Приготовление резиновых смесей
Резиновые смеси для обеспечения высокого качества вулканизата должны иметь однородную структуру. Приготавливают их на вальцах, в роторных смесителях (периодический процесс) или в червячных смесителях (непрерывный процесс).
Выбор способа смешения определяется количеством, ассортиментом смесей, типом каучука. На заводах резиновой обуви в последнее время выпускают большое количество цветной резиновой обуви, для которой передовая резина цветная, а подошвенная и каблучная—черная. Переход от одного цвета резиновой смеси к другому связан с чисткой смесительного оборудования, причем вальцы или смесители небольшой вместимости чистить удобней и быстрей. Поэтому цветные резиновые смеси готовят на смесительных вальцах или в смесителях периодического действия.
Приготовление смесей на вальцах. Процесс заключается в последовательном введении порошкообразных и жидких ингредиентов в предварительно развальцованный до необходимой пластичности каучук и в последовательном перемешивании образующейся смеси для придания ей необходимой однородности и пластичности. Этот способ характеризуется низкой производительностью труда, тяжелыми условиями работы вальцовщика, низкой культурой производства, повышенной опасностью для работающего, т.к. вращающиеся части вальцов открыты и не огорожены.
Способ смешения на вальцах имеет и свои преимущества:
; процесс смешения осуществляется при сравнительно низких температурах (70-800С), что обеспечивает отсутствие преждевременной вулканизации (скорчинга);
; сравнительно легкий уход и чистка оборудования при изменении ассортимента резиновых смесей.
Вальцы используют для листования резиновых смесей и введения серы.
Смешение в резиносмесителях. Смешение в роторных смесителях периодического действия может быть одно- и двухстадийным. Для изготовления резиновых смесей на основе синтетических каучуков и на основе их комбинации с натуральным каучуком применяется одностадийное смешение (при использовании небольших дозировок ускорительной и вулканизующей групп).
При одностадийном способе смешения строго соблюдают порядок введения ингредиентов, температурный режим и положение верхнего затвора (резиносмесителя) в камере смесителя. Режим смешения разрабатывается опытным путем технологами, которые устанавливают контрольные показатели вулканизата (плотность, твердость). Примерный режим приготовления передовой резиновой смеси для клееной обуви при одностадийном способе смешения в резиносмесителях РСВД-250-30 приведен ниже. Ингредиенты подают в такой последовательности:
Каучук ½ часть технического углерода, ускорители, активатор, противостарители, стеарин технический, ½ часть пластификаторов, ½ часть технического углерода, остальные пластификаторы Перемешивание Полный режим Введение серы на вальцах: Поступление серы из резиносмесителя на вальцы Введение серы Полный режим |
Время от начала смешения, мин: 0 1 3 — 7¸8 Время с начала операции, мин: 0 2 5¸6 |
Для каждого типа смеси устанавливают режим смешения, но существует определенная последовательность введения ингредиентов при изготовлении любых смесей. Входящие в состав смеси регенерат и противостарители, смешивают с каучуком в первую очередь, затем вводят диспергаторы и другие ингредиенты, кроме вулканизующей группы и ускорителей, технический углерод добавляют постепенно порциями, жидкие пластификаторы—с последней порцией технического углерода.
Загрузка каучуков и ингредиентов в резиносмеситель может производиться автоматически по трубопроводам или вручную. Для контроля режима смешения, порядка загрузки и количества ингредиентов несколько резиносмесителей объединяют пультом управления.
При разработке режима смешения необходимо правильно определить объем загрузки камеры с учетом износа рабочих частей смесителя, а также установить требуемое давление сжатого воздуха и температуру охлаждения воды.
При недостаточном объеме загрузки смешение идет неинтенсивно и продолжительность смешения увеличивается. При перегрузке камеры получают резины с неоднородными свойствами.
По истечении установленного времени резиновая смесь из резиносмесителя по наклонному желобу или ленточному транспортеру поступает на листовальные вальцы. Здесь резиновая смесь охлаждается, для чего пропускается через зазор вальцов 3¸4 раза. В охлажденную таким образом резиновую смесь вводят серу, несколько раз пропускают через вальцы. Получают листы массой 10¸15 кг.
Каждый лист маркируют, надписывают номер рецепта, номер заправки, номер вальцов. От каждой заправки вырезают образцы на анализ (экспресс-контроль и физико-механические показатели).
Листы охлаждают: воздухом на крючках или вешалах охладительного конвейера; водой—разбрызгивают воду на листы; в ваннах с водой, где листы перемещаются ленточным транспортером.
Двухстадийное смешение применяется для изготовления смесей на основе бутадиен-стирольных каучуков при высоких температурах, а также при значительных дозировках ускорителей и вулканизующих веществ. Существует несколько способов двухстадийного смешения: например, первая и вторая стадии смешения проводятся в скоростных или тихоходных смесителях, либо первая стадия проводится в скоростном или тихоходном смесителе, а вторая— в тихоходном смесителе или на вальцах. Принципы разработки режимов двухстадийного смешения такие же, как и одностадийного.
Т а б л и ц а 2.1— Технологическая карта
Ингредиенты |
Рабочий рецепт |
Последовательность введения ингредиентов |
Время от начала смешения, мин. |
|
Масс.ч на 100 масс.ч. каучука |
кг |
|||
СКС-30АРКПН |
20,00 |
7,00 |
1 Каучуки, НМПЭ |
0 |
СКИ-3П |
80,00 |
28,00 |
2 Ускорители, цинковые белила, пластификаторы, ½ наполнителей вместе с сульфенамидом Ц, стеарин технический, бензойная кислота |
2,5±0,5 |
Сера |
0,50 |
0,18 |
||
Дифенилгуанидин |
0,35 |
0,12 |
||
Сульфенамид Ц |
4,00 |
1,40 |
3 ½ часть наполнителя вместе с сульфенамидом Ц |
4,5±0,5 |
Тиурам |
1,00 |
0,35 |
||
Цинковые белила |
5,00 |
1,75 |
Общее время смешения |
9,5±0,5 |
Стеарин технический |
2,00 |
0,77 |
Серу вводят на листовальных вальцах на 67,30 кг смеси 0,18 кг серы |
— |
Аэросил-175 |
10,00 |
3,50 |
||
Титановые белила |
14,00 |
5,00 |
Охлаждение воздушное |
— |
НМПЭ |
7,00 |
2,50 |
В целях лучшего распределения в смеси сульфенамид-Ц перемешивают с наполнителем перед загрузкой в РС-45 |
— |
Вазелиновое масло |
6,00 |
2,10 |
Показатели экспресс-контроля: —плотность 1253 кг/м3 —ринг-модуль (кольцевой модуль) —пластичность по Карреру 0,52±0,08 —вязкость по Муни при 1300С—23±5 с |
|
Продукт 2246 |
1,00 |
0,35 |
||
Бензойная кислота |
0,50 |
0,18 |
||
Ультрамарин |
1,00 |
0,350 |
||
Итого: |
192,35 |
67,48 53,89дм3 |
Режим двухстадийного смешения на примере передовой резиновой смеси для дорновых сапог:
? стадия в резиносмесителе РСВД-250-30 Режим смешения |
Время с начала смешения, мин |
|
Каучуки |
0 |
|
Ускоритель, активатор, часть пластификаторов, противостаритель |
3 |
|
Часть технического углерода, пластификатор |
4 |
|
Остальная часть технического углерода |
6 |
|
Тиурам |
8 |
|
Полный режим |
9¸10 |
|
?? стадия на вальцах СМ-1500 |
Время с начала операции, мин: |
|
Поступление смеси на вальцы |
0 |
|
Введение серы |
2 |
|
Перемешивание и снятие на тонкий калибр |
9¸10 |
|
Состав смеси |
Рабочий рецепт |
|
Масс. ч |
кг |
|
СКИ-3 |
50,00 |
41,60 |
СКМС-30АРКПН |
50,00 |
41,60 |
Сера |
3,00 |
2,496 |
Каптакс |
2,00 |
1,665 |
Дифенилгуанидин |
0,40 |
0,33 |
Цинковые белила |
5,00 |
4,16 |
Олеиновая кислота |
0,248 |
0,206 |
Технический углерод ПМ-30В |
78,00 |
64,90 |
Вазелиновое масло |
3,33 |
2,745 |
Рубракс |
4,00 |
3,33 |
Церезин |
2,00 |
1,665 |
Парафин |
0,33 |
0,274 |
Продукт 4010 NА |
3,00 |
2,495 |
Итого |
201,308 |
167,468 кг 140,00 дм3 |
Выгруженную на листовальные вальцы глыбу резиновой смеси листуют, срезают с вальцов листами, маркируют и охлаждают. Вторая стадия заключается в том, что в вылежавшуюся резиновую смесь вводят серу. Для этого смесь взвешивают и на вальцах вводят серу. Вводить серу можно и в резиносмесителе (в течение 1¸2 минут). После введения серы смесь снова листуют, срезают, маркируют, охлаждают, складывают на стеллажи и только после получения заключения о качестве изготовления резиновой смеси, отправляют на дальнейшую переработку.