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      大型橡膠膜片的研制

      時間:2019-07-081572 次瀏覽

      信息摘要:直徑超過500mm的大型橡膠膜片的技術要求、配方設計和膠料物性、增強材料的選擇、模具設計中應注意的問題、橡膠與骨架材料的粘合技術及生產工藝等。

      1、大型膠膜片的技術要求

      大型橡膠膜片的規格共6種:φ530mm×59.4mm×2.0mm,φ636.5mm×74.0mm×2.4mm,φ530mm×61.5mm×2.4mm,φ643.5mm×74.1mm×2.4mm,φ732.5mm×82.9mm×l.55mm,φ532mm×55.7mm×2.4mm;工作溫度為常溫~50℃;介質為22#汽輪機油和空氣;工作狀態為屈撓往復微動;工作壓力為0.27MPa。

      2、技術路線的選擇

      從對技術要求的分析可以看出,大型橡膠膜片的技術關鍵是滿足耐22#汽輪機油的要求、較高的物理機械強度和橡膠與骨架材料的粘合強度。

      2.1生膠的選擇

      膜片膠料除要求較高的拉伸強度、較好的粘合性能外,還需要有良好的屈撓性。由于膜片在使用中不斷動作,屈撓頻繁的部位極易產生橡膠與織物的剝離與龜裂,橡膠本身也會因屈撓疲勞而產生斷裂。因此,膠料伸長率需大于500%,硬度在60度(邵爾A)左右為宜。本實驗選用耐油性能優良的丁腈橡膠作為膜片的主體膠料。

      2.2增強材料的選擇

      合成纖維具有強度高密度小、抗腐蝕、抗動負荷強度高等優點。根據膜片的技術要求,本實驗選用526尼龍作為膜片的骨架材料。526尼龍的性能如表1所示。

      526尼龍的性能

      本實驗還采用資料上的計算公式計算了用526尼龍布作骨架材料時膜片的爆破強度。其計算公式為:

      橡膠膜片爆破強度計算

      安全系數n=Pb/P工作=3.90(倍)

      計算結果表明,骨架材料的強度是能夠滿足要求的。

      2.3膠料與織物的粘合

      未經處理的尼龍織物與橡膠粘合性能很差,為了提高粘合強度,必須對織物進行處理。增粘處理方法很多,本實驗采用適當的底涂增粘膠漿,解決了這一問題。最后確定采用間甲白體系作為膜片的粘合體系。

      2.4配方的確定

      2.4.1主體膠料配方試驗

      膜片強虔一般取決于骨架層織物,故對膠料強度要求不高。但為適應屈撓性能要求,膠料要有較低的硬度和較高的伸長率。為此,應適當增加增塑劑用量。補強劑選用工藝性能較佳的通用炭黑。

      考慮到膜片使用溫度范圍及耐屈撓性,采用硫黃和促進劑CZ并用。此系統具有焦燒時間長、硫化活性大、物理機械性能優良、硫化平坦期較寬、耐老化性能好等優點。

      為提高丁腈橡膠的耐老化性能,選用防老化性能優良的防老劑BLE與防老劑4010NA并用。防老劑BLE還可以提高膠料與織物的粘附強度。

      根據以上選擇,確定橡膠膜片的主體膠料配方為:丁腈橡膠 100;硫黃 1.0~1.5;促進劑CZ 0.5~1;氧化鋅 5~10;硬脂酸 0.5~1;防老劑BLE 1.5~2;防老劑

      4010NA 0.5~1;通用炭黑 40~50;噴霧炭黑 10~20;鄰苯二甲酸二丁酯 15~20;液體古馬隆 5~10。

      為確定配方膠料的硫化條件,作了不同硫化條件下的膠料性能試驗,結果示于表2。根據試驗結果,選取143℃×30min作為膠料的正硫化點。

      2.4.2涂膠膠漿配方試驗

      根據本產品的技術要求,橡膠與纖維應牢固地粘好。經試驗,確定選用間甲白粘合體系的MB-4配方為底涂膠漿配方,用它制成的膠漿與織物的粘附強度達到5.06kN·m-1,完全符合要求。

      不同硫化條件下的膠料性能

      2.5樣品試制

      經小配合試驗后,進行了投大料試驗試。試驗結果如表3所示。

      生產配方膠料的物理機械性能

      用選定的膠料配方,按照正常生產工藝進行膠料混煉、出片、膠漿攪拌時均未發現異?,F象,工藝性能良好。經過多次試驗,又確定了雙面涂膠和壓延膠片的工藝條件。但是,在剛開始進行模壓硫化時,出現了一些在小型模片中未曾發生的問題。首先是滯氣現象非常嚴重,造成廢品過多。經分析研究,認為其主要原因是:膜片面積較大,波紋較深,壓制過程中空氣排不出來使制品表面出現氣泡。為解決此問題,專門在??h上安裝了彈性放氣閥,即在模具的上下模中部各放一個活動模芯?;顒幽P九c一個彈簧桿相連,在不受壓時,活動模芯高出模腔表面,受壓后便沿錐面回到與型腔水平的位置。這樣,型腔內的空

      氣就可以沿錐面通過活動模芯的缺口進入大氣中,從而避免了滯氣的產生。

      此外,在硫化膜片時還出現了膜片不平或波紋深度不夠的現象,經分析認為這是由于模具型腔不夠大而造成的。因為壓制膜片時半成品的大小是按膜片的展開面積剪裁的,而模具型腔直徑是按成品的實際直徑設計的,沒有富余量。為此將模具型腔尺寸放大至與膜片展開后的直徑一樣大小,并適當加一定的余量。修改后的模具經試模后檢查,基本避免了波紋深度不夠及膜片不平的現象。


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