[发明专利]一种块状橡胶连续化混炼方法

说明书

本发明属于橡胶混炼方法技术领域，涉及一种块状橡胶连续化混炼方法，基于块状橡胶连续化混炼装置实现，工艺过程包括初混、强制连续喂料、分散和反应混炼、冷却和缓存、恒张力输送和重量检测、连续终炼以及过滤和连续挤出，通过各部件的配合实现了块状橡胶的母炼和终炼全过程的连续化生产，能够保证橡胶和填料配比的准确性，具有混炼工序少、混炼效果好和生产效率高等优点，显著提高了生产效率，降低了单位能源能耗，减少了下片、停放、裁切等生产工序，制备的终炼胶在物理机械性能和动态力学性能上有较高的水平；其原理科学可靠，不受配方复杂程度和原材料形状限制，适用于任何配方，尤其适用于白炭黑配方胶料的恒温反应混炼和热敏性橡胶的混炼。

技术领域：

本发明属于橡胶混炼方法技术领域，具体涉及一种块状橡胶连续化混炼方法，能够进行母炼和终炼的连续化生产，实现高效率混炼。

背景技术：

橡胶混炼包括母炼和终炼两个工序，母炼是将生胶、除硫化体系外的配合剂、炭黑等补强剂、油料等混合均匀的过程，终炼是将通过密炼机或开炼机混炼后的未添加硫和促进剂的胶料，加入硫和促进剂并使之混合均匀后下片的过程。母炼一般温度较高、时间较长，有利于填料的混入和分散，而终炼需要将胶料温度严格控制在100℃以下，并且时间不宜太长，以免焦烧和喷霜。所以，橡胶的母炼和终炼一般会分开进行。

目前，工业上的橡胶混炼仍停留在传统间歇密炼的生产模式，具有生产工序多(分段混炼、反复下片、冷却、裁断、称量等)、批次质量稳定性差、胶料存储空间大等缺点，尤其是不适用于白炭黑配方胶料的恒温反应混炼，十分不利于橡胶行业的发展，对于橡胶连续混炼方法和设备的研究始终是行业的研究重点。

中国专利201510295250.7公开的一种橡胶连续混炼装置由配合剂计量供给装置、胶片计量输送装置、机筒、主螺杆、行星螺杆、前制动环、后制动环、口模、传动装置、驱动装置和机架组成，主螺杆依次由螺杆行星段、螺杆加料段和螺杆传动段组成，主螺杆的中心处从螺杆传动段开设盲孔，内部安装冷却管路；机筒由行星段内机筒、行星段外机筒、加料段内机筒、加料段外机筒组成，行星段内机筒位于行星段外机筒内部并与其固定连接，加料段内机筒位于加料段外机筒内部并与其固定连接，行星段外机筒和加料段外机筒固定连接，行星段内机筒和加料段内机筒的外侧开设螺纹槽形状的冷却油路，行星段外机筒和加料段外机筒开设进出油口；行星段内机筒的前端与口模固定连接，行星螺杆位于行星段内机筒的内部、口模的后侧，行星螺杆螺棱与行星段内机筒内螺棱啮合，行星螺杆的前端对应的机筒位置设置前制动环，行星螺杆的后端对应的机筒位置设置后制动环；前制动环固定于行星段内机筒和口模之间，前制动环的后侧与行星螺杆接触；后制动环固定于行星段内机筒和加料段内机筒之间，后制动环的前侧与行星螺杆接触，后制动环的后侧设置有刀片；主螺杆位于机筒的内部中心处，主螺杆的螺杆行星段的螺棱与行星螺杆啮合，主螺杆的螺杆传动段与传动装置连接；配合剂计量供给装置位于加料段外机筒上方，配合剂计量供给装置的出料口位于加料口的正上方；胶片计量输送装置位于机筒两侧，由滚轮、输送带和输送带传动电机组成，输送带正对于加料口；其采用橡胶胶片作为原材料，实现了连续的混炼挤出，仅适用于片状胶料，而块状橡胶是大规模工业化混炼的首选原材料，采用该设备混炼时，需要对块状橡胶进行预压片处理；中国专利201110026212.3公开的一种块状橡胶连续混炼方法得工作程序如下：(1)将块状橡胶原料经生胶输送装置喂入块状橡胶连续塑炼装置，进行连续塑炼后，成片状挤出；(2)块状橡胶连续塑炼装置挤出的塑炼胶胶片，经连接设备控制系统的胶料加料控制装置控制，输入橡胶连续混炼装置内；(3)固体配合剂分别通过气体输送系统和连接设备控制系统的螺旋加料器输入橡胶连续混炼装置内；(4)加油装置的连接设备控制系统的计量泵将油料加入橡胶连续混炼装置中，设备控制系统控制油料与胶料和固体配合剂的配比；(5)将按照严格配比输送到橡胶连续混炼装置内的物料混炼均匀后连续的挤出混炼胶；所述步骤(2)中胶料加料控制装置测量加入连续混炼装置的塑炼胶胶片的重量，将经过测量后的塑炼胶胶片输送到橡胶连续混炼装置；该橡胶连续混炼装置的混炼机筒内安装一对异向螺纹、平行、异向旋转、转速相等、螺纹部分啮合的混炼转子，混炼转子上有混炼加料段、捏炼段、混炼段、混炼挤出段；混炼加料段是大导程螺纹结构；捏炼段采用齿形盘结构；混炼段由三段组成，混炼段Ⅰ是剪切型转子混炼元件，混炼段Ⅱ是啮合型转子混炼元件，混炼段Ⅲ是大导程转子混炼元件；混炼转子后端连接混炼动力传动系统，混炼机筒上的混炼喂料口连通胶料加料控制装置、配合剂加料控制装置；混炼加料段是单头螺纹，螺距由后向前减小；捏炼段的两根混炼转子上的齿形盘端面相对，留有间隙；混炼段Ⅰ的一端有两段长度不同的左旋突棱，另一端有两段长度不同的右旋突棱；混炼段Ⅱ有两条短的螺旋突棱，两条短的螺旋突棱之间有一条长的螺旋突棱；混炼段Ⅲ上有两条螺棱，螺棱由螺纹旋转方向不同、螺旋角不同的两段螺纹连接组成；混炼挤出段是双头螺纹，其后一部分的螺距由后向前减小，前一部分螺距相等；将测量信息传送到设备控制系统，用以调整固体配合剂和油料的加入量；采用该方法混炼时，块状橡胶原料无需进行前期处理，直接投入块状橡胶连续塑炼装置连续塑炼，塑炼胶经橡胶连续混炼装置混炼，实现了连续加料、卸料、连续塑炼和连续混炼的连续化生产，其虽然实现了块状橡胶的连续母炼，但难以保证橡胶和配合剂配比的准确性，同时配置的小料动态称量系统较为复杂，此外，该方法也未提及到后续的终炼过程如何实现，并未实现橡胶母炼和终炼全过程的连续化生产。因此，研发设计一种能够实现块状橡胶母炼和终炼的连续化混炼方法，有着很高的社会和经济价值以及广阔的应用前景。