橡膠加工工藝

一、 原材料

各類原材料要分類存放，如各種生膠、促進(jìn)劑、活性劑、心老劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、液體軟化劑、硫黃硫化劑等幾大類，要求清楚明確，井井有條，符合生產(chǎn)流程和工藝要求。

二、 原材料的配合

1、 配合劑的準(zhǔn)備加工：

a) 粉碎：塊狀及粗粒狀配合劑，使用前，需加以粉碎磨細(xì)（如固體古馬隆、樹脂松香等）。

b) 干燥：對易吸濕配合劑或本身含水份量大的配合劑需干燥處理或保持干燥。

c) 篩選：對含有機(jī)械雜質(zhì)（如砂石、木屑其它等）較多的材料，應(yīng)根據(jù)膠料要求按一定規(guī)格篩網(wǎng)篩選。

2、 配合劑的稱量：

原材料的稱量配合是按照配方規(guī)定的生膠及配合劑品種、規(guī)格、用量進(jìn)行稱量和配合。

a) 配合劑稱量配合基本原則：精密、準(zhǔn)確、不錯(cuò)、不漏。

b) 稱量工具選擇：為減少稱量上的誤差，原則上規(guī)定500g以下物料應(yīng)用天平稱量，誤差±0.5g，500~5Kg物料應(yīng)用臺稱稱量，誤差±5g，5Kg以上物料在磅稱上稱量，誤差為±50g。

c) 誤差范圍：除了量具誤差外，配合劑的稱量誤差應(yīng)小于0.5%，超出則會影響產(chǎn)呂質(zhì)量（特別是硫化劑、促進(jìn)劑類的小配合劑）。

d) 膠料的稱量：標(biāo)準(zhǔn)生膠件應(yīng)切割成10Kg以下的小塊，再按配方要求準(zhǔn)確稱量后，備于投料使用，誤湊巧不超過0.5%。

e) 操作：生膠配合劑的稱量配合，應(yīng)嚴(yán)格按照每日生產(chǎn)計(jì)劃及配方要求進(jìn)行，保正精度，避免藥品的漏用和錯(cuò)用，稱好的配合劑合理裝載，做好標(biāo)識，按一定的規(guī)則順序放置備用，混煉時(shí)按一定的工藝要求順序投料。

f) 質(zhì)量控制：對具體膠料及所用的配合劑應(yīng)有明確的文字標(biāo)識，并設(shè)質(zhì)量跟蹤卡，以便質(zhì)量檢查及生產(chǎn)管理。

三、 混煉工藝

1、 生膠的塑煉：

a) 投料：開煉機(jī)塑煉及混煉時(shí)，所有生膠、母膠、并用膠，須在靠煉膠機(jī)大齒輪一則加入。

b) 根據(jù)各種不同的生膠性能，應(yīng)采用不同的塑煉方法，具體如下：

1) 天然膠：一段塑煉：以0.5~1mm輥距將生膠破開，薄通落盤，如此重復(fù)過機(jī)到規(guī)定時(shí)間或次數(shù)。一般為10~15min，具體視可塑度要求適當(dāng)增減時(shí)間次數(shù)，然后打三角包，停放4~8h冷卻，以待二段塑煉或使用。

二段塑煉：將一段塑煉的生膠包輥后，調(diào)節(jié)輥距到5mm，將生膠連續(xù)從左到右和從右到左地切割倒合三次以上或到規(guī)定時(shí)間為止，若與一段連續(xù)塑煉為5min，單獨(dú)二段為10~15min，然后下片冷卻，停放4h以上，混煉備用。常規(guī)輥溫45℃左右，可塑度要求0.45以上。

注：低硬度（50°以下）膠料生膠（包括其它膠種）塑煉需分二段到三段塑煉，若為二段塑煉，則進(jìn)行兩次一段塑煉；若為三段塑煉，則進(jìn)行兩次一段和一次二段塑煉。每段之間膠料需停放4h以上冷卻，確保生膠可塑度及混煉時(shí)配合劑的分散。

2) 丁腈膠：宜采用低溫、小輥距、低容量的塑煉方法。輥距2~3mm，塑煉時(shí)間20~30min，操作與天然膠基本相同。

3) 丁苯、丁基膠：混煉前不需塑煉，若特殊需要?jiǎng)t薄通幾次，丁基膠要注意清潔，嚴(yán)防其它膠混入，影響質(zhì)量。

4) 順丁膠：順丁膠的塑煉對可塑度變化不大，塑煉只為方便操作，可適當(dāng)過薄通。

5) 氯丁膠：氯丁膠不宜長時(shí)間塑煉，宜短時(shí)間、低溫度塑煉，輥距5~6mm過膠3~4次，小輥距薄通10~15min，5~6mm輥距下片，輥溫40~50℃。

c) 塑煉好的生膠，應(yīng)檢驗(yàn)可塑度（衡量膠料操作性能及影響后繼工藝質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)），合格才能使用。

2．煉膠工藝（混煉）

1) 輥距：在一定裝膠容量下，輥距一般為4~8mm，小輥距入粉。

2) 輥溫：天然膠混煉控制輥溫在50~60℃之間，合成膠混煉則在40℃以下。

3) 裝膠量：合理的裝膠量是根據(jù)膠料全部包覆前輥后，并在兩輥筒上面存有一定數(shù)量的堆積膠。

4) 混煉時(shí)間：為使配合劑分散均勻，及控制膠料的物理機(jī)械性能，天然膠混煉控制在20~30min，合成膠相對長時(shí)間一些，（應(yīng)以全部入完配合劑，并割膠翻煉均勻?yàn)闇?zhǔn)）。

5)加料順序：開煉機(jī)常用的加料順序?yàn)椋荷z（包括并用膠、母煉膠、再生膠等）——固體軟化劑——活性劑——促進(jìn)劑——防老劑——補(bǔ)強(qiáng)填充劑——液體軟化劑——超促進(jìn)劑——硫磺，促進(jìn)劑與硫磺應(yīng)分開加，硫磺最后加。

注：硫磺在丁腈膠中不易分散，與小配合劑（如氧化鋅等）在混煉時(shí)應(yīng)先加，促進(jìn)劑最后加，其它加料順序相同；對含硫量30~50份的硬質(zhì)膠亦應(yīng)先加入，促進(jìn)劑最后加。

6) 混煉中，為使配合劑分散均勻，須充分混煉并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母钅z翻煉手法。

常用的翻煉手法有如下幾種：

a、斜刀法（八把刀法）：

將膠料在輥筒上左右交叉打卷使之均勻，操作時(shí)一手持刀按與輥筒水平線成75°斜角進(jìn)行割膠，另一手扶住膠卷使之與輥筒水平成15°斜角，借助輥筒轉(zhuǎn)動打卷，待堆積膠將消失時(shí)，即將膠卷推入輥筒中進(jìn)行混煉，這樣從左到右，從右到左，反復(fù)進(jìn)行八次。

b、三角打包法：

將輥筒上的膠片橫向割斷，然后將膠片左右兩邊交替向中間折疊起來，在前輥上打成三角形的膠包，待膠料全部過輥后，再將三角包插入輥筒中，如是反復(fù)幾次。

c、打扭操作法：

將膠片橫向割斷后，用手使其附在前輥上隨輥筒轉(zhuǎn)動成扇形，由左向右或由右向左移動，然后從膠片的一邊垂直投入煉膠機(jī)輥筒中使之混合。

d、搗膠法（走刀法）：

這種刀法是割刀先從左向右割膠至右邊一定距離時(shí)，將刀鋒轉(zhuǎn)90°角繼續(xù)割膠，使膠片膠片割后落在襯盤上，待堆積膠將消失時(shí)停止割膠，讓割落的膠料隨附在輥筒上的余膠帶入輥筒右方，然后再從右到左進(jìn)行同樣割膠，反復(fù)數(shù)次，使之混煉均勻。

7) 混煉好的膠料下片后停放冷卻，標(biāo)明類別用途，一般須停放8h以上，才可進(jìn)一步使用，以防止膠料收縮對后繼工藝的影響。

8) 混煉膠的質(zhì)量檢測：

@ 可塑度、門尼粘度（無名數(shù)）

@ 門尼焦燒時(shí)間（min）

@ 硫化特性（T10，T90）（min）

@ 拉伸強(qiáng)度（Mpa）

@ 100%、300%定伸（%）

@ 伸長率（%）

@ 永久變形（%）

@ 硬度（SHA）

@ 老化性能變化率（%）

@ 回彈率（%）

@ 撕裂強(qiáng)度（KN/M）

@ 磨耗（Cm3/Km）

@ 壓縮永久變形及壓縮生熱（%/℃）

@ 屈撓龜裂（龜裂等級/屈撓次數(shù)）

@ 其它：耐油、耐磨、粘著力等。

作為日常生產(chǎn)，對每一份膠料必需作常規(guī)項(xiàng)目檢測，如：可塑度、門尼焦燒時(shí)間、硬度、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、變形等，其它項(xiàng)目可按所需進(jìn)行抽檢測試。

附：一些常用膠種混煉工藝：

A、三元乙丙膠：

1)輥距0.7~2mm，輥溫40℃以下，生膠包輥后再適當(dāng)調(diào)整輥距；

2)均勻加入1/2的混合氧化鋅、炭黑、硬酯酸和油等料；

3)每邊割刀（輥筒長3/4）各三次，再加剩余1/2混合料，全部混入后。每邊各割刀三次；

4)均勻加入硫磺；

5)每邊割刀三次，割刀時(shí)間稍長，10~15S/刀；

6)下料，調(diào)節(jié)輥距，薄通6次；

7)下片，冷卻，室溫停放6h以上才能使用。

B、氯丁膠：

1)輥距6mm（充分冷卻水）；

2)加入生膠包輥并割膠打卷2~3次；

3)加氧化鎂、防老劑、防焦劑等小料，均勻入粉；

4)加硬質(zhì)填料，軟質(zhì)填充劑等粉料，均勻入粉；

5)加軟化劑油等；

6)加氧化鋅、鉛丹、促進(jìn)劑等，均勻入粉；

7)左右各割膠打卷6次，下片冷卻；

8)混煉時(shí)間15~25min，輥溫不宜超70℃。

C、天然膠、丁苯膠、順丁膠：

1)按常規(guī)加料順序：生膠——固體軟化劑——小料——炭黑、填充劑——液體軟化劑——超促進(jìn)劑——硫磺——薄通——下片。

2) 輥溫一般50~60℃。

D、丁腈膠：

1)小輥距，加生膠壓軟包輥；

2)適當(dāng)放大輥距，加硫磺，薄通2~3次，并割膠翻煉，使硫磺分散均勻；

3)加氧化鋅、防老劑、硬酯酸等小；

4)綬慢加入1/3~1/2補(bǔ)強(qiáng)填充劑，均勻入粉；

5)加入剩余的補(bǔ)強(qiáng)填充劑，增塑劑（酯類）左右交叉割膠翻煉數(shù)次；

6)加促進(jìn)劑和過氧化物等，繼續(xù)割膠翻煉，均勻后，薄通下片；

7)混煉時(shí)間25~40min，輥溫50℃左右。

E、硅膠、氟膠半成品膠混煉：

1)小裝膠量，熱煉、加小配合劑混煉分散均勻；

2)下料薄通數(shù)次，消除汽泡；

3)按所需厚度出片；

4)半成品膠料最好及時(shí)硫化，時(shí)間不宜過長，停放超24~48h需返煉，重新出片，所有返煉膠（包括一些處理膠料）需薄通三次以上，且模壓流出膠、一些質(zhì)量較差的膠在原膠料摻用量不能超過20%，最大不能超過30%。

混煉膠物性檢測標(biāo)準(zhǔn)，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

四、成型

在橡膠制品的生產(chǎn)過程中利用壓延機(jī)或壓出機(jī)預(yù)先制成形狀各式各樣、尺寸各不相同的工藝過程?稱之為成型。成型的方法有

1.壓延成型

適用于制造簡單的片狀、板狀制品。它是將混煉膠通過壓延機(jī)壓制成一定形狀、一定尺寸的膠片的方法叫壓延成型。 有些橡膠制品?如輪胎、膠布、膠管等所用紡織纖維材料必須涂上一層薄膠在纖維上涂膠也叫貼膠或擦膠??涂膠工序一般也在壓延機(jī)上完成。纖維材料在壓延前需要進(jìn)行烘干和浸膠烘干的目的是為了減少纖維材料的含水量以免水分蒸發(fā)起泡?和提高纖維材料的溫度以保證壓延工藝的質(zhì)量。浸膠是掛膠前的必要工序目的是為了提高纖維材料與膠料的結(jié)合性能。

2.壓出成型

用于較為復(fù)雜的橡膠制品?象輪胎胎面、膠管、金屬絲表面覆膠需要用壓出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混煉膠放入到擠壓機(jī)的料斗內(nèi)在螺桿的擠壓下通過各種各樣的口型也叫樣板進(jìn)行連續(xù)造型的一種方法。壓出之前膠料必須進(jìn)行預(yù)熱使膠料柔軟、易于擠出從而得到表面光滑、尺寸準(zhǔn)確的橡膠制品。

3.模壓成型

也可以用模壓方法來制造某些形狀復(fù)雜如皮碗、密封圈的橡膠制品?借助成型的陰、陽模具將膠料放置在模具中加熱成型。

五、硫化

把塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠的過程叫做硫化它是將一定量的硫化劑如硫磺、硫化促進(jìn)劑等加入到由生膠制成的半成品中在硫化罐中進(jìn)行在規(guī)定的溫度下加熱、保溫使生膠的線性分子間通過生成“硫橋”而相互交聯(lián)成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而使塑性的膠料變成具有高彈性的硫化膠。由于交聯(lián)鍵主要是由硫磺組成所以稱為“硫化”。隨著合成橡膠的迅速發(fā)展現(xiàn)在硫化劑的品種很多除硫磺外還有有機(jī)多硫化物、過氧化物、金屬氧化物等。因此凡是能使線狀結(jié)構(gòu)的塑性橡膠轉(zhuǎn)化為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性橡膠的工藝過程都叫硫化凡能在橡膠材料中起“搭橋”作用的物質(zhì)都稱為“硫化劑”。

硫化后的彈性橡膠叫硫化橡膠又叫軟橡膠俗稱“橡膠”。 

硫化是橡膠加工的一個(gè)最為重要的工藝過程各種橡膠制品必須經(jīng)過硫化來獲得理想的使用性能。未經(jīng)硫化的橡膠在使用上是沒有什么使用價(jià)值的,但欠硫硫化程度不夠?硫化時(shí)間不夠未能達(dá)到最佳狀態(tài)和過硫硫化時(shí)間超過、性能顯著下降都使橡膠性能下降。所以生產(chǎn)過程中一定要嚴(yán)格控制硫化時(shí)間?以保證硫化后的橡膠制品具有最好的使用性能和最長久的使用壽命。