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密炼机混炼过程

2020-07-18

一:密闭式炼胶机简称密炼机,又称捏炼机,主要用于橡胶的塑炼和混炼。密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械,主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。

二:密炼机工作原理

密炼机工作时,两转子相对回转,将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切,穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分,分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在绕转子流动的一周中,物料处处受到剪切和摩擦作用,使胶料的温度急剧上升,粘度降低,增加了橡胶在配合剂表面的湿润性,使橡胶与配合剂表面充分接触。配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙,受到剪切而破碎,被拉伸变形的橡胶包围,稳定在破碎状态。同时,转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动,起到搅拌混合作用,使配合剂在胶料中混合均匀。配合剂如此反复剪切破碎,胶料反复产生变形和恢复变形,转子凸棱的不断搅拌,使配合剂在胶料中分散均匀,并达到一定的分散度。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多,炼胶温度高,使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。


三:密炼机主要型号

密炼机主要型号有110L密炼机,75L密炼机,55L密炼机,35L密炼机


四:密炼机一段混炼法

一次性完成所有配合剂的加入而制备混炼胶的方法,常用于制备那些焦烧性能良好、不含或只含少量活性配合剂的胶料。为使混炼中胶料温度不致上升过快,一般在密炼机中进行一段低速混炼。其方法是依次往塑炼好的生胶中加入配合剂(包括填料、操作油、硫化剂、促进剂等)。混炼周期根据胶料特性及转子转速而定。一段混炼时,一般在密炼机结束前约60s内加入硫化剂与促进剂,或是在排料后的下片在开炼机上加硫化剂与促进剂。但无论采用哪一种方式加入硫化剂与促进剂,操作时的混炼胶温度必须控制在110度(硫磺与促进剂体系)或120度(DCP硫化体系)以下,以防胶料焦烧,并且要根据不同的硫化体系进行调整。不易分散的配合剂或用量较小的配合剂,通常均可制备成各种母胶颗粒或油膏状混合物,以方便加入并快速混入胶中。


一段混炼法必须严格遵守配合剂的加入顺序、混炼温度、混炼时间等工艺条件的要求,同时还应注意上顶栓的压力及上顶栓在混炼过程中的位置。相对于二段或多段混炼法,节省了每段之间的压片、冷却与停放时间,提高了生产效率,降低了混炼胶的制造成本。但前提是对密炼机性能(主要是冷却能力、调速能力和温控能力)要求较高,并且要有足够的混炼时间以达到所要求的分散程度。


一段混炼法缺点是:制备出的混炼胶料可塑度较低(门尼粘度较高),炭黑等配合剂有时不易分散均匀,容易产生焦烧危险,硫化胶的物理机械性能相对较低。


一段混炼法仅适用于一般用途(硫化速度相对较慢)的混炼胶制备,对于大密炼机应谨慎使用,对于高填充、高粘度或高硬度混炼胶料的制备也要谨慎对待。作为改进,可将密炼机排出的胶料在下片开炼机上充分降温后再加入硫化剂与促进剂。


五:密炼机二段混炼法

与一段混炼法基本相同,只是不含有硫化剂及活性大的促进剂。首先制成一段混炼胶(通常称为母炼胶),然后下片冷却停放一段时间(一般在16h以上)。为了使炭黑更好地在橡胶中分散,并提高生产效率,通常采用快速(40r/min以上)密炼机来制备一段母炼胶,有时也将母炼胶的制备过程与塑炼过程结合并起来进行。其后的二段混炼是在一段混炼的基础上,再加入硫化剂、促进剂等剩余配合剂进行补充混炼。二段混炼可以在密炼机上进行也可在开炼机上进行。通常采用慢速密炼机或捏炼机进行二段混炼,以便在较低的温度下加入硫化剂与促进剂,并具有较高的生产效率。在密炼机中进行的二段混炼时间一般为2-4min。


二段混炼总是能使微细粒子的炭黑获得更好地分散性,对于含有大量这种炭黑的某些胶料,则不论用何种类型的密炼机,可能都要分成二次甚至更多次加入为好。


二段混炼优点:要求更好地润湿性和分散性,如挤出的密封条胶料;含快速硫化剂或发泡剂的胶料。如在混炼末期密炼机中的温度很高,可以采用二段密炼法,即将一段混炼的胶料冷却下片、停放,然后再次投入密炼机中,进行第二段加硫化剂的混炼。对于一些低粘度的软胶,由于混炼后期温度的升高使胶料粘度变得更低,混炼时产生的剪切力过小,不足以打开炭黑聚集体或一些结团的配合剂粒子,这是采用二段混炼,可以提高这些低粘度软胶料的分散性。


采用二段混炼法对提高胶料的质量,改善胶料的工艺性能具有良好作用;可显著提高胶料的分散均匀性和硫化胶的物理机械性能;可减少由持续高温引起的焦烧倾向。


乙丙橡胶的一个主要优点是其大多数胶料均可采用一段密炼法制备混炼胶!在密炼机中进行二段混炼时应注意:


1、加入硫磺、促进剂的初始混炼温度应低于90度,且排料温度应不超过110度,混炼时间一般不能超过2分钟,防止焦烧。


2、加入吸湿剂氧化钙一般不能在超过120度的条件下长时间混炼,否则应开炼加入。

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