橡胶挤出成型技术的最新进展

第34卷第 6期 2007年 6月 世 界 橡 胶 工 业 World Rubber Industry V01．34 No．6：41—44 Jun 2007 -’’’’’’’、 2综 述 ： ’It···‘··‘ 橡胶挤出成型技术的最新进展 韩 宇 (青岛科技大学，山东青岛266061) 摘要： 简要介绍 了销钉式冷喂料挤 出机、双螺杆连续混炼、销钉式冷喂料挤出机及新型胶片挤出 成型机组等几种新型挤出成型技术，并将传统工艺与新工艺进行 了对比。 关键词： 橡胶挤 出机 ；塑炼；连续混炼；滤胶 ；零压挤出L型辊筒机头 中图分类号：TQ 330．6 6 文献标识码：B 文章编号：1671-8232(2007)06-0041·04 0 前 言 近年来 ，中国橡胶工业出现了迅猛的发展 态势，根据国家统计局 2004年对 2245家橡胶 企业的统计，我国橡胶工业实现了产值 1623亿 元、销售收入 1548亿元、利税 129亿元，出口交 货值 373亿元的可喜成绩。仅就轮胎一项来 说，根据轮胎分会统计，2004年全国轮胎产量 大约 2．1亿条，其中子午线轮胎大约 1亿条，子 午线轮胎产量同比增长为 38．84％，这种发展 速度在世界上也是少有的。在橡胶工业快速发 展的推动下，橡胶技术与装备也得到了长足发 展。例如，我国橡机企业经过多年的努力，使我 国子午线轮胎的生产设备从无到有，以至到现 在基本实现了国产化，与此同时，我国生产的橡 机装备不仅走出了国门，在国际市场上赢得一 席之地，而且得到了国际市场的好评。 当前，我们面临的主任务是加速开发拥有 自主知识产权的世界前沿技术，使我国的橡胶 技术与装备水平从跟踪技术尽快发展，达到能 自主创新的先进水平。在橡胶工业生产中，开 发、推广、应用高新技术，最大限度地降低能源 消耗、保护自然生态环境是我们面临的大课题。 我们也必须看到，随着科学技术的飞速发展，世 界的橡胶技术与装备也在不断前进，我国橡胶 工业生产的现状必须与世界同步，才能在全球 经济中赢得生存与发展。同时也必须充分认识 到，那种高消耗、低产出的落后生产技术，因其 造成能源的极大浪费，必将在全球经济的发展 浪潮中被淘汰。 1 橡胶挤 出机成型技术最新进展 橡胶挤出机是橡胶生产中的主要加工设 备，与其他橡胶加工设备相比，由于其应用领域 广泛、用途不断扩展，显示出了巨大的发展潜 力。 从 1870年到 1950年大约 80年的时间里， 橡胶挤出机经历了从热喂料挤出机到普通冷喂 料挤出机的发展过程，挤出成型技术也从最初 单一的挤出成型工艺转变为热炼加挤出成型的 复合工艺(冷喂料挤出机的出现使得胶料无须 热炼)；而从 1950年到 1970年大约 20年的时 间，橡胶挤出机就从普通冷喂料挤出机发展为 销钉式冷喂料挤出机。销钉式冷喂料挤出机的 出现，使得橡胶挤出成型技术如虎添翼。它不 但具有普通冷喂料挤出机的特点，而且具有挤 出胶料塑化程度好、均匀度好，以及生产效率 高、排胶温度低、能耗低等明显优于普通冷喂料 挤出机的优点。由于其具有这些优点，使得橡 胶加工技术得到更好的发展，其具体表现为：从 最初单一的挤出成型发展到复合挤出成型，例 如胶片的复合以及轮胎胎面的复合；从开炼机 预热供胶逐步发展到应用销钉式冷喂料挤出机 预热及补充混炼供胶，例如为钢丝帘线和纤维 帘线压延机供胶和作为各种胶片压延生产的供 胶系统。在此基础上又发展了诸多挤出成型技 术，如 MCT和 MCTD挤出技术、齿轮泵挤出技 术等。 以上介绍的挤出成型技术在国内外文献中 已有所论述，本文仅就内蒙古富特橡塑机械有 限公司自主创新研发的新型橡胶挤出设备及成 维普资讯 http://www.cqvip.com · 42· 世 界 橡 胶 工 业 型技术做一介绍。 1．1 销钉式冷喂料挤出机 销钉式冷喂料挤出机用于生胶塑炼是一种 全新的塑炼工艺。众所周知，橡胶最宝贵的性 质就是高弹性，然而这种高弹性却又给橡胶的 加工和成型生产带来了很大的困难。那么这就 需要对生胶进行塑炼，去掉或减少生胶的高弹 性，使之由原来的高弹性状态转变为柔软而富 有可塑性的状态，即获得生产必要的可塑性和 流动性。 传统的塑炼工艺属于间歇式生产，生产设 备主要有开炼机和密炼机。开炼机塑炼是应用 最早的机械塑炼方法，至今还有许多小型的橡 胶生产厂使用。开炼机塑炼法的优点是塑炼温 度低、塑炼胶可塑度均匀、胶料的耐老化性能和 耐疲劳性能较好，动态下生热性较小；缺点在于 自动化程度低、生产效率低、劳动强度大、操作 危险性大。而密炼机在这些方面有了很大的提 高。胶料在密炼机中受到的机械剪切作用比开 炼机大得多，加上高温下剧烈的热氧化裂解作 用使密炼机的塑炼速度和生产效率大大提高。 加之自动化程度高，适合大规模生产。但是密 炼机塑炼温度高，容易发生过炼现象，高温塑炼 的胶料质量较差，可塑度也不均匀，加上排胶不 规则，所以必须配用专用补充加工设备进行补 充塑炼和压片。 挤出成型技术的发展使得塑炼工艺从间歇 式发展为连续式。早期的螺杆塑炼机就是典型 的连续塑炼设备，由于其连续生产，生产能力 大、电能消耗少等优点，在大型橡胶厂中得到了 应用。但是由于其排胶温度高，胶料的质量较 差，可塑度也不均匀，加之生产工艺中须增加辅 助工序，从而减弱了它的优势。2004年富特公 司研发了新型生胶塑炼机组，该机组主机为销 钉式冷喂料挤出机，切好后的生胶无须加热，直 接加入到挤出机里，在挤出机出口端加设双辊 筒机头，塑炼好的胶料直接压成胶片，然后进行 冷却堆放。用该新型机组进行塑炼后，胶料质 量好、可塑度均匀，对用于全钢子午线轮胎生产 用的生胶塑炼后，经检测可塑度符合生产 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 最主要的是该机组在节省能源和设备投资费用 方面显示出巨大的优势。根据实际检测，用销 钉式冷喂料挤出机塑炼，其工作电流仅为额定 输出电流的50％左右，如采用 忆0o销钉式冷喂 料挤 出机，电机 功 率 为 220 kW ×50％ = 110 kW，每小时产量为 2．2 一2．4 t，按 2 t计算， 电能消耗为 110 kW ，每吨胶料只需 55 kW，这 是同等产量密炼机无法达到的。 1．2 双螺杆连续混炼技术 橡胶工业生产中目前采用的混炼方法有两 种：一种是间歇式混炼，另一种是连续式混炼。 间歇式混炼方法应用最早，目前还是橡胶厂的 主要混炼方法，其特点是胶料分批加工制造，混 炼设备主要是开炼机和密炼机，从混炼生产效 率和混炼质量上看以密炼机为优。连续混炼方 法从第二次世界大战后不久国外便已开始研 究，到60年代末才慢慢开始工业化应用。目前 已得到工业化应用的并且技术也比较成熟的连 续混炼主要有三种，分别是 FCM转子式双螺杆 连续混炼机(美国 Farm 公司)、传递式单螺杆 连续混炼机(英国 Frenkel公司和美国的Uneroy 公司联合研制)、EVK挡板式单螺杆连续混l炼 机(德国W&P公司)。目前国内实际生产中还 没有使用连续混炼设备，但它代表了混炼工艺 的发展方向。富特公司与青岛科技大学合作， 研发连续混炼工艺，采用了双螺杆结构混炼挤 出机，螺杆设计为由双螺杆分段送料加混炼，该 试验机已基本制造完成，只是在如何控制配料 的均匀性方面尚有一定难度，目前还处于试验 阶段。 1．3 销钉冷喂料挤出机 富特公司研发的一种新型带有滤胶装置的 销钉式冷喂料挤出机，可使滤胶与挤出成型在 一 台挤出机上完成。这一新型挤出成型技术在 国内尚数首创，国外未见报道。这种新型滤胶 挤出成型工艺与传统工艺相比，在设备投资费 用和能源消耗等方面显示出巨大的优势。以轮 胎内胎生产为例，传统的生产工艺：I混炼胶料l j 圆 j圆 j圆 j回 j圆 j l挤出成型l。这种生产工艺一般需四台开炼机， 一 台滤胶机和一台热喂料挤出机。 而新 型 成 型 工 艺 为：l混炼胶料I j I滤胶挤出成型l。这种新型滤胶挤出成型工艺 只需一台带有滤胶装置的销钉式冷喂料挤出机 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 34卷第 6期 韩 宇．橡胶挤出成型技术的最新进展 ·43· 即可实现热炼、精炼、滤胶、出片、热炼、挤出成 型等工艺，可将多种生产工序合为一个生产工 序。 由此可见，如果采用这种新型的滤胶挤出 成型工艺可起到 4+2的效果，即四台开炼机、 一 台滤胶机和一台热喂料挤出机的工作由一台 销钉式冷喂料挤出机即可全部完成。目前国内 已有多家内胎、胶囊生产厂家使用这种新型的 成型工艺，取得了良好的效果。需要说明的是， 这种新型成型工艺要求混炼胶料比较干净，每 班只须更换一两次滤网。如胶料杂质较多，需 要频繁更换滤网，这种成型工艺将失去优势。 1．4 新型胶片挤出成型机组 该新型胶片挤出成型机组是由内蒙古富特 橡塑机械有限公司和青岛科技大学共同研发的 新型挤出成型技术。该机组已通过中国石油和 化学工业协会的技术鉴定，专家鉴定结论为： “该胶片机组设计合理，结构先进，属国内外首 创。经安徽佳通轮胎有限公司的实际使用验 证，该机组各项技术指标均能满足生产工艺要 求，完全能胜任子午胎高粘度气密层和其他胶 片挤出的要求，具有产品质量好、无气泡、排胶 温度低、单位能耗低、产品厚度精度高等一系列 优点，可以满足国内外市场的需要”。根据国家 橡胶机械质量监督检验中心检测，该机各项技 术指标均达到或优于有关标准的规定。经中国 化工信息中心的查新结果，并经比较，已达到同 类产品的国际领先水平。 该机组主要应用于生产全钢载重子午胎、 半钢子午胎、工程子午胎等轮胎行业中气密层、 缓冲层胶片、隔离胶片、油皮胶片等和胶管、胶 带的内外层胶和中间层胶片。近年来，还应用 到生产潜艇胶囊中的胶片制品和塑胶跑道底层 胶以及各种衬里等。其突出优点为： (1)该生产线是真正意义上的挤出法胶片 生产线，是传统的压延法和挤出压延法生产的 换代设备及生产工艺； (2)该机组由销钉式冷喂料挤出机主机和 零压挤出 L型辊筒机头及辅线组成，它的设备 投资和挤出胶片质量明显优于传统的压延工艺 和挤出压延工艺(根据制品的工艺要求可配置 不同 规格 视频线规格配置磁共振要求常用水泵型号参数扭矩规格钢结构技术规格书 的销钉式冷喂料挤出机)； (3)主机配用销钉式冷喂料挤出机，具有 优质、高产、高效、节能、挤出胶温低、胶料无须 热炼等优点，简化了生产工艺(根据制品的工艺 要求可配置不同规格的销钉式冷喂料挤出机)； (4)为适合胶片生产，主机采用独特结构 的螺杆； (5)主机配有液压式快速换网板装置，拆 卸滤网板省时、方便，并且可以保证挤出胶料不 含杂质 ； (6)该机组由于配置有零压挤出 L型辊筒 机头，塑化效果好、挤出制品气密度好，生产效 率高且节省能源； (7)零压挤出L型辊筒机头，主要由上、下 机头体、定型口型板、变换规格挡块、定型辊筒、 拖动系统、电气控制系统等组成。内部有循环 水通道。机头流道设计合理，根据流变学原理， 实现了工艺要求的各种宽度及厚度的胶片。根 据挤出制品宽度不同，更换活流道挡块，实现变 宽度功能； (8)零压挤出 L型辊筒机头的上、下机头 体的开合，锁紧由液压控制，自动化程度高。机 头辊筒与主机实现 自动控制，无级调速，运行平 稳，控制精确； (9)辅机由接取装置、连续称量装置、鼓式 冷却装置、储布缓冲环节、提升过桥装置、导开 装置、定中心装置、压合辊、自动裁断装置、储布 装置、对中装置、卷取装置及控制系统等组成； (10)该机组采用激光在线测厚仪系统，测 量精度高(±0．O1 p．m)，并且配有 自动反馈控制 系统，从而保证胶片厚度精度； (11)主机采用西门子全数字直流电机驱 动系统，控制精度高； (12)温度控制系统采用控制单元独立控 制，对机头、机筒、螺杆等部件的温度分别进行 控制，温度控制精度 ±1℃，具有 自动补水功 能，无水或缺水状态下泵不能启动、加热器不能 加热，还具有超温报警及自动断电功能、自动排 气功能等； (13)该机组控制系统采用可编程控制器 PLC、触摸屏等工控器件，实现了机组整个工作 过程的自动化操作，检测手段先进齐全。 维普资讯 http://www.cqvip.com · 44· 世 界 橡 胶 工 业 2 结论 目前这几种新型的挤出成型技术除了双螺 杆连续混炼技术还在试验阶段外，其他几种已 在国内外橡胶生产厂家应用。这些技术是国内 目前最新的生产成型工艺，采用这些工艺及其 设备不但能够提高产品质量而且也能节省大量 设备投资。目前胶带厂、轮胎厂的使用情况表 明，这几种新型挤出技术是非常有发展潜力的。 [责任编辑：朱 胤] 收 稿 日期 ：2OO6．03．30 The latest development of rubber extrusion molding tedmology Hart Yu (Qingdao University of Science and Technology，Qingda0 266061，Shandong，China) Abstract：This paper briefly introduced seversl new kinds of type extrusion molding technology，as fonows：the pin cold feed extruder for plasticizing natural rubber，the double screw continuous mixing，the pin cold feed extruder for straining，the new type rubber sheet extrusion molding unit etc，as well as the contrast between traditional and new technology ． Keywords：rubber extruder，plastication，continuous mixing，straining，zero poressure L-rolling die of extruder ' ' ' ' '' ' ' ' '' ' ' ' ' '' '● ' ' ' ' ' ●' ' ' ' ' ， '' '' ' ' ' ' '' ' ' ' ' ' '' ' ' ' ' ' ●' ' ' ' ' ● '' ' ' ' ， '' '' ' ' ' ' ' ' '' ' ' ' ' '' ' ' 一’’’’’’’’’、 2信息传真 ： -t‘‘‘‘t‘‘‘ 第一季度美国轮胎销量下降 美国汽车工业 2007年第一季度的原装轮胎销量较之上一年有较大幅度下降。今年第一季度 轿车胎销量为l1 700 000条，比2006年同期下降9．5％，比2005年第一季度减少800 000条。轿车及 轻、中重量级的卡车用的原装轮胎销量为14 200 000条，比2006年减少11．2％。与原装轮胎相比， 轮胎更换销量并没有出现大的下降，但是增量有限。今年一季度的轿车轮胎总销量46 500 000条， 与2006年相比增加1．3％。然而轿车及轻、中重量级卡车用的更换胎总销量为58 000 000条，与 2006年基本持平。总体来讲 ，美国轮胎市场的总更换和原装轮胎销量略有减少，减量2．4％，为 75 200 000条。 (叶 敏 ) 适应标准参照试验轮胎技术要求的新 ASTM 标准 ’ 为测定标准参照试验轮胎(SRTI')在各种环境中的性能，新 ASTM国际标准——F2493诞生。 它是 P225／60R 16 97S子午线标准参照试验轮胎的标准。这一标准来自F09．20车辆试验分委会，属 ASTM国际委员会 F09轮胎管辖范围内。F2493适用轮胎的规格为 P225／60R16。SRTY是目前唯一 由 BF固特异轮胎生产参照的标准。SRTY最初用作轮胎制动牵引、雪地牵引和摩擦性能试验评估， 也用来评定轮胎的其它试验项 目，如路面粗糙度和噪音。F2493与其它 ASTM标准(如 E1136)的子 午线标准参照试验轮胎标准同样适用。 (叶 敏) 米其林冬季轮胎日本消费者满意度排名第一 在最近公布的 J．D．Power亚太地区2007日本消费者冬季轮胎使用满意度的调查 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 中，米其 林公司的冬季轮胎独占鳌头，这也是米其林连续 4年夺得第一。本次调查包括五个方面的内容：雪 地使用状况、冰面使用状况、冬季普通路面使用状况、轮胎外观以及轮胎质量和耐磨性能。与 2006 年的调查相比，本次调查对轮胎在冰面使用状况的要求更高，但米其林公司的冬季轮胎赢得了更高 的消费者支持度。普利司通排名第二。 (梁金兰) 维普资讯 http://www.cqvip.com