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常见问题

原来密炼机混炼有这么多知识

所属分类:常见问题 点击次数:142 添加时间:2023-10-10
1、一段混炼法 是指一次性完成所有配合剂的加入而制备混炼胶的方法,常用于制备那些焦烧性能良好、不含或只含少量活性配合剂的胶料。为使混炼中胶料温度不致上升过快,一般在密炼机中进行一段低速混炼。其方法是依次往塑炼好的生胶中加入配合剂(包括填料、操作油、硫化剂、促进剂等)。混炼周期根据胶料特性及转子转速而定。一段混炼时,一般在密炼机结束前约60s内加入硫化剂与促进剂,或是在排料后的下片在开炼机上加硫化剂与促进剂。但无论采用哪一种方式加入硫化剂与促进剂,操作时的混炼胶温度必须控制在110度(硫磺与促进剂体系)或120度(DCP硫化体系)以下,以防胶料焦烧,并且要根据不同的硫化体系进行调整。不易分散的配合剂或用量较小的配合剂,通常均可制备成各种母胶颗粒或油膏状混合物,以方便加入并快速混入胶中。


一段混炼法必须严格遵守配合剂的加入顺序、混炼温度、混炼时间等工艺条件的要求,同时还应注意上顶栓的压力及上顶栓在混炼过程中的位置。相对于二段或多段混炼法,节省了每段之间的压片、冷却与停放时间,提高了生产效率,降低了混炼胶的制造成本。但前提是对密炼机性能(主要是冷却能力、调速能力和温控能力)要求较高,并且要有足够的混炼时间以达到所要求的分散程度。


一段混炼法缺点是:制备出的混炼胶料可塑度较低(门尼粘度较高),炭黑等配合剂有时不易分散均匀,容易产生焦烧危险,硫化胶的物理机械性能相对较低。


一段混炼法仅适用于一般用途(硫化速度相对较慢)的混炼胶制备,对于大密炼机应谨慎使用,对于高填充、高粘度或高硬度混炼胶料的制备也要谨慎对待。作为改进,可将密炼机排出的胶料在下片开炼机上充分降温后再加入硫化剂与促进剂。


2、二段混炼法与一段混炼法基本相同,只是不含有硫化剂及活性大的促进剂。首先制成一段混炼胶(通常称为母炼胶),然后下片冷却停放一段时间(一般在16h以上)。为了使炭黑更好地在橡胶中分散,并提高生产效率,通常采用快速(40r/min以上)密炼机来制备一段母炼胶,有时也将母炼胶的制备过程与塑炼过程结合并起来进行。其后的二段混炼是在一段混炼的基础上,再加入硫化剂、促进剂等剩余配合剂进行补充混炼。二段混炼可以在密炼机上进行也可在开炼机上进行。通常采用慢速密炼机或捏炼机进行二段混炼,以便在较低的温度下加入硫化剂与促进剂,并具有较高的生产效率。在密炼机中进行的二段混炼时间一般为2-4min。


二段混炼总是能使微细粒子的炭黑获得更好地分散性,对于含有大量这种炭黑的某些胶料,则不论用何种类型的密炼机,可能都要分成二次甚至更多次加入为好。


二段混炼优点:要求更好地润湿性和分散性,如挤出的密封条胶料;含快速硫化剂或发泡剂的胶料。如在混炼末期密炼机中的温度很高,可以采用二段密炼法,即将一段混炼的胶料冷却下片、停放,然后再次投入密炼机中,进行第二段加硫化剂的混炼。对于一些低粘度的软胶,由于混炼后期温度的升高使胶料粘度变得更低,混炼时产生的剪切力过小,不足以打开炭黑聚集体或一些结团的配合剂粒子,这是采用二段混炼,可以提高这些低粘度软胶料的分散性。


采用二段混炼法对提高胶料的质量,改善胶料的工艺性能具有良好作用;可显著提高胶料的分散均匀性和硫化胶的物理机械性能;可减少由持续高温引起的焦烧倾向。


乙丙橡胶的一个主要优点是其大多数胶料均可采用一段密炼法制备混炼胶!在密炼机中进行二段混炼时应注意:


1、加入硫磺、促进剂的初始混炼温度应低于90度,且排料温度应不超过110度,混炼时间一般不能超过2分钟,防止焦烧。


2、加入吸湿剂氧化钙一般不能在超过120度的条件下长时间混炼,否则应开炼加入。


3、窜联混炼法:传统的一段混炼法局限于较软或硫化较慢的胶料制备以及中小型设备的采用。这是由母炼胶制备后密炼机设备的冷却要求所决定的。是由二台窜联密炼机机组所构成,前一设备在后一设备之上,上面的密炼机可以使剪切型的,生产一段母炼胶料。密炼机可保持高转速、高温度或长时间混炼,以获得更好地均匀分散性。密炼机的正常混炼周期一结束,热胶料即排入下面的密炼机中。下面的密炼机容积大于上面密炼机,转速较低并具有较强的冷却能力,可使胶料温度在不到2分钟内迅速从140度下降到100度以下,然后将反应性配合剂加入到下面的密炼机中,再以15转每分钟的典型转子转速混炼1到2分钟后排料。


4、传统混炼法又称标准混炼法或正序法,通常是指所有聚合物先加入,在密炼机中进行渗混,随后再加入填料和液体组分,从最难混入和分布的组分开始,因为它们需要分散功。这种方法混炼周期时间较长,但对老式密炼机却很适用,这些密炼机剪切速率较低,冷却能力一般。


5、逆序混炼法又称反序或倒序混炼法,即先把除硫化剂、促进剂以外的其它配合剂先投入到密炼机中,然后再投入生胶进行混炼的方法。常用于那些自粘性有限的聚合物,如EPDM。当聚合物含量较低时(15%-25%)也常常采用此工艺。逆混法主要优点是改善分散性,缩短混炼时间,适用于生胶粘性差和高填充配合胶料的混炼。缺点是在混炼初期所需功率较高,有时会导致密炼机停机,其次是会出现分散不佳的情况。值得注意的是用这种逆序混炼对补强填料不能进行很好的分散,若使用精细炭黑粒子,则胶料可采用传统混炼法或后期加油工艺。


当EPDM采用逆序进行一段混炼时,填料、操作油和小料加入后,允许短暂混合后,在加入聚合物和落下上顶栓。硫化剂可以与氧化锌和硬脂酸等小料一起加入,若他们活性很强也可以在混炼周期的后期加入。较难混入的硫化剂也可与小料同时加入,剩余部分在混炼后期加入。但应严格控制胶料的温度。


对那些没有特别分散要求的大多数乙丙胶料,均可采用逆序混炼法。


6、后期加油混炼法,这种混炼工艺是在投料时,先将除了操作油以外(当然还有硫化剂)的所有配合剂在混炼的初始全部加入,并且有足够的输入功率混炼,使其在1到2分钟内完成混入、分散和分布。此时,密炼机中的温度达到130-140度,然后选择一种既能维持又能对混炼作用稍加调整的速率,开始注入操作油。该法一度广泛用于轮胎胶料的一段混炼,同时得到高的产出和良好的炭黑分散性。该法目前已不盛行,其原因是高结构的炭黑在没有操作油存在时也能被分散。


在密炼机上混炼乙丙橡胶,如采用标准混炼法或逆序混炼法都容易制备胶料,但在填料和增塑剂用料较大的情况下,最适宜采用逆序混炼法。如果可能的话,尽量减少密炼机加料次数,因为加料次数过多会影响分散和延长混炼时间。密炼机混炼乙丙橡胶在短时间内即可完成。不含硫化剂的母炼胶混炼时,混炼周期一般为3到5分钟,排料温度一般为120到150度;含有硫化剂、促进剂的胶料混炼时,一般为4到6分钟,排料温度不超过110度(硫磺、促进剂体系)或120度(过氧化物体系)。为了获得最佳的混炼效果,对于低门尼粘度或低硬度的乙丙橡胶混炼时,建议每车料的装胶料应比计算值增加10-15%;反之,对于高门尼粘度或高硬度胶料混炼时,每车料的装胶料应比计算值低5-10%。以获得最好的分散效果与生产效率的匹配。
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