一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥及其制造方法，屬于膠輥及其制備方法領(lǐng)域。本發(fā)明的膠輥所用膠料包括如下重量百分比的組分：乙丙橡膠50.7-58.1%，炭黑29.1-38.1%，環(huán)烷油2.5-2.9%，齊聚酯2.5-2.9%，增粘劑2.5-2.9%，流動助劑1.0-1.2%，硫化劑DCP1.9-2.2%，硫黃0.28-0.32%，促進劑BZ0.18-0.20%，促進劑DPTT0.18-0.20%；其制備步驟為：膠料混煉；纏繞包膠；硫化罐硫化和車磨加工。本發(fā)明在橡膠混煉時使各種材料間達(dá)到充分的分散融合，可以消除輥面的包膠紋路色差，膠輥內(nèi)外硬度、材料分布一致性高，輥面粗糙度一致性高，滿足了高檔汽車板生產(chǎn)線對涂覆膠輥的使用要求。
【專利說明】一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂覆膠輥及其制造方法，更具體地說，涉及一種高檔汽車板生產(chǎn)時用于在鋼板表面涂覆一層特殊潤滑膜的三元乙丙橡膠涂覆膠輥及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和家庭用汽車的普及，汽車用鋼板的需求量也越來越大，帶動了汽車鋼板業(yè)的快速發(fā)展。但汽車鋼板特別是汽車用外板和車門內(nèi)板等難成型部件，在沖壓成型時易產(chǎn)生裂紋和表面鍍層脫落的現(xiàn)象，這不僅降低了汽車鋼板的產(chǎn)品質(zhì)量，同時還提高了汽車的生產(chǎn)成本。為了改善鋼板的沖壓成型性，降低生產(chǎn)成本，在汽車用鋼板板帶生產(chǎn)過程中，會在鋼板的表面涂覆一層特殊的潤滑膜；鋼板沖壓成型時這層特殊潤滑膜和防銹油一起起到潤滑劑的作用，避免了鋼板產(chǎn)生裂紋和表面鍍層脫落。
[0003]汽車板表面涂覆特殊潤滑膜是寶鋼新日鐵汽車板有限公司的專有技術(shù):先將特殊潤滑液均勻地涂覆在橡膠輥表面，再轉(zhuǎn)移到鋼板板帶表面。鋼板板帶對表面涂覆的這層特殊潤滑膜的要求十分嚴(yán)格:要求膜厚約10nm，檢測時以其所含的一種微量元素的含量表示，其標(biāo)準(zhǔn)范圍為20±5mg/m2，潤滑膜外觀無色差和其他任何缺陷；此外，要求膠輥每次上線使用后可重新修磨再次使用。
[0004]一般的膠輥生產(chǎn)工藝，橡膠擠出包膠時膠片厚，橡膠材料在膠片斷面分布上存在差異，致使加工后或在線使用一段時間后輥面出現(xiàn)明顯的包膠紋路。此外，一般的膠輥受硫化工藝、加工方法的局限，輥面硬度和加工粗糙度差異明顯，輥面殘留微小缺陷，造成鋼板表面涂覆特殊潤滑膜時膜厚一致性差、外觀色差明顯。
[0005]為了生產(chǎn)出滿足高檔汽車板生產(chǎn)線使用要求的膠輥，必須從配方開發(fā)、生產(chǎn)工藝上進行突破，做到輥面硬度均勻一致(±1邵氏A)、輥面粗糙度均勻一致(±0.1 μ m)，輥面外觀無包膠紋路、無微孔、微顆粒等缺陷，且膠輥內(nèi)部硬度和材質(zhì)分布均勻一致、無缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)用高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥存在的:a、輥面易出現(xiàn)包膠紋路；b、輥面粗糙度難以滿足要求；c、輥面硬度一致性差等問題，從配方設(shè)計、包膠工藝、硫化工藝、車磨工藝等方面出發(fā)，提供了一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥及其制造方法，本發(fā)明提供的技術(shù)方案解決了上述問題，滿足了高檔汽車板生產(chǎn)線對涂覆膠輥的使用要求。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥，該膠輥所用膠料包括如下重量百分比的組分:
[0011]乙丙橡膠50.7—58.1%
炭黑29.1 —38.1%
環(huán)烷油2.5—2.9%
齊聚酯2.5—2.9%
增粘劑2.5—2.9%
流動助劑1.0—1.2%
硫化劑 DCP1.9-2.2%
硫黃0.28—0.32%
促進劑 BZ0.18—0.20%
促進劑 DPTT0.18—0.20%
[0012]更進一步地，所述的乙丙橡膠采用吉化4045三元乙丙橡膠，所述的炭黑采用卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑。
[0013]本發(fā)明的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其步驟為:
[0014]a)膠料混煉:將乙丙橡膠置于密煉機中塑煉70-90S，然后加入增粘劑、流動助劑混煉40-50s，再加入炭黑、環(huán)烷油、齊聚酯密煉90-100S后提栓，100-120s后排膠，排膠溫度為120-130°C ;混煉母膠停放24h后進行二段加硫，將停放后的母煉膠置于開煉機輥筒上，待母煉膠包輥表面光滑平整后加入硫黃、促進劑BZ、促進劑DPTT、硫化劑DCP，待上述配合劑全部混入母膠后開刀翻煉，將膠料打2-3個三角包和3個卷后出條待用；其中，上述各組分的重量百分比為:乙丙橡膠50.7-58.1%，炭黑29.1-38.1%，環(huán)烷油2.5-2.9%，齊聚酯
2.5-2.9%，增粘劑 2.5-2.9%，流動助劑 1.0-1.2%，硫化劑 DCP1.9-2.2%，硫黃 0.28-0.32%，促進劑 ΒΖ0.18-0.20%，促進劑 DPTT0.18-0.20% ；
[0015]b)纏繞包膠:將步驟a)中二段加硫混煉好的膠料喂入螺桿擠出機，該螺桿擠出機的口型為薄片形，通過薄片形口型擠出厚度為2-3mm的薄膠片，待薄膠片均勻一致后啟動旋轉(zhuǎn)包膠機，將膠片逐層纏繞包在準(zhǔn)備好的金屬輥芯上，直到包膠單邊厚度達(dá)到26-27mm，包膠完畢，在膠面上纏繞尼龍水布；
[0016]c)硫化罐硫化:將步驟b)中包父完畢的父棍送入硫化罐，關(guān)閉罐門后，往硫化罐中通入蒸汽并采用階梯逐步升溫、保溫長時間加熱硫化的方式進行硫化，通入蒸汽的同時打開壓縮空氣閥門，通入壓縮空氣使硫化罐內(nèi)壓力在0.5h內(nèi)達(dá)到4.5-5大氣壓；
[0017]d)車磨加工:將步驟c)中硫化完畢的膠輥在室內(nèi)自然冷卻到室溫，先將該膠輥在車床上進行粗加工，再轉(zhuǎn)移到震蕩磨床上用震蕩磨頭，采用外圓濕磨的方式進行精加工。
[0018]作為本發(fā)明制造方法的更進一步改進，步驟a)中將乙丙橡膠置于密煉機中塑煉80s,然后加入增粘劑、流動助劑混煉45s，再加入炭黑、環(huán)烷油、齊聚酯密煉95s后提栓，1lOs后排膠，排膠溫度設(shè)為125°C。
[0019]作為本發(fā)明制造方法的更進一步改進，步驟b)中二段加硫混煉好的膠料喂入螺桿擠出機之前，需將螺桿擠出機料筒、螺桿和機頭設(shè)備溫度分別預(yù)熱到50°C、60°C和50°C ;包膠過程中控制擠出薄膠片溫度≤95°C。[0020]作為本發(fā)明制造方法的更進一步改進，步驟c)中階梯逐步升溫、保溫長時間加熱硫化程序為:首先升溫到65-75°C，在65-75°C保溫2h ;再升溫到90-100°C，在90-100°C保溫Ih ;再升溫到120-130°C，在120-130°C保溫Ih ;再升溫到150_160°C，在150_160°C保溫5h。
[0021]作為本發(fā)明制造方法的更進一步改進，步驟c)中整個加熱硫化過程硫化罐內(nèi)壓力均保持4.5-5大氣壓。
[0022]3.有益效果
[0023]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0024](I)本發(fā)明的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥，其使用的炭黑與乙丙橡膠的相容性好，易于分散，避免了炭黑分散不均勻造成膠料性能差異和加工后輥面出現(xiàn)包膠紋路現(xiàn)象，確保了配方組分材料進行充分的融和、分散；
[0025](2)本發(fā)明的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其螺桿擠出機采用薄片形口型，降低了擠出過程中膠片斷面不同位置受到阻力的差異性，使擠出膠片材料分布均勻，膠片包膠過程中層與層之間粘合性好、材料分散一致；[0026](3)本發(fā)明的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，采用階梯逐步升溫、保溫長時間硫化的方式，膠輥內(nèi)部和表面硫化程度均勻一致，材料性能一致；補充壓縮空氣，保證了硫化罐內(nèi)有足夠的壓力，增大了膠層與膠層以及膠層與輥芯之間的粘結(jié)強度，橡膠硫化過程中產(chǎn)生的小分子氣體緩慢的排出膠料內(nèi)部，防止膠層出現(xiàn)氣孔；
[0027](4)本發(fā)明的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥及其制造方法，從配方開發(fā)、生產(chǎn)工藝上進行突破，在橡膠混煉時使各種材料間達(dá)到充分的分散融合，可以消除輥面的包膠紋路色差，膠輥內(nèi)外硬度(輥面硬度72-73邵氏A)、材料分布一致性高，輥面粗糙度一致性高(輥面粗糙度0.9±0.1 μ m),實際生產(chǎn)試驗多次使用修磨后輥面硬度仍為72-73邵氏A，滿足了高檔汽車板生產(chǎn)線對膠輥的使用要求。
【具體實施方式】
[0028]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0029]實施例1
[0030]本實施例中的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥，規(guī)格為Φ300X Φ260X2270，其所用膠料包括如下重量百分比的組分:
[0031]乙丙橡膠50.7%
炭黑36.48%
環(huán)烷油2.9%
齊聚酯2.9%
增粘劑2.9%
流動助劑1.2%
硫化劑DCP2.2%
硫黃0.32%
促進劑BZ0.20%
促進劑DPTT0.20%
[0032]根據(jù)設(shè)計配方要求，乙丙橡膠是吉化4045三元乙丙橡膠，填充補強材料炭黑是卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑，環(huán)烷油是上海羅博潤滑劑有限公司生產(chǎn)的環(huán)烷基橡膠油，齊聚酯是西安有機化工廠生產(chǎn)的液體橡膠交聯(lián)劑，增粘劑是德國DOG公司生產(chǎn)的501樹脂，流動助劑是元慶國際貿(mào)易有限公司代理的Deoflow S，硫化劑DCP是太倉塑料助劑廠有限公司生產(chǎn)的架橋劑，硫黃是安慶市化工助劑廠生產(chǎn)的200目硫黃粉，促進劑BZ是濮陽蔚林化工股份有限公司生產(chǎn)的二丁基二硫代氨基甲酸鋅，促進劑DPTT是濮陽蔚林化工股份有限公司生產(chǎn)的四硫化雙戊撐秋蘭姆。
[0033]本配方中使用的填充補`強材料是卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑，卡博特炭黑和主體材料吉化4045三元乙丙橡膠的相容性好，易于分散，避免了炭黑分散不均勻造成膠料性能差異和加工后輥面出現(xiàn)包膠紋路，確保了每種材料進行充分的融和、分散。
[0034]采用上述組分及其百分比含量的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥，其制備方法如下:
[0035]a)膠料混煉:將乙丙橡膠置于密煉機中塑煉70s，然后加入增粘劑、流動助劑混煉50s，再加入炭黑、環(huán)烷油、齊聚酯密煉90s后提栓，120s后排膠，排膠溫度為120°C ;混煉母膠停放24h后進行二段加硫，將停放后的母煉膠置于開煉機輥筒上，待母煉膠包輥表面光滑平整后加入硫黃、促進劑BZ、促進劑DPTT、硫化劑DCP，待上述配合劑全部混入母膠后開刀翻煉，將膠料打2個三角包和3個卷后出條待用；
[0036]b)纏繞包膠:先將螺桿擠出機料筒、螺桿和機頭設(shè)備溫度分別預(yù)熱到50°C、6(TC和50°C，然后將步驟a)中二段加硫混煉好的膠料喂入螺桿擠出機，該螺桿擠出機的口型為薄片形，此種口型降低了擠出過程中膠片斷面不同位置受到阻力的差異性，使擠出膠片材料分布均勻，膠片包膠過程中層與層之間粘合性好、材料分散一致。通過薄片形口型擠出厚度為2_的薄膠片，待薄膠片均勻一致后啟動旋轉(zhuǎn)包膠機，將膠片逐層纏繞包在已經(jīng)過輥芯噴砂一汽油清洗(干燥)一涂刷膠粘劑一干燥預(yù)處理的金屬輥芯上，直到包膠單邊厚度達(dá)到26mm，包膠過程中控制擠出薄膠片溫度< 94°C，包膠完畢，在膠面上纏繞2層尼龍水布；
[0037]c)硫化iip硫化:將步驟b)中包I父完畢的I父棍送入硫化iip，關(guān)閉iip門后，往硫化iip中通入蒸汽并采用階梯逐步升溫、保溫長時間加熱硫化的方式進行硫化，采用此種方式能夠使得膠輥內(nèi)部和表面硫化程度均勻一致，材料性能一致。本實施例中具體加熱硫化程序為:首先升溫到65°C，在65°C保溫2h ;再升溫到100°C，在100°C保溫Ih ;再升溫到120°C，在120°C保溫Ih ;再升溫到160°C，在160°C保溫5h。通入蒸汽的同時打開壓縮空氣閥門，通入壓縮空氣使硫化罐內(nèi)壓力在0.5h內(nèi)達(dá)到4.5大氣壓；且整個加熱硫化過程硫化罐內(nèi)壓力均保持4.5大氣壓。
[0038]此處值得說明的是，一般的硫化工藝，短時間內(nèi)(0.5h)硫化罐內(nèi)達(dá)到硫化溫度，膠輥表面橡膠已開始硫化，由于橡膠傳熱慢，膠輥內(nèi)部還沒達(dá)到硫化溫度，致使膠輥內(nèi)部和表面硫化程度不一致，橡膠材料性能差異明顯；并且由于罐內(nèi)壓力低，橡膠硫化過程中產(chǎn)生的小分子氣體快速擴散出橡膠內(nèi)部，造成橡膠內(nèi)部出現(xiàn)氣孔。補充壓縮空氣，保證了硫化罐內(nèi)有足夠的壓力，增大了膠層與膠層以及膠層與輥芯之間的粘結(jié)強度，橡膠硫化過程中產(chǎn)生的小分子氣體緩慢的排出膠料內(nèi)部，能夠防止膠層出現(xiàn)氣孔。
[0039]d)車磨加工:將步驟c)中硫化完畢的膠輥在室內(nèi)自然冷卻到室溫，先將該膠輥在車床上進行粗加工至直徑300.5mm，粗糙度1.2 μ m，再轉(zhuǎn)移到震蕩磨床上用震蕩磨頭，采用外圓濕磨的方式進行精加工，加工至膠輥直徑300 ± 0.1mm，輥面粗糙度0.9 ± 0.1 μ m。本實施例采用震蕩磨頭、外圓濕磨的加工方式對粗加工后的輥面進行精加工，使輥面粗糙度高度一致，消除輥面可視色差紋路。
[0040]本實施例中制備所得的高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的材料性能測試數(shù)據(jù)如表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥，其特征在于:該膠輥所用膠料包括如下重量百分比的組分:乙丙橡膠50.7—58.1%炭黑29.1—38.1%環(huán)烷油2.5—2.9%齊聚酯2.5—2.9%增粘劑2.5—2.9%流動助劑1.0 — 1.2%硫化劑 DCP1.9-2.2%硫黃0.28—0.32%促進劑 BZ0.18—0.20%促進劑 DPTT0.18—0.20%
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥，其特征在于:所述的乙丙橡膠采用吉化4045三元乙丙橡膠，所述的炭黑采用卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑O
3.一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其步驟為: a)膠料混煉:將乙丙橡膠置于密煉機中塑煉70-90S，然后加入增粘劑、流動助劑混煉40-50s，再加入炭黑、環(huán)烷油、齊聚酯密煉90-100S后提栓，100-120s后排膠，排膠溫度為120-130°C ;混煉母膠停放24h后進行二段加硫，將停放后的母煉膠置于開煉機輥筒上，待母煉膠包輥表面光滑平整后加入硫黃、促進劑BZ、促進劑DPTT、硫化劑DCP，待上述配合劑全部混入母膠后開刀翻煉，將膠料打2-3個三角包和3個卷后出條待用；其中，上述各組分的重量百分比為:乙丙橡膠50.7-58.1%，炭黑29.1-38.1%，環(huán)烷油2.5-2.9%，齊聚酯2.5-2.9%，增粘劑 2.5-2.9%，流動助劑 1.0-1.2%，硫化劑 DCP1.9-2.2%，硫黃 0.28-0.32%，促進劑 ΒΖ0.18-0.20%，促進劑 DPTT0.18-0.20% ； b)纏繞包膠:將步驟a)中二段加硫混煉好的膠料喂入螺桿擠出機，該螺桿擠出機的口型為薄片形，通過薄片形口型擠出厚度為2-3mm的薄膠片，待薄膠片均勻一致后啟動旋轉(zhuǎn)包膠機，將膠片逐層纏繞包在準(zhǔn)備好的金屬輥芯上，直到包膠單邊厚度達(dá)到26-27mm，包膠完畢，在膠面上纏繞尼龍水布； c)硫化iip硫化:將步驟b)中包I父完畢的I父棍送入硫化iip，關(guān)閉iip門后，往硫化iip中通入蒸汽并采用階梯逐步升溫、保溫長時間加熱硫化的方式進行硫化，通入蒸汽的同時打開壓縮空氣閥門，通入壓縮空氣使硫化罐內(nèi)壓力在0.5h內(nèi)達(dá)到4.5-5大氣壓； d)車磨加工:將步驟c)中硫化完畢的膠輥在室內(nèi)自然冷卻到室溫，先將該膠輥在車床上進行粗加工，再轉(zhuǎn)移到震蕩磨床上用震蕩磨頭，采用外圓濕磨的方式進行精加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其特征在于:步驟a)中將乙丙橡膠置于密煉機中塑煉80s，然后加入增粘劑、流動助劑混煉45s，再加入炭黑、環(huán)烷油、齊 聚酯密煉95s后提栓，IlOs后排膠，排膠溫度設(shè)為125°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其特征在于:步驟b)中二段加硫混煉好的膠料喂入螺桿擠出機之前，需將螺桿擠出機料筒、螺桿和機頭設(shè)備溫度分別預(yù)熱到50°C、60°C和50°C ;包膠過程中控制擠出薄膠片溫度< 95°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其特征在于:步驟c)中階梯逐步升溫、保溫長時間加熱硫化程序為:首先升溫到65-75°C，在65-75 V保溫2h ;再升溫到90-100 V，在90-100 V保溫Ih ;再升溫到120-130 V，在120-130°C保溫 Ih ;再升溫到 150-160。。，在 150_1601:保溫511。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高檔汽車板生產(chǎn)線用涂覆膠輥的制造方法，其特征在于:步驟c)中整個加熱硫化過程硫化罐內(nèi)壓力均保持4.5-5大氣壓。
【文檔編號】B29B7/00GK103613861SQ201310584983
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】徐海潮, 戎啟虎, 朱文華, 吳潤生, 高劍, 劉樸, 林上輝, 姚建慶, 王魯 申請人:南京金三力橡塑有限公司, 寶鋼新日鐵汽車板有限公司