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橡膠壓延工藝及注意事項

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橡膠壓延工藝及注意事項

發布日期:2018-07-03 作者: 點擊:

橡膠壓延工藝


壓延是指将混煉膠在壓延機上制成膠片或與骨架材料制成膠布半成品的工藝過程,它包括壓片、帖合、壓型和紡織物挂膠等作業。


一:壓延機


壓延機一般由工作輥筒、機架、機座、傳動裝置、調速和調距裝置、輥筒加熱和冷卻裝置、潤滑系統和緊急停車裝置等組成。

壓延機種類很多,為适應不同的工藝要求,共組輥筒有兩個、三個和四個不等。


兩輥排列形式有立式和卧式。

三輥排列形式有直立型、L型、三角型等。

四輥排列形式有L型、Z型和S型等多種。

輥筒的數量及其排列形式對各種工藝操作的難易、壓延半成品質量的高低都有很大影響。


按工藝用途來分,主要有壓片壓延機、擦膠壓延機、通用壓延機、壓型壓延機、貼合壓延機、鋼絲壓延機等。


壓片壓延機:用于壓延膠片或紡織物貼膠。大多為三輥或四輥,各輥速度相等。

擦膠壓延機:用于紡織物的擦膠。通常為三輥,各輥間有一定的速比,中輥速度大于上下輥的速度。膠料借助中、下輥之間的速比擦入紡織物中。

通用壓延機:也稱萬能壓延機,兼有上述兩種壓延機的作用。通常為三輥或四輥,各輥間的速比可以改變。


二:壓延工藝


1:壓延前的準備工藝

在進行壓延前,需對膠料及紡織物進行預加工,即準備工藝。


1.1 膠料的熱煉及供膠


膠料進入壓延機之前,需要先将其在熱煉機上翻煉,這一工藝過程稱之為熱煉或預熱。熱煉的目的是提高膠料的混煉均勻性,進一步增加膠料的可塑性,提高膠料的溫度,增大熱可塑性。熱煉過程一般分兩步,都是雜開煉機上進行,第一步叫粗煉,通過低溫薄通,使膠料變軟而均勻;第二步叫細煉,輥距較大,輥溫較高,以提高膠料溫度,獲得較大的熱可塑性。同時增進膠料與紡織物的粘合性。粗煉輥溫一般為40℃-45℃;輥距2-5mm;薄通7-8次。而細煉輥溫一般是60℃-70℃;輥距7-10mm;翻煉6-7次。

熱煉和供膠過程:粗煉—細煉—供膠—壓延機壓延。


 

1.2 紡織物烘幹


為了提高膠料與紡織物的粘合性能,保證壓延質量,需要對紡織物進行烘幹,減少紡織物的含水量,一般控制含水率在1%-2%之内,含水率過大将降低橡膠與紡織物的粘附力,但過于幹燥會使紡織物變硬,在壓延過程中受損傷,降低強度。另外在烘幹過程中,使紡織物溫度升高也有利于橡膠分子通過熱運動滲透到紡織物縫隙中,增進橡膠和紡織物的粘合。

紡織物的烘幹一般在立式或卧式幹燥機上進行,幹燥機是一系列幹燥輥組成。經幹燥後的紡織物直接進入壓延機壓延,不能停放,以免吸濕回潮,因此,實際上烘幹機是與壓延機組成聯動裝置的。


2:壓延工藝流程


1)壓片

壓片是将已預熱好的膠料,用壓延機在輥速相等的情況下,制成一定厚度和寬度的膠片,可采用兩輥、三輥或四輥壓延機進行。


 

A:影響壓片的速度分析如下


 輥溫 輥溫取決于膠料的性質,通常含膠率高或彈性大的膠料,輥溫應高些(增大熱可塑性);含膠率低或彈性小的膠料,輥溫應該低些。另外,為了使膠片在輥筒間順利壓延,各輥筒間應有一定的溫差。例如,天然橡膠包熱輥,膠片由一個輥筒移到另一個輥筒時,後者的輥溫應該高些;而一般合成橡膠則相反,易包冷輥,故此時輥溫的順序應與天然橡膠相反。

 膠料可塑度 可塑度大,流動性好,膠片光滑,收縮性小,但可塑性太大時易産生粘輥現象;可塑度低,流動性差,膠片不光滑,收縮率大。

 輥速 輥速快,生産能力大,但收縮率大,表面不光滑。壓延機的輥速應根據膠料的可塑度、溫度而定。


B:壓片中常出現的質量問題及原因


壓片的質量要求是:表面光滑、厚度均勻、無绉、内部膠料緻密、無氣泡等。常出現的質量問題原因如下:

内部有氣泡:因配合劑含水率高、軟化劑揮發性大、壓延溫度高、積膠過多、膠卷放入的不當、返回膠含水多、壓延膠片太厚等。

表面皺縮:因膠料可塑度低、收縮率大、膠料與返回膠配比不均、熱煉不均等。

膠片表面不光滑:因膠料的可塑度低、輥溫低、壓延速度快、膠料有自硫膠粒等。

膠片厚度不均:因膠料可塑度不均、膠溫波動大導緻收縮不均、兩側輥距不一緻、卷取松緊不一樣等。


 

2) 貼合

貼合是通過壓延機将兩層薄膠片貼合在一起的工藝過程。通常用于制造較厚、質量要求較高的膠片和兩種不同膠料組成的膠片、夾布層膠片等。

貼合方法有二輥壓延機貼合法、三輥壓延機貼合法、四輥壓延機貼合法。四輥壓延機貼合效率高、質量好、精度高,但壓延效應大。


 

3)壓型

壓型是将膠料制成一定斷面形狀的半成品或表面有花紋的工藝過程,如制造膠鞋大底、力車胎胎面等。壓型可用二輥、三輥、四輥壓延機進行,其中必有一個輥或數個輥筒刻有花紋。

對壓型的要求是:規格準确、花紋清晰、膠料密緻。

在膠料配方及工藝操作上應注意入下幾點:

配方中應加入适量的填充劑,以降低含膠率,使壓延規格、形狀準确、花紋清晰;

配方中加入适當的軟化劑,提高膠料的可塑性,降低彈性;

必要時可加入适量的再生膠,再生膠可降低壓延、壓出的膨脹率,提高半成品的挺性,從而使其規格準确、花紋清晰;

保證膠料有恒定的可塑度,為此對混煉膠的可塑度、熱煉程度、返回膠摻用比例等都要嚴格控制;

壓型過程中采用提高輥溫、降低轉速等方法提高壓延質量;

壓延出來的半成品應迅速冷卻,使花紋定型、防止花紋流動變形。


 

4) 紡織物挂膠


A:挂膠方法 


挂膠方法可分為貼膠、壓力貼膠和擦膠三種。

貼膠:是在壓延機上利用兩個轉速相同的輥筒将一定厚度的膠片貼于紡織物上的過程。貼膠常用三輥壓延機或四輥壓延機,三輥一次隻能貼一面,四輥一次可貼兩面。在貼膠時,進行貼合的兩個輥筒的轉速應相同,但供膠的兩個輥筒的轉速則即可相同,又可不同,有一定速比,有利于消除氣泡,貼合效果較好。

壓力貼膠:這種方法形式上與貼膠相同,區别是兩個貼膠輥筒之間也有一定量的積膠存在,利用堆積膠的壓力将膠料壓入布縫中。此法橡膠附着力好,但簾線易受損害。

擦膠:擦膠是利用壓延機輥筒速比不同所産生的剪切力和輥筒的擠壓力,将膠料擠壓擦入紡織物縫隙中去的過程。它通常是在三輥或四輥壓延機上進行的。

擦膠時工作輥筒的速比在1:1。3-1:1。5範圍内,速比越大,擦入力越強,膠料的滲透就越好,但紡織物受到的伸張力也越大,擦膠通常隻用于帆布挂膠。


 

B:挂膠工藝中的主要影響因素


 

可塑度:可塑度大,膠料流動性好,滲透力強,膠與布附着力好,膠布表面光滑,收縮率小,但硫化膠強度低。以天然橡膠的貼膠可塑度為0.4-0.5、擦膠可塑度為0.5-0.6較為合适。

輥溫:輥溫高,膠料的熱塑性提高,但溫度過高時易産生焦燒。

輥速:輥速大,壓延速度快,生産能力大,但膠料受力時間短,而收縮率大,膠布表面不光滑。而且由于受力時間短,膠料滲透到布縫中的能力下降,膠與布的附着力下降。輥速慢則效果相反。一般輥速視膠料的可塑度而定,可塑度大,輥速快;可塑度小,輥速慢。

輥距:壓延時,上、中輥起供膠作用,其輥距大小根據挂膠厚度來定。中、下輥起貼合作用,其輥距大小直接影響挂膠質量。如中、下輥輥距過小,則紡織物不易通過或者易被壓壞;若輥距過大,則失去輥的壓力作用,膠層不能很好地貼在紡織物上,附着力差。


 

C:挂膠中常見的質量問題及原因


掉膠:即膠層剝落下來。原因:紡織物幹燥不好,含水率高;布面有油污、灰塵等雜物;膠料熱煉不均,可塑度小;壓延溫度低、速度快、輥距過大等。

簾布跳線、彎曲:膠料可塑度不均;布卷過松;中輥積膠過多,局部受力過大;簾布緯線松緊不一。

出兜:這是簾布中部松而兩邊緊的現象。原因:紡織物受力不均,中部受力大于邊部;紡織物本身密度不均勻,伸長率不一緻。

壓偏、壓壞、打折:壓偏是由于輥距一邊大一邊小、遞布不正、輥筒軸承松緊不一緻造成;

壓壞一般是由于操作不當所緻,如輥距、速度、積膠控制不好等原因造成。打折則是由于墊布卷取過松、挂膠布與冷卻輥速不一緻引起的。

表面麻面或出現小疙瘩:原因一般是膠料熱煉不足、可塑度小;熱煉不均勻;溫度過高産生自硫或膠料中含有自硫膠粒等。


 

三、幾種常用橡膠的壓延特性


1)天然橡膠

熱塑性大、收縮率小、壓延容易。天然橡膠易粘附熱輥,壓延時應适當控制各輥的溫差,以使膠片能在輥筒間順利轉移。


2)丁苯橡膠

熱塑性小,收縮率大,因此用于壓延的膠料必須充分塑煉。由于丁苯橡膠對壓延的熱,敏感性很顯著,其操作與天然橡膠有所不同,壓延溫度應低于天然橡膠(一般低5℃-15℃),各輥溫差由高到低。


3)順丁橡膠

壓延溫度應比天然橡膠低些,壓延的半成品較丁苯橡膠膠料光滑、緊密和柔軟。


4) 氯丁橡膠

通用型氯丁橡膠在75℃-95℃時易粘輥,難于壓延。壓延應采用低溫法(65℃以下)或高溫法(95℃以上)。壓延後要迅速冷卻。若在膠料中加入少許石蠟、硬脂酸或摻用少量順丁橡膠可減少粘輥現象。


5) 乙丙橡膠

壓延性能良好,可以在廣泛的溫度範圍内(80℃-120℃)連續作業,溫度過低時膠料收縮率大,易産生氣泡。另外,壓延膠料應選擇适當的門尼粘度。


6) 丁基橡膠

在無填料時不能壓延,填料多時則較易壓延。丁基橡膠粘冷輥,脫熱輥,壓延時各個輥筒應保持一定的溫度範圍。


7) 丁腈橡膠

熱塑性小,收縮性大,在膠料中加入填充劑或軟化劑可減少收縮率。當填充劑的重量占生膠重要的50%以上時,才能得到表面光滑的壓延膠片。丁腈橡膠膠料粘性小,易粘冷輥。


 

四、橡膠壓延的注意事項


 

  橡膠的壓延工藝包括将膠料制成一定厚度和寬度的膠片;在膠片上壓出某種花紋,以及在作為制品結構骨架的織物上覆上一層薄膠(如插膠、貼膠)等。根據産品的種類和外觀的不同,具體壓延工藝有壓片、壓型、簾布貼膠和帆布擦膠。橡膠經壓延制作出的成品(橡膠氣囊、堵水氣囊等)使橡膠本身的特性加強。


 

  用作壓延的膠料,應要求有良好的包輥性,流動性,焦燒性和收縮性。在進行配方設計時,應注意以下幾點:


 

  1、各種生膠的壓延特性:天然生生膠強度高,包輥性好,流動性好,易于進行壓延,順丁膠次之,氯丁膠包輥性好,但對熱敏感性大,易産生粘輥,丁苯膠和丁晴膠流動性差,比較難以進行壓延,壓延膠片收縮性大,無論選用哪種生膠,都須有足夠低的粘度值,才能獲得良好的流動性;

  2、填料的選擇:在一般壓延中,都要配入一定量的填料,有利于壓延操作,炭黑,白炭黑,碳酸鈣都很适用。陶土不宜使用,再生膠有利于壓延;

  3、加入軟化劑可取得良好壓延效果,但應根據具體的壓延作業的要求加以選用,壓片要求膠片有一定的挺性,不易變形,采用增塑作用不太大的軟化劑:如油膏。固體古馬樹酯,瀝青,松香等;

  4、硫化體系:壓延制作通常在較高溫度(90-110℃)下進行,、對于硫化體系的選擇首先應考慮不易焦燒。通常壓延膠料的門尼焦燒時間應控制在20-25分鐘以上。


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