橡胶压延工艺

压延是指将混炼胶在压延机上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程，它包括压片、帖合、压型和纺织物挂胶等作业。

一：压延机

压延机一般由工作辊筒、机架、机座、传动装置、调速和调距装置、辊筒加热和冷却装置、润滑系统和紧急停车装置等组成。
压延机种类很多，为适应不同的工艺要求，共组辊筒有两个、三个和四个不等。

两辊排列形式有立式和卧式。
三辊排列形式有直立型、L型、三角型等。
四辊排列形式有L型、Z型和S型等多种。
辊筒的数量及其排列形式对各种工艺操作的难易、压延半成品质量的高低都有很大影响。

按工艺用途来分，主要有压片压延机、擦胶压延机、通用压延机、压型压延机、贴合压延机、钢丝压延机等。

压片压延机：用于压延胶片或纺织物贴胶。大多为三辊或四辊，各辊速度相等。
擦胶压延机：用于纺织物的擦胶。通常为三辊，各辊间有一 定的速比，中辊速度大于上下辊的速度。胶料借助中、下辊之间的速比擦入纺织物中。
通用压延机：也称万 能压延机，兼有上述两种压延机的作用。通常为三辊或四辊，各辊间的速比可以改变。

二：压延工艺

1：压延前的准备工艺
在进行压延前，需对胶料及纺织物进行预加工，即准备工艺。

1.1 胶料的热炼及供胶

胶料进入压延机之前，需要先将其在热炼机上翻炼，这一工艺过程称之为热炼或预热。热炼的目的是提高胶料的混炼均匀性，进一步增加胶料的可塑性，提高胶料的温度，增大热可塑性。热炼过程一般分两步，都是杂开炼机上进行，第 一步叫粗炼，通过低温薄通，使胶料变软而均匀；第二步叫细炼，辊距较大，辊温较高，以提高胶料温度，获得较大的热可塑性。同时增进胶料与纺织物的粘合性。粗炼辊温一般为40℃-45℃；辊距2-5mm;薄通7-8次。而细炼辊温一般是60℃-70℃；辊距7-10mm;翻炼6-7次。
热炼和供胶过程：粗炼—细炼—供胶—压延机压延。

 

1.2 纺织物烘干

为了提高胶料与纺织物的粘合性能，保证压延质量，需要对纺织物进行烘干，减少纺织物的含水量，一般控制含水率在1%-2%之内，含水率过大将降低橡胶与纺织物的粘附力，但过于干燥会使纺织物变硬，在压延过程中受损伤，降低强度。另外在烘干过程中，使纺织物温度升高也有利于橡胶分子通过热运动渗透到纺织物缝隙中，增进橡胶和纺织物的粘合。
纺织物的烘干一般在立式或卧式干燥机上进行，干燥机是一系列干燥辊组成。经干燥后的纺织物直接进入压延机压延，不能停放，以免吸湿回潮，因此，实际上烘干机是与压延机组成联动装置的。

2：压延工艺流程

1）压片
压片是将已预热好的胶料，用压延机在辊速相等的情况下，制成一 定厚度和宽度的胶片，可采用两辊、三辊或四辊压延机进行。

 

A:影响压片的速度分析如下

 辊温 辊温取决于胶料的性质，通常含胶率高或弹性大的胶料，辊温应高些（增大热可塑性）；含胶率低或弹性小的胶料，辊温应该低些。另外，为了使胶片在辊筒间顺利压延，各辊筒间应有一 定的温差。例如，天 然橡胶包热辊，胶片由一个辊筒移到另一个辊筒时，后者的辊温应该高些；而一般合成橡胶则相反，易包冷辊，故此时辊温的顺序应与天 然橡胶相反。
 胶料可塑度 可塑度大，流动性好，胶片光滑，收缩性小，但可塑性太大时易产生粘辊现象；可塑度低，流动性差，胶片不光滑，收缩率大。
 辊速 辊速快，生产能力大，但收缩率大，表面不光滑。压延机的辊速应根据胶料的可塑度、温度而定。

B：压片中常出现的质量问题及原因

压片的质量要求是：表面光滑、厚度均匀、无绉、内部胶料致密、无气泡等。常出现的质量问题原因如下：
内部有气泡：因配合剂含水率高、软化剂挥发性大、压延温度高、积胶过多、胶卷放入的不当、返回胶含水多、压延胶片太厚等。

表面皱缩：因胶料可塑度低、收缩率大、胶料与返回胶配比不均、热炼不均等。

胶片表面不光滑：因胶料的可塑度低、辊温低、压延速度快、胶料有自硫胶粒等。

胶片厚度不均：因胶料可塑度不均、胶温波动大导致收缩不均、两侧辊距不一致、卷取松紧不一样等。

 

2） 贴合
贴合是通过压延机将两层薄胶片贴合在一起的工艺过程。通常用于制造较厚、质量要求较高的胶片和两种不同胶料组成的胶片、夹布层胶片等。
贴合方法有二辊压延机贴合法、三辊压延机贴合法、四辊压延机贴合法。四辊压延机贴合效率高、质量好、精度高，但压延效应大。

 

3）压型
压型是将胶料制成一 定断面形状的半成品或表面有花纹的工艺过程，如制造胶鞋大底、力车胎胎面等。压型可用二辊、三辊、四辊压延机进行，其中必有一个辊或数个辊筒刻有花纹。
对压型的要求是：规格准确、花纹清晰、胶料密致。
在胶料配方及工艺操作上应注意入下几点：
配方中应加入适量的填充剂，以降低含胶率，使压延规格、形状准确、花纹清晰；
配方中加入适当的软化剂，提高胶料的可塑性，降低弹性；
必要时可加入适量的再生胶，再生胶可降低压延、压出的膨胀率，提高半成品的挺性，从而使其规格准确、花纹清晰；
保证胶料有恒定的可塑度，为此对混炼胶的可塑度、热炼程度、返回胶掺用比例等都要严格控制；
压型过程中采用提高辊温、降低转速等方法提高压延质量；
压延出来的半成品应迅速冷却，使花纹定型、防止花纹流动变形。

 

4） 纺织物挂胶

A：挂胶方法 

挂胶方法可分为贴胶、压力贴胶和擦胶三种。

贴胶：是在压延机上利用两个转速相同的辊筒将一 定厚度的胶片贴于纺织物上的过程。贴胶常用三辊压延机或四辊压延机，三辊一次只能贴一面，四辊一次可贴两面。在贴胶时，进行贴合的两个辊筒的转速应相同，但供胶的两个辊筒的转速则即可相同，又可不同，有一 定速比，有利于消除气泡，贴合效果较好。

压力贴胶：这种方法形式上与贴胶相同，区别是两个贴胶辊筒之间也有一 定量的积胶存在，利用堆积胶的压力将胶料压入布缝中。此法橡胶附着力好，但帘线易受损害。

擦胶：擦胶是利用压延机辊筒速比不同所产生的剪切力和辊筒的挤压力，将胶料挤压擦入纺织物缝隙中去的过程。它通常是在三辊或四辊压延机上进行的。
擦胶时工作辊筒的速比在1：1。3-1：1。5范围内，速比越大，擦入力越强，胶料的渗透就越好，但纺织物受到的伸张力也越大，擦胶通常只用于帆布挂胶。

 

B：挂胶工艺中的主要影响因素

 

可塑度：可塑度大，胶料流动性好，渗透力强，胶与布附着力好，胶布表面光滑，收缩率小，但硫化胶强度低。以天 然橡胶的贴胶可塑度为0.4-0.5、擦胶可塑度为0.5-0.6较为合适。

辊温：辊温高，胶料的热塑性提高，但温度过高时易产生焦烧。

辊速：辊速大，压延速度快，生产能力大，但胶料受力时间短，而收缩率大，胶布表面不光滑。而且由于受力时间短，胶料渗透到布缝中的能力下降，胶与布的附着力下降。辊速慢则效果相反。一般辊速视胶料的可塑度而定，可塑度大，辊速快；可塑度小，辊速慢。

辊距：压延时，上、中辊起供胶作用，其辊距大小根据挂胶厚度来定。中、下辊起贴合作用，其辊距大小直接影响挂胶质量。如中、下辊辊距过小，则纺织物不易通过或者易被压坏；若辊距过大，则失去辊的压力作用，胶层不能很好地贴在纺织物上，附着力差。

 

C：挂胶中常见的质量问题及原因

掉胶：即胶层剥落下来。原因：纺织物干燥不好，含水率高；布面有油污、灰尘等杂物；胶料热炼不均，可塑度小；压延温度低、速度快、辊距过大等。
帘布跳线、弯曲：胶料可塑度不均；布卷过松；中辊积胶过多，局部受力过大；帘布纬线松紧不一。

出兜：这是帘布中部松而两边紧的现象。原因：纺织物受力不均，中部受力大于边部；纺织物本身密度不均匀，伸长率不一致。

压偏、压坏、打折：压偏是由于辊距一边大一边小、递布不正、辊筒轴承松紧不一致造成；

压坏一般是由于操作不当所致，如辊距、速度、积胶控制不好等原因造成。打折则是由于垫布卷取过松、挂胶布与冷却辊速不一致引起的。
表面麻面或出现小疙瘩：原因一般是胶料热炼不足、可塑度小；热炼不均匀；温度过高产生自硫或胶料中含有自硫胶粒等。

 

三、几种常用橡胶的压延特性

1）天 然橡胶
热塑性大、收缩率小、压延容易。天 然橡胶易粘附热辊，压延时应适当控制各辊的温差，以使胶片能在辊筒间顺利转移。

2）丁苯橡胶
热塑性小，收缩率大，因此用于压延的胶料必须充分塑炼。由于丁苯橡胶对压延的热，敏感性很显著，其操作与天 然橡胶有所不同，压延温度应低于天 然橡胶（一般低5℃-15℃），各辊温差由高到低。

3）顺丁橡胶
压延温度应比天 然橡胶低些，压延的半成品较丁苯橡胶胶料光滑、紧密和柔软。

4） 氯丁橡胶
通用型氯丁橡胶在75℃-95℃时易粘辊，难于压延。压延应采用低温法（65℃以下）或高温法（95℃以上）。压延后要迅速冷却。若在胶料中加入少许石蜡、硬脂酸或掺用少量顺丁橡胶可减少粘辊现象。

5） 乙丙橡胶
压延性能良好，可以在广泛的温度范围内（80℃-120℃）连续作业，温度过低时胶料收缩率大，易产生气泡。另外，压延胶料应选择适当的门尼粘度。

6） 丁基橡胶
在无填料时不能压延，填料多时则较易压延。丁基橡胶粘冷辊，脱热辊，压延时各个辊筒应保持一 定的温度范围。

7） 丁腈橡胶
热塑性小，收缩性大，在胶料中加入填充剂或软化剂可减少收缩率。当填充剂的重量占生胶重要的50%以上时，才能得到表面光滑的压延胶片。丁腈橡胶胶料粘性小，易粘冷辊。

四、橡胶压延的注意事项

　　橡胶的压延工艺包括将胶料制成一 定厚度和宽度的胶片；在胶片上压出某种花纹，以及在作为制品结构骨架的织物上覆上一层薄胶（如插胶、贴胶）等。根据产品的种类和外观的不同，具体压延工艺有压片、压型、帘布贴胶和帆布擦胶。橡胶经压延制作出的成品（橡胶气囊、堵水气囊等）使橡胶本身的特性加强。

 

　　用作压延的胶料，应要求有良好的包辊性，流动性，焦烧性和收缩性。在进行配方设计时，应注意以下几点：

 

　　1、各种生胶的压延特性：天 然生生胶强度高，包辊性好，流动性好，易于进行压延，顺丁胶次之，氯丁胶包辊性好，但对热敏感性大，易产生粘辊，丁苯胶和丁晴胶流动性差，比较难以进行压延，压延胶片收缩性大，无论选用哪种生胶，都须有足够低的粘度值，才能获得良好的流动性；

　　2、填料的选择：在一般压延中，都要配入一 定量的填料，有利于压延操作，炭黑，白炭黑，碳酸钙都很适用。陶土不宜使用，再生胶有利于压延；

　　3、加入软化剂可取得良好压延效果，但应根据具体的压延作业的要求加以选用，压片要求胶片有一 定的挺性，不易变形，采用增塑作用不太大的软化剂：如油膏。固体古马树酯，沥青，松香等；

　　4、硫化体系：压延制作通常在较高温度（90-110℃）下进行，、对于硫化体系的选择首先应考虑不易焦烧。通常压延胶料的门尼焦烧时间应控制在20-25分钟以上。