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氯丁橡胶(CR)的混炼

氯丁橡胶包辊后,其胶料状态和天然橡胶一样,随温度而变化.
氯丁橡胶在不同温度下的相态变化

胶种
状态
W型氯丁橡胶GN型氯丁橡胶天然橡胶
弹性态室温~79℃室温~71℃室温~100℃
粒状态79~93℃71~93℃100~120℃
塑性态93℃以上93℃以上约135℃

 
      由温度引起的橡胶在三态间的变化是可逆的,处在塑性态下的橡胶,如果降低温度,可使其回复至弹性态。利用弹性态的剪切力,可使填充剂分散良好。当氯丁橡胶的加工温度高于90℃时,则有一部分氯丁橡胶转变为塑性态,构成了弹性态和塑性态共存的状态,即粒状态。由于氯丁橡胶的弹性态温度比天然橡胶低,因此其混炼操作温度也应比天然橡胶低。在工厂的实际操作中,混炼胶的温度一般是很高的,故应尽可能早一点加入填充剂,以便使填充剂在弹性态下达到一定程度的混入,借以提高混炼胶硬度,增大剪切力,使之在塑性态下混炼,也能分散良好。

(一)开炼机混炼
氯丁橡胶的混炼生热比天然橡胶大,所以氯丁橡胶混炼的批量要稍小一些。
氯丁橡胶开炼机混炼方法
 

操  作  程  序需要时间,min累计时间,min
⒈辊距定为6mm,通入冷却水00
⒉塑炼聚合物使之包辊(割胶打卷两次)55
⒊加氧化镁27
⒋加防老剂、防焦剂(铅丹配方加TS)18
⒌加硬质填充剂(细粒径炭黑、二氧化硅等)311
⒍加软质填充剂(软质炭黑、无机填充剂等)213
⒎加软化剂(石蜡、凡士林、硬脂酸等)215
⒏加油(慢慢加)419
⒐加氧化锌(铅丹分散体)、促进剂625
⒑左右各割胶打卷六次,下片、冷却

  备注:仅供参考时间,更具实际生产设计混炼工艺。

直到加入硬质填充剂之前,都应冷却辊筒,以保证能够在弹性态下加料。但氧化镁在太冷的辊筒上会结块,易引起分散不良,所以辊温以50℃为宜。补强性填充剂只能少量逐次添加,软化剂可和软质填充剂同时加入。粘着性太大的胶料,添加少量硬脂酸盐,效果较好。
     在填充剂达到充分混炼之前即停止割胶打卷,是造成分散不良的原因。混炼温度过高会产生 粘辊,粉料分散不均,甚至会产生焦烧。
(=)密炼机混炼
氯丁橡胶因混炼生热大,故其装胶容量应略为减小。其装料系数一般定为60%。密炼机混炼方法举例如表6-31。
表6-31氯丁橡胶密炼机混炼法
 

操   作   程   序需要时间,min累计时间,min
1.用11号密炼机,转子转速20r/min00
2.加聚合物、氧化镁、防焦剂、防老剂22
3.加硬质填充剂(细粒径炭黑、二氧化硅等)24
4.加软质填充剂(软质炭黑、矿质填充剂等)37
5.加软化剂,二分之一的油29
6.加剩下的油211
7.加氧化锌、促进剂112
8.排胶、冷却

 备注:仅供参考时间,更具实际生产设计混炼工艺。
 
    密炼机混炼时间一般在5~15分之间。为了使分散良好.混炼时间需要稍长一点、在实际生产加工中,氯丁橡胶的密炼机混炼,可分为以下两种方法。(1)混炼高质量的胶料时,由于含胶率高,又要求分散良好,所以混炼时要和用开炼机混炼一样,填充剂要渐次加入。 
(2)混炼低质量胶料时,或密炼机的转子和室壁的间隙较大时,可以同时大量投入填充剂。 
      密炼机混炼的要点有两点:一是把混炼胶料捏合成团;二是有效地利用剪切力,使之分散良好。如果密炼机的性能好,能很好地捏合胶料,就可以只考虑分散良好的问题。如果密炼机的转子和室壁的间隙大时,或者混炼含胶率低的配方时,则捏合胶料是第一位的,分散良好是第二位的。这时,装料系数应增大到65~70%,同时填充剂的加入方法也可以采取近似于“逆混炼”的方法。即在氯丁橡胶加入后,把氧化镁、防老剂、全部填充剂的一半同时加入。若胶料松散而不能捏合成团时,还可同时加入一半的油等。总之必须设法使胶料捏合成团。
      应该注意,氧化镁单独加入时,如果转子较冷,则易结块粘附。软化剂若与填充剂同时加入,也易结块。在填充剂分散之后再加油,或者在油分散之后再加填充剂,分散效果均好。另外,当使用吸油值较大的炭黑时,最好先让炭黑吸油后再加到胶料中去。在胶料捏合成团性良好的情况下,软化剂最后加入,则分散良好,并能降低胶料温度。用密炼机混炼时,为防止产生炭黑凝胶或焦烧,应尽量采用低温混炼。但例外的是陶土,碳酸钙及其它无机填充剂,由于其含水分较多,致使分散不良,如果将胶料温度提高到100℃左右进行混炼,借以减少水分,则分散良好。 在密炼机上加氧化锌、促进剂时,排胶温度控制在105一110℃,不在密炼机上加时,排胶温度应低于125℃。氧化锌和促进剂最好以母炼胶的形式加入。 最近由于密炼机的转子转速有所加快,氯丁橡胶易于焦烧,一般趋向采取在密炼中进行短时混炼,快速排胶,在开炼机上加氧化锌,然后用压片机等进行补充加工的两段混炼法。


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