橡胶挤出发泡制品设计
一、发泡胶挤出管的硫化与发泡机理
1、硫化与发泡的配合
硫化速度与发泡速度要相匹配.不可一方大幅度快于另一方.
硫化速度过快:发泡剂因受硫化胶强大的机械力无法成功分解出将胶料发泡.
硫化速度过慢:发泡剂在胶料完全或接近与完全未硫化的状态下分解出气体将胶料发泡,但同时胶料的表面也被气体冲破,以至胶管表面不平整或有气孔.
两速度的对比:一般硫化速度需略快于发泡速度,这样一个保证胶管表面的光滑,二可让发泡剂顺利分解出气体将胶料发泡.
2、胶管的发泡过程
微波:胶管的发泡主要由微波加热完成.利用微波的热辐射将胶管从内到外加热,当胶管内部刚开始受热发泡时,胶管靠外的胶料相对温度还较低不至于完全硫化导致胶管发不起来.这样从内到外的加热方式保证了胶管能够顺利发泡.
在微波对胶管加热发泡的同时也伴随着硫化,只是此时的硫化没有达到最终的硫化深度.从微波出来后再进入热空气加热段将胶管完成最后的硫化.以完成胶管的硫化与发泡.
二、配方设计
1、 生胶
生胶的选择,主要需考虑 挺性 流动性 硫化速度
挺性:为了能达到需要的挺性不让胶料在硫化曹传输过程中,因为胶料自身重量受压而导致胶料变形.生胶须选用门尼较高的牌号.
流动性:为了达到挤出所需要的流动性,在选择生胶时因考虑用门尼较低的牌号
硫化速度:由于发泡胶通常需要的硫化速度较快,为了满足硫化速度的需要,在选择生胶时需要用第三单体含量较高的牌号.
中合各种因素:我们必须根据胶管的壁厚与大小需要进行选择.一般情况都选用门尼较高的生胶.也可高底门尼混用.
2、 补强剂
一般我们为了胶料的流动性着想,都选用流动性较好的碳黑,比如尼铁隆N550R
注:为了胶料的流动性,也可加入一定量的流动助剂.
3、 硫化体系
发泡胶管的硫化体系通常要求都很快.必须用到大量的超促及超超促.其中TDEC(TL)效果为佳.速度很快焦烧短.其弊端为存放不安全.
为了使分解出气体更容易将胶料发泡,我们在设计硫化体系时还因注意交联密度问题.交联密度太大不利于发泡.如将硫磺用量降低就是比较好的方法.
4、 发泡剂
在选择发泡剂时应注意发泡剂的发泡起始温度和最大温度.
发泡剂分解温度过低:易导致发泡先于硫化,不利于胶管的表面光洁.
发泡剂分解温度过高:易导致发泡后于硫化,不利于胶管顺利发泡.
注:一般常用的发泡剂有AC H OT 微球发泡(善贞实业sanesilFB66)
三、炼胶
1、 清洁
炼胶的清洁尤为重要,炼胶过程若由于器具不清洁而混入杂质或其它胶料有引起胶管硫化后表面不光洁或气孔不均匀.
2、 胶料停放
胶料混炼完成后(未加入硫化体系及发泡剂)停放24小时后再返炼加硫后使用为佳.胶料停放一定时间后使用有利于配合剂的分散.
四、工艺
1、 挤出机
开始向挤出机喂料时,螺杆旋转速度应开慢些.以免由于螺杆前端在机筒里空转而磨伤螺杆.
挤出机温度控制,一般在70℃左右.温度应从喂料段到胶管出口递增. 挤出机的温度其一可以增加胶料塑性,二是为了给胶料预热.
挤出机温度的高低对胶管发泡有一顶影响.适当的预热可以帮助微波段更迅速的发泡.但挤出机温度过高的话将影响胶料的焦烧,反而对发泡不利.
挤出速度一定要和第一段硫化槽传送速度相匹配, 挤出速度过快胶管会向地面掉,而过慢会和硫化槽的传送形成拉扯,将胶管拉细.
2、 第一段 高温
第一段名为高温,这段较其它三段短.其作用是利用这段的高温将胶管表皮结皮,而不过多对胶管内部产生作用.
3、 微波段
微波段,也有热空气,但其最主要是利用微波辐射将胶管从内到外加热.大量的微波使胶料内部迅速升温而引发发泡剂的分解将胶管发泡.由于这段加热是从内到外,所以分解发泡也由内至外.避免了因为胶管外部已经硫化而导致无法发泡.
4、 热空气
第三段和第四段均为热空气硫化.从第二段微波硫化槽出来的胶管已经较为充分的发泡了,但硫化深度不够,进入第三和四段进行最后的硫化.这两段主要是胶料的硫化,当然同时也伴随着一定的发泡.
5、 冷却与剪切
从第四段出来的胶管已经完成了所有的硫化与发泡,进入冷却槽进行水冷.冷却后再按照尺寸剪切成需要长度.成品就完成了.
附加
1、 各硫化槽传输速度的匹配
从第一段高温到第四段热空气硫化,其传输速度是递增的,由于胶管经过每一段其尺寸都在变大,所以速度不递增的话胶管在硫化槽内会弯曲并堵塞.导致胶管出来后不直,甚至在硫化槽内长时间堵塞还会起火.具体是传输速度要根据生产时的实际情况调节.
2、 微波控制胶管发泡量
微波量的大小可直接影响胶管的发泡率,一般微波越大则发泡量就越大,反之则越小.
3、 硫化槽传输速度对影响胶管尺寸的影响
适当的加大硫化槽的速度比,可以让胶管在硫化槽中形成拉扯,可让胶管尺寸有一定变小.此办法有时可用来调节发泡管的尺寸.