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浅谈橡胶助剂造粒工艺与应用

浅谈橡胶助剂造粒工艺与应用

发布日期:2017-09-07 作者: 点击:

      众所周知,在橡胶工业产品加工中,除了橡胶主材以外,还必需要填加众多配合助剂,诸如硫化体系各种助剂,填充补强体系各种助剂,防老体系各种助剂等等,经过科学设计,组成配比,经混炼,成型和交联反应,成为硫化产品,方能实现其应用价值。由于大部份助剂均以粉体形体存在,在混炼中,难免飞场,为改变此状况,近百年来,橡胶机械科技人员,不懈努力,研发创新,从开炼机配炼加料,到密炼机投料,再到当今上辅机电脑程控自动计量密闭投料,逐步实现清洁化配炼生产。

      回想起上世纪五十年代,当工业发达国家,在使用密炼机手工投料操作时,我国还处在用开炼机上加炭黑,相隔不到几步远,己看不清操作人面孔,回忆五十年代初,在全国最大的部属国营第二橡胶总厂第二炼胶车间,黑乎乎的炭黑粉尘,弥漫整个车间,操作人除了眼球及牙齿是白的,其他都是一片黑。炼胶车间工人在饭堂排队打饭,竟另设通道,因为移步走动,身上炭黑会给他人造成不便,[巧的是,六十年后,2016年,在浙江省NB市参观一间橡胶厂时,又重现上述开炼机加炭黑的现场景象,不同的是,操作工多了一个防毒面具应对人类对环境保护和橡胶工业生产的自控,工业发达国家从源头创新研发,早在上世纪八十年代,基本实现对橡胶助剂的预分散造粒,并实现工业化生产。根据橡胶助剂物料性质,配方设计对制品的使用功能,和生产流程,把粉状或块状的橡胶助剂,加工成球状,半球状,圆柱状,碎片状,以改进配炼车间工作环境和方便操作。为实现绿色环保化生产提供了保障。同时也对各种配炼助剂的明显识别,防错,提高配炼效率起着很大作用。

    目前橡胶助剂的预分散造粒方法有四种:

    一、干法造粒,[对辊式]

    二、湿法挤出造粒

    三、回转带式冷凝造粒

    四、载体预分散包覆造粒。

    以上各种方法,可以根据助剂性状特点去采用。

    1、对辊式干法造粒的特点是助剂粉料经机械压力而成型,不添加任何分散和润湿物质,生产的产品,保证"原汁原味","纯"字占优,同时工艺流程简便,突出"压缩",堆积比重提高,减少干燥过程,如多组分抗氧剂复配就可用此法,以各单组分抗氧剂,按比例投入混合器中混合,混合后粉料进行压片造粒,经破碎筛分后,得到不规则的片状复配颗粒料;

    2、湿法造粒,是在固体粉料与液体共存,加入适量粘合剂,湿润剂,以固相为主的分散体中,利用分散体的自粘性能,通过机械施加的挤压力作用,使物料中固相基本微粒靠液体的界面作用,相互粘接,压实,并挤出造粒法,从设定的模板开孔挤出,形成一定形状和粒度均匀的颗粒,其形状一般为直径为1.0一8.0mm圆柱状。湿法造粒的特点为:固液相共存[对低软化点物料湿含量极低,或无湿份,但造粒过程使物料局部软化或熔化形成固液相共存。固相中的基本微粒无塑性变形,造粒后的颗粒物料,要进行干燥处理,对软化点低的物料需干燥,冷却处理。对无自粘性的物料,在造粒时要添加粘结剂或能溶解固相的溶剂,以有利于造粒。像促进剂M,DM,CZ,D,NS等都可用此法造粒。

    3、滴液造粒。[回转带式冷凝造粒。利用助剂物料的低熔点或低软化点特性,根据物料熔融态时的粘度范围,通过特殊的布料装置将熔融液料均匀布在下方匀速移动的钢带上,同时在钢带下方设置的连续喷淋装置的强制冷却的作用下,使得物料在移动,输送过程中得以冷却,固化,形成半球状,条状,片状产品,从而达到连续造粒成型。采用此法造粒的,如防老体系:RD,4010NA,4020,DTPD等,以及粘合体系助剂如有机钴盐系列;加工助剂如增塑剂,防护蜡,分散剂,均匀剂,脱模剂,辛基增粘树脂等。采用滴液冷凝造粒,能做到连续滴液冷凝固化,产品形状规整,无锐角,成粒率高,还可以通过布料器转速或进料流量的调节,来控制粒度规格。

    4、载体预分散包覆造粒:是以定量聚合物为载体,将定量橡胶助剂微粒,均匀地预分散到聚合物中,使助剂微粒表面形成载体包覆层,同时由聚合物将助剂物料的微粒,相互粘连,团聚,并通过挤压成型机,挤出条状,经切粒机冲切为规格一致的圆柱状产品。其直径为4一6mm,长度在5mm范围。载体预分散包覆造粒法,可选用蜡类,硬脂酸类物质为载体,来包覆助剂粉末产品,使其成为有规颗粒。此法可适用于大多数促进剂如M,TMTD,DM,NS,CZ等,还有像活性剂氧化锌[CR的交联剂]填充补强剂如炭黑,碳酸钙,白炭黑都可用载体预分散包覆法造粒。它的特点是产品完全无尘及二次粉化,可用不同颜色区分品种,易于识别,防止使用差错,有利于助剂活化和偶联功效,对主体橡胶及助剂有分散,亲合作用。

    橡胶助剂造粒,因物制宜,分清"主和仆""花旦和丫环",不能"喧宾夺主",更不能"以瑜掩瑕",以不失主要功能和好用为准。

    橡胶助剂造粒工程,对于促进橡胶工业绿色环保化,降低或消除橡胶助剂在橡胶产品配炼过程中粉尘污染,起着很大作用,必须大力推广,虽然比原材助剂贵了些,但物有所值,如果能在加工环节降低成本,把价格再便宜些,对于中小橡胶企业来说,也是乐意推广使用,做到薄利多销,支持和加快中国橡胶制造绿色化进程,最终实现橡胶强国和美丽橡胶的宏图大业!


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