專利名稱：串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線及煉膠方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料加工工藝，尤其涉及輪胎混煉橡膠的煉膠生產(chǎn)和方法。
背景技術(shù)：
混煉是將橡膠(生膠)與各種配合劑(見(jiàn)橡膠配合)在煉膠機(jī)內(nèi)混合均勻的橡膠加工工藝。為了能夠?qū)⒎蹱钆浜蟿┘尤胂鹉z中，生膠須先經(jīng)塑煉，提高其塑性及流動(dòng)性?；鞜掃^(guò)程是橡膠加工最基本的過(guò)程，加入配合劑后的混煉膠料的質(zhì)量，對(duì)半成品的工藝性能和成品質(zhì)量均具有決定性影響。橡膠混煉過(guò)程就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)是配合劑在生膠中均勻分散的過(guò)程，粒狀配合劑呈分散相，生膠呈連續(xù)相。在混煉過(guò)程中，橡膠分子結(jié)構(gòu)、分子量大小及其分布、配合劑聚集狀態(tài)均發(fā)生變化。通過(guò)混煉，橡膠與配合劑起了物理及化學(xué)作用，形成了新的結(jié)構(gòu)?；鞜捘z是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的分散體系。由于生膠的粘度很高，為使配合劑滲入生膠中并在其中均勻混合和分散，必須借助于煉膠機(jī)的強(qiáng)烈機(jī)械剪切作用?；鞜捁に囈浪脽捘z機(jī)的類型而異。煉膠機(jī)主要有開(kāi)放式和密閉式兩類。開(kāi)放式煉膠機(jī)混煉過(guò)程:橡膠在開(kāi)放式煉膠機(jī)是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)輥筒的間隙中，反復(fù)受到剪切作用，靠手工操作控制。主要包括三個(gè)階段:①生膠加熱。即將已塑煉的生膠在機(jī)上再次重?zé)?，加熱軟化，并加入其他聚合物共混。②加配合劑。一般先加軟化劑、硬脂酸等，然后加入粉料和炭黑?炭黑也可預(yù)先和部分生膠先單獨(dú)混為母煉膠)。硫磺一般在混煉的最后，或在膠料經(jīng)停放后，于第二次重?zé)挄r(shí)再加入。③混煉均勻和下片。當(dāng)所有配合劑添加完畢后，應(yīng)再繼續(xù)翻煉，使混合均勻，然后卸下膠片。密閉式煉膠機(jī)混煉過(guò)程:密閉式煉膠機(jī)的轉(zhuǎn)子表面和混煉室壁面之間的間隙大小，隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)有很大范圍的變化，對(duì)膠料產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切作用。混煉效果比開(kāi)放式煉膠機(jī)大得多，各種粉料配合劑在混煉室內(nèi)和膠料混合而不飛揚(yáng)在外，而且自動(dòng)儀表控制混煉過(guò)程，例如在混煉過(guò)程中，膠料溫度、物料在室內(nèi)的體積和所耗電功率的變化有一定規(guī)律。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?201210122024.5申請(qǐng)日:2012-04-24)公開(kāi)了一種橡膠連續(xù)混煉系統(tǒng)裝置，包括密閉式煉膠機(jī)；安裝有所述密閉式煉膠機(jī)的第一開(kāi)放式煉膠機(jī)；通過(guò)第一膠料輸送帶與所述第一開(kāi)放式煉膠機(jī)連接的第二開(kāi)放式煉膠機(jī)；向所述密閉式煉膠機(jī)和所述第二開(kāi)放式煉膠機(jī)投放藥品的藥品自動(dòng)控制系統(tǒng)；通過(guò)第二膠料輸送帶與所述第二開(kāi)放式煉膠機(jī)連接的膠料壓片機(jī)；和與所述膠料壓片機(jī)依次連接的冷卻聯(lián)動(dòng)線和積載機(jī)。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?200910256550.9申請(qǐng)日:2009-12-24)公開(kāi)了低溫混煉膠料的生產(chǎn)方法，使用一臺(tái)密煉機(jī)以低溫混煉、低溫排料為核心，在密煉機(jī)下面配置多臺(tái)全自動(dòng)開(kāi)煉機(jī)并在低溫條件下進(jìn)行補(bǔ)充混煉以自動(dòng)加硫，保證整個(gè)膠料生產(chǎn)過(guò)程的低溫混煉，實(shí)現(xiàn)提高混煉膠生產(chǎn)高質(zhì)量、高效率的目的。膠料在密煉機(jī)中投膠混煉，達(dá)到工藝要求溫度后被排到1#開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行搗膠降溫，再經(jīng)過(guò)輸送裝置被輸送到開(kāi)煉機(jī)組中的I臺(tái)開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行補(bǔ)充混煉，補(bǔ)充混煉后的膠料被輸送至8#開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行下片處理。
上述的一次法生產(chǎn)線對(duì)膠料的質(zhì)量的提升有限，且有操作環(huán)境差，配方使用范圍小，無(wú)法完成高白炭黑用量的綠色輪胎專用配方加工等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決一次法生產(chǎn)線存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線擴(kuò)大一次法生產(chǎn)線的配方使用范圍，具有可以防止炭黑泄漏，節(jié)能減排的特點(diǎn)。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種采用上述的生產(chǎn)線煉膠的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括小規(guī)格密煉機(jī)、大規(guī)格密煉機(jī)、第一開(kāi)煉機(jī)、多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)和出片機(jī)，小規(guī)格密煉機(jī)、大規(guī)格密煉機(jī)和第一開(kāi)煉機(jī)依次串聯(lián)設(shè)置；所述的小規(guī)格密煉機(jī)的具有上頂栓，固定設(shè)置在上層，所述的大規(guī)格密煉機(jī)不具有上頂栓，固定設(shè)置在中層，大規(guī)格密煉機(jī)的進(jìn)料口連接小規(guī)格密煉機(jī)的出料口，所述的第一開(kāi)煉機(jī)固定設(shè)置在底層，第一開(kāi)煉機(jī)的進(jìn)料口連接大規(guī)格密煉機(jī)的出料口，第一開(kāi)煉機(jī)的出片口連接設(shè)置有提升傳送帶，提升傳送帶連接設(shè)有送料傳送帶，多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)并聯(lián)設(shè)置在送料傳送帶的一側(cè)，在各臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)的出料口位置設(shè)置有出料傳送帶，出料傳送帶連接至出片機(jī)。作為優(yōu)選，上述的小規(guī)格密煉機(jī)的容量為20(T400升，大規(guī)格密煉機(jī)的容量為450 700 升。作為優(yōu)選，上述的小 規(guī)格密煉機(jī)選用GK320密煉機(jī)，大規(guī)格密煉機(jī)選用GK550密煉機(jī)，第一開(kāi)煉機(jī)和第二開(kāi)煉機(jī)均為￠660開(kāi)煉機(jī)，出片機(jī)選用￠550出片機(jī)。作為優(yōu)選，上述的第二開(kāi)煉機(jī)的數(shù)量為6 10臺(tái)。作為優(yōu)選，上述的第一開(kāi)煉機(jī)和第二開(kāi)煉機(jī)配有單獨(dú)的溫控系統(tǒng)，溫控水溫度控制在 25-80°C。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種采用上述任意一個(gè)技術(shù)方案所述的煉膠生產(chǎn)線進(jìn)行煉膠的方法，該方法包括以下的步驟:
1)將丁苯橡膠和橡膠配合劑加入小規(guī)格密煉機(jī)，轉(zhuǎn)速5(T70rpm，加壓15 25秒，上頂栓壓力 45 55N/cm2 ；
2)加入白炭黑，硅烷偶聯(lián)劑和炭黑轉(zhuǎn)速5(T70rpm，上頂栓壓力45 55N/cm2，升溫至140"150 0C ；
3)經(jīng)小規(guī)格密煉機(jī)混煉后的物料直接進(jìn)入大規(guī)格密煉機(jī)，通過(guò)轉(zhuǎn)速6-60rpm的變化和溫控水溫度來(lái)控制溫度在14(Tl50°C時(shí)間50 70秒；
4)排膠到第一開(kāi)煉機(jī)；
5)第一開(kāi)煉機(jī)出片到并聯(lián)的第二開(kāi)煉機(jī)，將溫度降到120°C以下；
6)在并聯(lián)的多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)上通過(guò)變距，變速，完成膠料的補(bǔ)充混煉和加硫，并出片到出片機(jī)；
7)在出片機(jī)上完成出片。作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第二開(kāi)煉機(jī)變距的輥距為0.5-5mm,變速為35_55m/S。開(kāi)煉機(jī)距在0.5-5mm的范圍內(nèi)根據(jù)膠料的混煉要求變化，確保最薄的膠料厚度在3_，膠環(huán)的長(zhǎng)度在原來(lái)的12m的基礎(chǔ)上增加30-40%。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，采用一小一大規(guī)格的密煉機(jī)上下串聯(lián)，配方膠料在上面的小規(guī)格機(jī)內(nèi)高速條件下剪切分散和分布，然后排入下面大規(guī)格機(jī)內(nèi)通過(guò)變速和溫控，可在120°C以上的任意溫度恒溫混煉，從密煉機(jī)排出混煉膠在改善后的一次法煉膠線的開(kāi)煉機(jī)上，使膠料溫度控制保持100°C以下，進(jìn)行補(bǔ)充混煉，改善填料的分散和膠料的流變性能，同時(shí)完成加硫、出片冷卻，一次性連續(xù)完成配方膠料的母煉+終煉。本發(fā)明具有以下的特點(diǎn):
1、小規(guī)格密煉機(jī)轉(zhuǎn)速60rpm，上頂栓的壓力和位置可程序控制，通過(guò)控制轉(zhuǎn)速和上頂栓的位置和壓力來(lái)控制膠料達(dá)到所需溫度；
2、下面大規(guī)格密煉機(jī)，轉(zhuǎn)速在6-60rpm,無(wú)上頂栓，通過(guò)控制轉(zhuǎn)速來(lái)控制膠料達(dá)到所需溫度，過(guò)轉(zhuǎn)速在6-60rpm中的變化和溫控水來(lái)控制膠料溫度可以穩(wěn)定在120°C以上的任意溫度，完成加硫或反應(yīng)過(guò)程的條件；在下面的密煉機(jī)補(bǔ)充混煉的同時(shí)，上面的小規(guī)格密煉機(jī)可以同時(shí)混煉下一車膠料；
3、一次法的連續(xù)生產(chǎn)線較傳統(tǒng)的一次法的連續(xù)生產(chǎn)線增加了膠環(huán)長(zhǎng)度，改善了實(shí)際達(dá)到的輥距，使膠厚達(dá)到3mm，增加了溫控，可減少混煉時(shí)間10%，并改善了膠料的粘輥問(wèn)題，擴(kuò)大了一次法生產(chǎn)線的使用膠料品種。以上串聯(lián)加一次法生產(chǎn)線結(jié)合具有以下優(yōu)點(diǎn):1、可完成綠色輪胎專用配方(高白炭黑用量)的一次性加工成型，完全滿足硅烷化反應(yīng)的條件；2、解決了原一次法煉膠系統(tǒng)的炭黑泄漏，周圍環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，并能做到準(zhǔn)確稱量，減少原來(lái)二次稱量的產(chǎn)生誤差；3、節(jié)能減排，如果以傳統(tǒng)的多段混煉為參考點(diǎn)，與創(chuàng)新工藝作比較(密煉機(jī)容量及輸出終煉膠的能力相同)，下表看能源消耗下降明顯，可見(jiàn)密煉裝備技術(shù)進(jìn)步對(duì)輪胎綠色生產(chǎn)的作用之大(見(jiàn)下表)。
權(quán)利要求
1.串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，其特征在于:該生產(chǎn)線包括小規(guī)格密煉機(jī)(I)、大規(guī)格密煉機(jī)(2)、第一開(kāi)煉機(jī)(3)、多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)(6)和出片機(jī)(9)，小規(guī)格密煉機(jī)(I)、大規(guī)格密煉機(jī)(2)和第一開(kāi)煉機(jī)(3)依次串聯(lián)設(shè)置；所述的小規(guī)格密煉機(jī)(I)的具有上頂栓，固定設(shè)置在上層，所述的大規(guī)格密煉機(jī)(2)不具有上頂栓，固定設(shè)置在中層，大規(guī)格密煉機(jī)(2)的進(jìn)料口連接小規(guī)格密煉機(jī)(I)的出料口，所述的第一開(kāi)煉機(jī)(3)固定設(shè)置在底層，第一開(kāi)煉機(jī)(3)的進(jìn)料口連接大規(guī)格密煉機(jī)(2)的出料口，第一開(kāi)煉機(jī)(3)的出片口連接設(shè)置有提升傳送帶(4 )，提升傳送帶(4 )連接設(shè)有送料傳送帶(5 )，多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)(6 )并聯(lián)設(shè)置在送料傳送帶(5)的一側(cè)，在各臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)(6)的出料口位置設(shè)置有出料傳送帶(8)，出料傳送帶連接至出片機(jī)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，其特征在于:小規(guī)格密煉機(jī)(I)的容量為20(T400升，大規(guī)格密煉機(jī)(2)的容量為45(T700升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，其特征在于:小規(guī)格密煉機(jī)(I)選用GK320密煉機(jī)，大規(guī)格密煉機(jī)(2)選用GK550密煉機(jī)，第一開(kāi)煉機(jī)(3)和第二開(kāi)煉機(jī)(6)均為￠660開(kāi)煉機(jī)，出片機(jī)(9)選用￠550出片機(jī)(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，其特征在于:第二開(kāi)煉機(jī)(6)的數(shù)量為4 8臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)加一次法煉膠生產(chǎn)線，其特征在于:第一開(kāi)煉機(jī)(3)和第二開(kāi)煉機(jī)(6)配有單獨(dú)的溫控系統(tǒng)，溫控水溫度控制在25-80°C。
6.一種采用權(quán)利要求廣4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的煉膠生產(chǎn)線進(jìn)行煉膠的方法，其特征在于該方法包括以下的步驟: 1)將丁苯橡膠和橡膠配合劑加入小規(guī)格密煉機(jī)(I)，轉(zhuǎn)速5(T70rpm，加壓15 25秒，上頂栓壓力45 55N/cm2 ； 2)加入白炭黑，硅烷偶聯(lián)劑和炭黑轉(zhuǎn)速5(T70rpm，上頂栓壓力45 55N/cm2，升溫至140"150 0C ； 3 )經(jīng)小規(guī)格密煉機(jī)(I)混煉后的物料直接進(jìn)入大規(guī)格密煉機(jī)(2 )，通過(guò)轉(zhuǎn)速6-60rpm的變化和溫控水溫度來(lái)控制溫度在14(Tl50°C時(shí)間50 70秒； 4)排膠到第一開(kāi)煉機(jī)(3)； 5)第一開(kāi)煉機(jī)(3)出片到并聯(lián)的第二開(kāi)煉機(jī)(6)，將溫度降到120°C以下； 6)在并聯(lián)的多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)(6)上通過(guò)變距，變速，完成膠料的補(bǔ)充混煉和加硫，并出片到出片機(jī)(9); 7)在出片機(jī)(9)上完成出片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉膠的方法，其特征在于:第二開(kāi)煉機(jī)(6)變距的輥距為0.5_5mm,變速為 35_55m/s。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料加工工藝，尤其涉及輪胎混煉橡膠的煉膠生產(chǎn)和方法，該生產(chǎn)線包括小規(guī)格密煉機(jī)、大規(guī)格密煉機(jī)、第一開(kāi)煉機(jī)、多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)和出片機(jī)，小規(guī)格密煉機(jī)、大規(guī)格密煉機(jī)和第一開(kāi)煉機(jī)依次串聯(lián)設(shè)置；該方法包括以下的步驟1)將丁苯橡膠和橡膠配合劑加入小規(guī)格密煉機(jī)；2)加入白炭黑，硅烷偶聯(lián)劑和炭黑；3)經(jīng)小規(guī)格密煉機(jī)混煉后的物料直接進(jìn)入大規(guī)格密煉機(jī)；4)排膠到第一開(kāi)煉機(jī)；5)第一開(kāi)煉機(jī)出片到并聯(lián)的第二開(kāi)煉機(jī)；6)在并聯(lián)的多臺(tái)第二開(kāi)煉機(jī)上處理后出片到出片機(jī)。本發(fā)明的有益效果在于解決了原一次法煉膠系統(tǒng)的炭黑泄漏，周圍環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題，并能做到準(zhǔn)確稱量，減少原來(lái)二次稱量的產(chǎn)生誤差。
文檔編號(hào)B29B7/58GK103112095SQ20131005812
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者黃秀華, 崔大杰, 張建軍, 王錫平, 邢鵬波 申請(qǐng)人:杭州中策橡膠有限公司