g。

c) 误差范围：除了量具误差外，配合剂的称量误差应小于0.5%，超出则会影响产吕质量（特别是硫化剂、促进剂类的小配合剂）。

d) 胶料的称量：标准生胶件应切割成10Kg以下的小块，再按配方要求准确称量后，备于投料使用，误凑巧不超过0.5%。

e) 操作：生胶配合剂的称量配合，应严格按照每日生产计划及配方要求进行，保正精度，避免药品的漏用和错用，称好的配合剂合理装载，做好标识，按一定的规则顺序放置备用，混炼时按一定的工艺要求顺序投料。

f) 质量控制：对具体胶料及所用的配合剂应有明确的文字标识，并设质量跟踪卡，以便质量检查及生产管理。

三、 混炼工艺

1、 生胶的塑炼：

a) 投料：开炼机塑炼及混炼时，所有生胶、母胶、并用胶，须在靠炼胶机大齿轮一则加入。

b) 根据各种不同的生胶性能，应采用不同的塑炼方法，具体如下：

1) 天然胶：一段塑炼：以0.5~1mm辊距将生胶破开，薄通落盘，如此重复过机到规定时间或次数。一般为10~15min，具体视可塑度要求适当增减时间次数，然后打三角包，停放4~8h冷却，以待二段塑炼或使用。

二段塑炼：将一段塑炼的生胶包辊后，调节辊距到5mm，将生胶连续从左到右和从右到左地切割倒合三次以上或到规定时间为止，若与一段连续塑炼为5min，单独二段为10~15min，然后下片冷却，停放4h以上，混炼备用。常规辊温45℃左右，可塑度要求0.45以上。

注：低硬度（50°以下）胶料生胶（包括其它胶种）塑炼需分二段到三段塑炼，若为二段塑炼，则进行两次一段塑炼；若为三段塑炼，则进行两次一段和一次二段塑炼。每段之间胶料需停放4h以上冷却，确保生胶可塑度及混炼时配合剂的分散。

2) 丁腈胶：宜采用低温、小辊距、低容量的塑炼方法。辊距2~3mm，塑炼时间20~30min，操作与天然胶基本相同。

3) 丁苯、丁基胶：混炼前不需塑炼，若特殊需要则薄通几次，丁基胶要注意清洁，严防其它胶混入，影响质量。

4) 顺丁胶：顺丁胶的塑炼对可塑度变化不大，塑炼只为方便操作，可适当过薄通。

5) 氯丁胶：氯丁胶不宜长时间塑炼，宜短时间、低温度塑炼，辊距5~6mm过胶3~4次，小辊距薄通10~15min，5~6mm辊距下片，辊温40~50℃。

c) 塑炼好的生胶，应检验可塑度（衡量胶料操作性能及影响后继工艺质量的标准），合格才能使用。

2．炼胶工艺（混炼）

1) 辊距：在一定装胶容量下，辊距一般为4~8mm，小辊距入粉。

2) 辊温：天然胶混炼控制辊温在50~60℃之间，合成胶混炼则在40℃以下。

3) 装胶量：合理的装胶量是根据胶料全部包覆前辊后，并在两辊筒上面存有一定数量的堆积胶。

4) 混炼时间：为使配合剂分散均匀，及控制胶料的物理机械性能，天然胶混炼控制在20~30min，合成胶相对长时间一些，（应以全部入完配合剂，并割胶翻炼均匀为准）。

5)加料顺序：开炼机常用的加料顺序为：生胶（包括并用胶、母炼胶、再生胶等）——固体软化剂——活性剂——促进剂——防老剂——补强填充剂——液体软化剂——超促进剂——硫磺，促进剂与硫磺应分开加，硫磺最后加。

注：硫磺在丁腈胶中不易分散，与小配合剂（如氧化锌等）在混炼时应先加，促进剂最后加，其它加料顺序相同；对含硫量30~50份的硬质胶亦应先加入，促进剂最后加。

6) 混炼中，为使配合剂分散均匀，须充分混炼并进行适当的割胶翻炼手法。

常用的翻炼手法有如下几种：

a、斜刀法（八把刀法）：

将胶料在辊筒上左右交叉打卷使之均匀，操作时一手持刀按与辊筒水平线成75°斜角进行割胶，另一手扶住胶卷使之与辊筒水平成15°斜角，借助辊筒转动打卷，待堆积胶将消失时，即将胶卷推入辊筒中进行混炼，这样从左到右，从右到左，反复进行八次。

b、三角打包法：

将辊筒上的胶片横向割断，然后将胶片左右两边交替向中间折叠起来，在前辊上打成三角形的胶包，待胶料全部过辊后，再将三角包插入辊筒中，如是反复几次。

c、打扭操作法：

将胶片横向割断后，用手使其附在前辊上随辊筒转动成扇形，由左向右或由右向左移动，然后从胶片的一边垂直投入炼胶机辊筒中使之混合。

d、捣胶法（走刀法）：

这种刀法是割刀先从左向右割胶至右边一定距离时，将刀锋转90°角继续割胶，使胶片胶片割后落在衬盘上，待堆积胶将消失时停止割胶，让割落的胶料随附在辊筒上的余胶带入辊筒右方，然后再从右到左进行同样割胶，反复数次，使之混炼均匀。

7) 混炼好的胶料下片后停放冷却，标明类别用途，一般须停放8h以上，才可进一步使用，以防止胶料收缩对后继工艺的影响。

8) 混炼胶的质量检测：

@ 可塑度、门尼粘度（无名数）

@ 门尼焦烧时间（min）

@ 硫化特性（T10，T90）（min）

@ 拉伸强度（Mpa）

@ 100%、300%定伸（%）

@ 伸长率（%）

@ 永久变形（%）

@ 硬度（SHA）

@ 老化性能变化率（%）

@ 回弹率（%）

@ 撕裂强度（KN/M）

@ 磨耗（Cm3/Km）

@ 压缩永久变形及压缩生热（%/℃）

@ 屈挠龟裂（龟裂等级/屈挠次数）

@ 其它：耐油、耐磨、粘着力等。

作为日常生产，对每一份胶料必需作常规项目检测，如：可塑度、门尼焦烧时间、硬度、拉伸强度、扯断伸长率、变形等，其它项目可按所需进行抽检测试。

附：一些常用胶种混炼工艺：

A、三元乙丙胶：

1)辊距0.7~2mm，辊温40℃以下，生胶包辊后再适当调整辊距；

2)均匀加入1/2的混合氧化锌、炭黑、硬酯酸和油等料；

3)每边割刀（辊筒长3/4）各三次，再加剩余1/2混合料，全部混入后。每边各割刀三次；

4)均匀加入硫磺；

5)每边割刀三次，割刀时间稍长，10~15S/刀；

6)下料，调节辊距，薄通6次；

7)下片，冷却，室温停放6h以上才能使用。

B、氯丁胶：

1)辊距6mm（充分冷却水）；

2)加入生胶包辊并割胶打卷2~3次；

3)加氧化镁、防老剂、防焦剂等小料，均匀入粉；

4)加硬质填料，软质填充剂等粉料，均匀入粉；

5)加软化剂油等；

6)加氧化锌、铅丹、促进剂等，均匀入粉；

7)左右各割胶打卷6次，下片冷却；

8)混炼时间15~25min，辊温不宜超70℃。

C、天然胶、丁苯胶、顺丁胶：

1)按常规加料顺序：生胶——固体软化剂——小料——炭黑、填充剂——液体软化剂——超促进剂——硫磺——薄通——下片。

2) 辊温一般50~60℃。

D、丁腈胶：

1)小辊距，加生胶压软包辊；

2)适当放大辊距，加硫磺，薄通2~3次，并割胶翻炼，使硫磺分散均匀；

3)加氧化锌、防老剂、硬酯酸等小；

4)绶慢加入1/3~1/2补强填充剂，均匀入粉；

5)加入剩余的补强填充剂，增塑剂（酯类）左右交叉割胶翻炼数次；

6)加促进剂和过氧化物等，继续割胶翻炼，均匀后，薄通下片；

7)混炼时间25~40min，辊温50℃左右。

E、硅胶、氟胶半成品胶混炼：

1)小装胶量，热炼、加小配合剂混炼分散均匀；

2)下料薄通数次，消除汽泡；

3)按所需厚度出片；

4)半成品胶料最好及时硫化，时间不宜过长，停放超24~48h需返炼，重新出片，所有返炼胶（包括一些处理胶料）需薄通三次以上，且模压流出胶、一些质量较差的胶在原胶料掺用量不能超过20%，最大不能超过30%。

混炼胶物性检测标准，参考相关标准执行。

四、成型

在橡胶制品的生产过程中利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程?称之为成型。成型的方法有

1.压延成型

适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。 有些橡胶制品?如轮胎、胶布、胶管等所用纺织纤维材料必须涂上一层薄胶在纤维上涂胶也叫贴胶或擦胶??涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干的目的是为了减少纤维材料的含水量以免水分蒸发起泡?和提高纤维材料的温度以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。

2.压出成型

用于较为复杂的橡胶制品?象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶放入到挤压机的料斗内在螺杆的挤压下通过各种各样的口型也叫样板进行连续造型的一种方法。压出之前胶料必须进行预热使胶料柔软、易于挤出从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。

3.模压成型

也可以用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品?借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。

五、硫化

把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化它是将一定量的硫化剂如硫磺、硫化促进剂等加入到由生胶制成的半成品中在硫化罐中进行在规定的温度下加热、保温使生胶的线性分子间通过生成“硫桥”而相互交联成立体的网状结构从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成所以称为“硫化”。随着合成橡胶的迅速发展现在硫化剂的品种很多除硫磺外还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因此凡是能使线状结构的塑性橡胶转化为立体网状结构的弹性橡胶的工艺过程都叫硫化凡能在橡胶材料中起“搭桥”作用的物质都称为“硫化剂”。

硫化后的弹性橡胶叫硫化橡胶又叫软橡胶俗称“橡胶”。 

硫化是橡胶加工的一个最为重要的工艺过程各种橡胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的橡胶在使用上是没有什么使用价值的,但欠硫硫化程度不够?硫化时间不够未能达到最佳状态和过硫硫化时间超过、性能显著下降都使橡胶性能下降。所以生产过程中一定要严格控制硫化时间?以保证硫化后的橡胶制品具有最好的使用性能和最长久的使用寿命。