厂商 :武汉奥福斯密封件有限公司
湖北 武汉- 主营产品:
- 博格曼机械密封
- 约翰克兰机械密封
- 泵用机械密封
生产工艺
一、基本工艺流程[1]
橡胶制品种类繁多,但生产工艺过程却基本相同。以一般固体橡胶,生胶为原料的橡胶制品的基本工艺过程包括:塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。当然,原材料准备、成品整理、检验包装等基本工序也少不了。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性性能这个矛盾的过程,通过各种工艺手段使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,再加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。
二、原材料准备
1.橡胶制品的主要原料是以生胶为基本材料,而生胶就是生长在热带,亚热带的橡胶树上通过人工割开树皮收集而来。
2.各种配合剂,是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料。
3.纤维材料有(棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维和金属材料、钢丝)是作为橡胶制品的骨架材料,以增强机械强度、限制制品变型。 在原材料准备过程中配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合,需要对材料进行加工,生胶要在60--70℃烘房内烘软后再切胶、破胶成小块,配合剂有块状的。如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎。 粉状的若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去液态的如松焦油、古马隆需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质, 配合剂要进行干燥不然容易结块、混炼时若不能分散均匀硫化时产生气泡会影响产品质量
三、塑炼
生胶富有弹性,缺乏加工时必需的可塑性性能,因此不便于加工。为了提高其可塑性,所以要对生胶进行塑炼,这样在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中,同时在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性渗入纤维织品内和成型流动性。 将生胶的长链分子降解形成可塑性的过程叫做塑炼。 生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。机械塑炼是在不太高的温度下通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用使长链橡胶分子降解变短由高弹性状态转变为可塑状态。热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气在热和氧的作用下使长链分子降解变短从而获得可塑性。
四、混炼
为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本必须在生胶中加入不同的配合剂。 混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中通过机械拌合作用使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。 混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料人们称为混炼胶它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料通常均作为商品出售购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。根据配方的不同,混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种提供选择。
五、成型
在橡胶制品的生产过程中利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程?称之为成型。成型的方法有
1.压延成型
适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。 有些橡胶制品如轮胎、胶布、胶管等所用纺织纤维材料必须涂上一层薄胶在纤维上涂胶也叫贴胶或擦胶,涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶烘干的目的是为了减少纤维材料的含水量以免水分蒸发起泡,和提高纤维材料的温度以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。
2.压出成型
用于较为复杂的橡胶制品,象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶放入到挤压机的料斗内在螺杆的挤压下通过各种各样的口型也叫样板进行连续造型的一种方法。压出之前胶料必须进行预热使胶料柔软、易于挤出从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。
3.模压成型
也可以用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品,借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。
六、硫化
把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化。它是将一定量的硫化剂如硫磺、硫化促进剂等加入到由生胶制成的半成品中在硫化罐中进行在规定的温度下加热、保温使生胶的线性分子间通过生成“硫桥”而相互交联成立体的网状结构从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成所以称为“硫化”。随着合成橡胶的迅速发展现在硫化剂的品种很多除硫磺外还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因此凡是能使线状结构的塑性橡胶转化为立体网状结构的弹性橡胶的工艺过程都叫硫化,凡能在橡胶材料中起“搭桥”作用的物质都称为“硫化剂”。 硫化后的弹性橡胶叫硫化橡胶又叫软橡胶俗称“橡胶”。 硫化是橡胶加工的一个最为重要的工艺过程各种橡胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的橡胶在使用上是没有什么使用价值的,但欠硫,硫化程度不够,硫化时间不够未能达到最佳状态和过硫,硫化时间超过、性能显著下降都使橡胶性能下降。所以生产过程中一定要严格控制硫化时间,以保证硫化后的橡胶制品具有最好的使用性能和最长久的使用寿命。
七、辅助措施
为了达到使用性能还应在生产工艺中增加辅助措施
1.增加强度——配用硬质碳黑掺用酚醛树脂
2.增加耐磨性——配用硬质碳黑
3.气密性要求高——少用挥发性高的组分
4.增加耐热性——采用新的硫化工艺
5.增加耐寒性——通过生胶的解枝镶嵌,降低结晶倾向,使用耐低温的增塑剂
6.增加耐燃性——不用易燃助剂、少用软化剂、使用阻燃剂如三氧化锑
7.增加耐氧性、耐臭氧性——采用对二胺类防护剂
8.提高电绝缘性——配用高结构填充剂或金属粉配用抗静电剂
9.提高磁性——采用锶铁氧粉铝镍铁粉铁钡粉等作填充剂
10.提高耐水性——采用氧化铅或树脂硫化体系配用吸水性较低的填充剂如硫酸钡、陶土
11.提高耐油性——充分交联、少用增塑剂
12.提高耐酸碱度——多用填充剂
13.提高高真空性——配用挥发性小的添加剂
14.降低硬度——大量填充软化剂。
八、橡胶制品硫化的有关问题
1.橡胶制品硫化时产生哪些有毒气体? 橡胶的硫化过程中采用烘箱半封闭式硫化有的橡胶会有微量的有毒气体排出能闻到很重的橡胶味。比如一氧化硫、二氧化硫 、三氧化硫、硫化氢气体虽剧毒的东西基本上没有但对人体肯定有害,有的产品硫化会产生致癌的东西或者本身硫化前的橡胶就有致癌成分最好少接触为好。 橡胶硫化所采用的有机试剂或多或少对人体都是有害的。如二甲基苯等
2. 一般橡胶的硫化温度是多少?一般为115度到180度看什么橡胶品种而定。而200度的温度则为高温硫化。
3.二氧化硫的危害有哪些?危险性类别--三星级 侵入途径通过呼吸系统,健康危害易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性中毒轻度中毒时发生流泪、畏光、咳嗽咽、喉灼痛等严重中毒可在数小时内发生肺水肿极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响长期低浓度接触可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。 环境危害 对大气可造成严重污染。
各种材料橡胶的优缺点
天然橡胶 NR
(Natural Rubber) 由橡胶树采集胶乳制成,是异戊二烯的聚合物.具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率.在空气中易老化,遇热变粘,在矿物油或汽油中易膨胀和溶解,耐碱但不耐强酸. 优点:弹性好,耐酸碱。缺点:不耐候,不耐油(可耐植物油) 是制作胶带、胶管、胶鞋的原料,并适用于制作减震零件、在汽车刹车油、乙醇等带氢氧根的液体中使用的制品。
丁苯胶SBR
(Styrene Butadiene Copolymer) 丁二烯与苯乙烯之共聚合物,与天然胶比较,品质均匀,异物少,具有更好耐磨性及耐老化性,但机械强度则较弱,可与天然胶掺合使用。优点:低成本的非抗油性材质,良好的抗水性,硬度70 以下具良好弹力,高硬度时具较差的压缩性,缺点:不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。
丁基橡胶ⅡR
(Butyl Rubber) 为异丁烯与少量异戊二烯聚合而成,因甲基的立体障碍分子的运动比其他聚合物少,故气体透过性较少,对热、日光、臭氧之抵抗性大,电器绝缘性佳;对极性容剂抵抗大,一般使用温度范围为-54-110 ℃. 优点:对大部份一般气体具不渗透性,对阳光及臭气具良好的抵抗性可暴露于动物或植物油或是可气化的化学物中。缺点:不建议与石油溶剂,胶煤油和芳氢同时使用 用于汽车轮胎的内胎、皮包、橡胶膏纸、窗框橡胶、蒸汽软管、耐热输送带等。
氢化丁晴胶HNBR
(Hydrogenate Nitrile) 氢化丁晴胶为丁晴胶中经由氢化后去除部份双链,经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁晴橡胶提高很多,耐油性与一般丁晴胶相近。一般使用温度范围为 -25~150 ℃。优点:较丁晴胶拥有较佳的抗磨性,具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩性的特性
在臭氧等大气状况下具良好的抵抗性,一般适用于洗衣或洗碗的清洗剂中.缺点:不建议使用于醇类,酯类或是芳香族的溶液之中 空调制冷业,广泛用于环保冷媒 R134a 系统中的密封件。
汽车发动机系统密封件。
乙丙胶EPDM(Ethylene propylene Rubber) 由乙烯及丙烯共聚合而成,因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀,但无法硫磺加硫.为解决此问题,在EP主链上导入少量有双链之第三成份而可加硫即成EPDM,一般使用温度为-50~150 ℃.对极性溶剂如醇、酮等抵抗性极佳 优点:具良好抗候性及抗臭氧性, 具极佳的抗水性及抗化字物 ,可使用醇类及酮类, 耐高温蒸气,对气体具良好的不渗透性。缺点:不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。高温水蒸汽环境之密封件卫浴设备密封件或零件。制动(刹车)系统中的橡胶零件。散热器 (汽车水箱) 中的密封件。
丁晴胶 NBR
(Nitrile Rubber) 由丙烯睛与丁二烯共聚合而成,丙烯睛含量由 18%~50% ,丙烯睛含量越高,对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好,但低温性能则变差,一般使用温度范围为 -25~100 ℃。丁晴胶为目前油封及 O 型圈最常用之橡胶之一 优点:具良好的抗油,抗水,抗溶剂及抗高压油的特性
具良好的压缩性,抗磨及伸长力。
缺点:不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧、硝基烃,MEK 和氯仿.用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅油、二酯系润滑油等流体介质中使用的橡胶零件,特别是密封零件.可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件
氯丁胶CR
(Neoprene 、 Polychloroprene) 由氯丁烯单体聚合而成.硫化后的橡胶弹性耐磨性好,不怕阳光的直接照射,有特别好的耐候性能,不怕激烈的扭曲,不怕制冷剂,,耐稀酸、耐硅酯系润滑油,但不耐磷酸酯系液压油.在低温时易结晶、硬化,贮存稳定性差,在苯胺点低的矿物油中膨胀量大.一般使用温度范围为 -50~150 ℃. 优点:弹性良好及具良好的压缩变形,配方内不含硫磺因此非常容易来制作.具抗动物及植物油的特性,不会因中性化学物,脂肪、油脂、多种油品,溶剂而影响物性,具防燃特性
缺点:不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中 耐 R12 制冷剂的密封件,家电用品上的橡胶零件或密封件。适合用来制作各种直接接触大气、阳光、臭氧的零件。适用于各种耐燃、耐化学腐蚀的橡胶品。
氟橡胶FKM
氟橡胶的优缺点及其适用介质
氟橡胶(Fluorocarbon)是由含氟单体经过聚合或缩聚而得到的分子主链或侧链的碳原子上连有氟原子的弹性聚合物。由于在制造时所用含氟单体的不同,氟橡胶拥有许多品种,大类可分为含氟烯烃类共聚物和亚硝基类共聚物。具体来说,按化学组成可分为含氟烯经类氟橡胶、氟硅橡胶、亚硝基氟橡胶、氟化丙烯酸酯橡胶、氟化磷腈橡胶、含氟醚橡胶等。氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性,是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年,随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升,氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。
温度范围:-45℃~204℃
优点:· 优异的化学稳定性,耐大部分油品及溶剂,尤其是各种酸类,脂族烃芳香烃及动植物油· 优异的耐高温性· 良好的耐老化性能· 极佳的真空性能· 优良的机械性能· 良好的电性能· 良好的渗透性
缺点:
· 不建议用于酮类、低分子量的酯类及含硝基的化合物· 低温性能不好· 耐辐射性能较差
适用介质:
· 矿物油,ASTM 1号油 IRM902油及903油
· 不可燃HFD 液压油
· 硅油及硅酯
· 矿物及植物油、脂
· 脂肪烃(丁烷、丙烷、天然气)
· 芳香烃(甲苯、二甲苯)
· 氯代烃(三氯乙烷、四氯化碳)
· 汽油(包括高醇汽油)
· 高真空
不适用介质:
· 乙二醇基刹车油
· 氨气、胺、碱
· 过热水蒸气
· 低分子量有机酸(甲酸及乙酸)