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大型橡胶膜片的研制

时间:2019-07-08388 次浏览

信息摘要:直径超过500mm的大型橡胶膜片的技术要求、配方设计和胶料物性、增强材料的选择、模具设计中应注意的问题、橡胶与骨架材料的粘合技术及生产工艺等。

1、大型胶膜片的技术要求

大型橡胶膜片的规格共6种: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;工作温度为常温~50℃;介质为22#汽轮机油和空气;工作状态为屈挠往复微动;工作压力为0.27MPa。

2、技术路线的选择

从对技术要求的分析可以看出,大型橡胶膜片的技术关键是满足耐22#汽轮机油的要求、较高的物理机械强度和橡胶与骨架材料的粘合强度。

2.1生胶的选择

膜片胶料除要求较高的拉伸强度、较好的粘合性能外,还需要有良好的屈挠性。由于膜片在使用中不断动作,屈挠频繁的部位极易产生橡胶与织物的剥离与龟裂,橡胶本身也会因屈挠疲劳而产生断裂。因此,胶料伸长率需大于500%,硬度在60度(邵尔A)左右为宜。本实验选用耐油性能优良的丁腈橡胶作为膜片的主体胶料。

2.2增强材料的选择

合成纤维具有强度高密度小、抗腐蚀、抗动负荷强度高等优点。根据膜片的技术要求,本实验选用526尼龙作为膜片的骨架材料。526尼龙的性能如表1所示。

526尼龙的性能

本实验还采用资料上的计算公式计算了用526尼龙布作骨架材料时膜片的爆破强度。其计算公式为:

橡胶膜片爆破强度计算

安全系数n=Pb/P工作=3.90(倍)

计算结果表明,骨架材料的强度是能够满足要求的。

2.3胶料与织物的粘合

未经处理的尼龙织物与橡胶粘合性能很差,为了提高粘合强度,必须对织物进行处理。增粘处理方法很多,本实验采用适当的底涂增粘胶浆,解决了这一问题。最后确定采用间甲白体系作为膜片的粘合体系。

2.4配方的确定

2.4.1主体胶料配方试验

膜片强虔一般取决于骨架层织物,故对胶料强度要求不高。但为适应屈挠性能要求,胶料要有较低的硬度和较高的伸长率。为此,应适当增加增塑剂用量。补强剂选用工艺性能较佳的通用炭黑。

考虑到膜片使用温度范围及耐屈挠性,采用硫黄和促进剂CZ并用。此系统具有焦烧时间长、硫化活性大、物理机械性能优良、硫化平坦期较宽、耐老化性能好等优点。

为提高丁腈橡胶的耐老化性能,选用防老化性能优良的防老剂BLE与防老剂4010NA并用。防老剂BLE还可以提高胶料与织物的粘附强度。

根据以上选择,确定橡胶膜片的主体胶料配方为:丁腈橡胶 100;硫黄 1.0~1.5;促进剂CZ 0.5~1;氧化锌 5~10;硬脂酸 0.5~1;防老剂BLE 1.5~2;防老剂

4010NA 0.5~1;通用炭黑 40~50;喷雾炭黑 10~20;邻苯二甲酸二丁酯 15~20;液体古马隆 5~10。

为确定配方胶料的硫化条件,作了不同硫化条件下的胶料性能试验,结果示于表2。根据试验结果,选取143℃×30min作为胶料的正硫化点。

2.4.2涂胶胶浆配方试验

根据本产品的技术要求,橡胶与纤维应牢固地粘好。经试验,确定选用间甲白粘合体系的MB-4配方为底涂胶浆配方,用它制成的胶浆与织物的粘附强度达到5.06kN·m-1,完全符合要求。

不同硫化条件下的胶料性能

2.5样品试制

经小配合试验后,进行了投大料试验试。试验结果如表3所示。

生产配方胶料的物理机械性能

用选定的胶料配方,按照正常生产工艺进行胶料混炼、出片、胶浆搅拌时均未发现异常现象,工艺性能良好。经过多次试验,又确定了双面涂胶和压延胶片的工艺条件。但是,在刚开始进行模压硫化时,出现了一些在小型模片中未曾发生的问题。首先是滞气现象非常严重,造成废品过多。经分析研究,认为其主要原因是:膜片面积较大,波纹较深,压制过程中空气排不出来使制品表面出现气泡。为解决此问题,专门在模县上安装了弹性放气阀,即在模具的上下模中部各放一个活动模芯。活动模芯与一个弹簧杆相连,在不受压时,活动模芯高出模腔表面,受压后便沿锥面回到与型腔水平的位置。这样,型腔内的空

气就可以沿锥面通过活动模芯的缺口进入大气中,从而避免了滞气的产生。

此外,在硫化膜片时还出现了膜片不平或波纹深度不够的现象,经分析认为这是由于模具型腔不够大而造成的。因为压制膜片时半成品的大小是按膜片的展开面积剪裁的,而模具型腔直径是按成品的实际直径设计的,没有富余量。为此将模具型腔尺寸放大至与膜片展开后的直径一样大小,并适当加一定的余量。修改后的模具经试模后检查,基本避免了波纹深度不够及膜片不平的现象。


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