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来自 工程科技 2019-11-25 14:56 的文章
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橡胶制品生产过程中气泡产生的原因以及解决措

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注射成型工艺和模压成型工艺相比有明显的优点:工艺简单,操作方便,机械化,自动化程度高,劳动强度低,硫化时间短,飞边少,性能稳定,合格率高。但是在注射法产品试制过程中最大的问题是易产生气泡。气泡是橡胶制品经常出现的质量缺陷,不仅影响产品的外观质量,甚至会影响产品的内在质量。通过现场的观察分析对硫化产生气泡的原因,制定解决问题的措施,最大限度地减少气泡现象的发生,提高产品的外观质量。橡胶产品气泡的因素是多方面的,关键原因有原材料、胶料混炼加工、工艺操作、硫化设备与模具等因素。

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氟橡胶混炼胶系列产品已经通过包装形式来避免接触污染和吸收水份,在日后的使用操作处理过程中,在每次处理之后予以密封。如果处理和存放适当,此混炼胶的储存寿命可大于6个月。另外储存无需冷藏,但存放温度应在30℃以下,过高的温度会显著加快硫化速度并降低抗焦烧性能。接触硫磺会影响硫化体系,引起气泡或降低硫化速度,0.25份硫磺甚至会完全阻止硫化。

一 、原材料因素

伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展,橡胶制品种类繁多,但其生产工艺过程,却基本相同。以一般固体橡胶为原料的制品,它的生产工艺过程主要包括:原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验

在预成型和模压前,应在洁净的开炼机上热炼。热炼时不用打薄通,胶料变软包辊成型良好后即可出片。刚出片的胶料不可重叠,待冷却至室温后方可重叠放置。

原因分析

1、原材料准备

1.预成型:根据模具及产品要求,对胶片进型大小、形状及重置一致的预成型,在预成型过程中谨防各种可能的污染。 接着:氟橡胶混炼胶系列混炼胶中的油封胶料在制作时已充分考虑与金属骨架的接着性,金属骨架的表面处理是必须的,如磷化或喷沙。 可推荐使用的接着剂:Thixon 300/301以及Chemlok 5150。

天然橡胶水分与挥发份超标准。

橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶为基本材料;配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料;纤维材料和金属材料是作为橡胶制品的骨架材料,以增强机械强度、限制制品变型。

2.模压:模具最好是镀铬的或高硬度的。在进行模压时适当的在模具上喷脱模剂会获得更好的脱模效果。模压温度160℃-190℃之间,模压时间一般为3-7分钟,这取决于制品的厚度。

化工原料与助剂仓储、配料等环节受潮水分增加。

在原材料准备过程中,配料必须按照配方称量准确。为了使生胶和配合剂能相互均匀混合,需要对某些材料进行加工:生胶要在60--70℃烘房内烘软后,再切胶、破胶成小块;块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎;粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去;液态配合剂需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质;配合剂要进行干燥,不然容易结块、混炼时旧不能分散均匀,硫化时产生气泡,从而影响产品质量。

注意:建议加工工艺可能会与实际加工工艺有所不同,您可以根据实际情况予以调整。

钢丝帘线受潮,涂钢丝胶浆未干。

2、塑炼

3.硫化:氟橡胶制品需进行二段硫化,从而使之达到最佳的物理及化学特性。通常的硫化条件为230℃@16-24H。如果部件是与金属接着的,则建议200℃@16-24H,二段硫化烘箱应有鼓风装置,从而能够维持均匀恒定的温度,及时排出二段硫化的挥发物。

纤维帘线回潮率高,原线高于2%,压延前高于1%

生胶富有弹性,缺乏加工时的必需性能,因此不便于加工。为了提高其可塑性,所以要对生胶进行塑炼;这样,在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中;同时,在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性和成型流动性。将生胶的长链分子降解,形成可塑性的过程叫做塑炼。生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。机械塑炼是在不太高的温度下,通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用,使长链橡胶分子降解变短,由高弹性状态转变为可塑状态。热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气,在热和氧的作用下,使长链分子降解变短,从而获得可塑性。

产品包装形式:

解决措施

3、混炼

氟橡胶混炼胶系列包装形式为:180×290×340纸箱。每片胶料之间用PE薄膜隔离,并装在密封的PE袋中。每箱产品有两袋共25千克,产品的代号、批号、箱号以及制造日期均印在每个包装箱上的标签上。

天然橡胶切胶后采取烘胶措施,要按标准控制水分与挥发份,严禁超标,降低原胶中的水分含量

为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本,必须在生胶中加入不同的配合剂。混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中,通过机械拌合作用,使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀,就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用,影响产品的使用性能。混炼后得到的胶料,人们称为混炼胶,它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料,通常均作为商品出售,购买者可利用胶料直接加工成型、硫化制成所需要的橡胶制品。根据配方的不同,混炼胶有一系列性能各异的不同牌号和品种,提供选择。

化工原料与助剂仓储时增加防潮措施,在梅雨季节与雨季、大雾天气里,特别要助于运输、仓储、加工等环节,避免原材料受潮,淋湿。配好的原料用塑料盛装投料。

4、成型

钢丝帘线在使用前1小时打开包装,保持室内湿度不超标,避免钢丝帘线受潮,钢丝涂胶浆后吹风干躁。

在橡胶制品的生产过程中,利用压延机或压出机预先制成形状各式各样、尺寸各不相同的工艺过程,称之为成型。成型的方法有:

纤维帘线压延前加热烘干,帘线在进压延机前回潮率低于1%。

压延成型适用于制造简单的片状、板状制品。它是将混炼胶通过压延机压制成一定形状、一定尺寸的胶片的方法叫压延成型。有些橡胶制品所用纺织纤维材料,必须涂上一层薄胶,涂胶工序一般也在压延机上完成。纤维材料在压延前需要进行烘干和浸胶,烘干的目的是为了减少纤维材料的含水量和提高纤维材料的温度,以保证压延工艺的质量。浸胶是挂胶前的必要工序,目的是为了提高纤维材料与胶料的结合性能。

二、半成品部件因素

压出成型 用于较为复杂的橡胶制品,象轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶需要用压出成型的方法制造。它是把具有一定塑性的混炼胶,放入到挤压机的料斗内,在螺杆的挤压下,通过各种各样的口型进行连续造型的一种方法压出之前,胶料必须进行预热,使胶料柔软、易于挤出,从而得到表面光滑、尺寸准确的橡胶制品。

原因分析

模压成型 也可以用模压方法来制造某些形状复杂的橡胶制品,借助成型的阴、阳模具,将胶料放置在模具中加热成型。

混炼胶中助剂混炼时分散不均匀。

5、硫化

混炼温度偏低,水分挥发不净,温度高时排胶在开炼机上加硫磺时硫磺易融化,或发生焦烧。

把塑性橡胶转化为弹性橡胶的过程叫做硫化,它是将一定量的硫化剂加入到由生胶制成的半成品中,在规定的温度下加热、保温,使生胶的线性分子间通过生成"硫桥"而相互交联成立体的网状结构,从而使塑性的胶料变成具有高弹性的硫化胶。由于交联键主要是由硫磺组成,所以称为"硫化".随着合成橡胶的迅速发展,现在硫化剂的品种很多,除硫磺外,还有有机多硫化物、过氧化物、金属氧化物等。因此,凡是能使线状结构的塑性橡胶,转化为立体网状结构的弹性橡胶的工艺过程都叫硫化,凡能在橡胶材料中起"搭桥"作用的物质都称为"硫化剂".

胶料停放的时间不足或没有停放就生产使用。

硫化后的弹性橡胶叫硫化橡胶,又叫软橡胶,俗称"橡胶".硫化是橡胶加工的一个最为重要的工艺过程,各种橡胶制品必须经过硫化来获得理想的使用性能。未经硫化的橡胶,在使用上是没有什么使用价值的,但欠硫和过硫都使橡胶性能下降。所以生产过程中一定要严格控制硫化时间,以保证硫化后的橡胶制品具有最好的使用性能和最长久的使用寿命。

胶料热炼不均匀,出型时表面不光滑。

6、辅助措施

胶料在开炼机上热炼时,表面包裹着空气,出型胶料有窝藏空气的现象。

为了达到使用性能,还应在生产工艺中增加辅助措施:

解决措施

6.1增加强度--配用硬质碳黑,掺用酚醛树脂;

优化生产配方,选用易分散型助剂替代现使用的助剂,增加分散剂,均匀剂等加工助剂的应用,提高各种助剂的分散性能。

6.2增加耐磨性--配用硬质碳黑;

混炼胶采用密炼机两段工艺方式生产,一段混炼时提高温度,让原料中的水分与挥发份充分挥发,胶料经过停放再进行二段混炼,温度控制在加硫磺与促进剂温度范围之内,避免焦烧时间短或发生焦烧。

6.3气密性要求高--少用挥发性高的组分;

塑炼、一段混炼、二段混炼、出型各工艺严格控制半成品的停放时间。让各种助剂充分扩散,提高胶料的均匀性,同时有利于在机械作用下应力与应变的恢复。

6.4增加耐热性--采用新的硫化工艺;

胶料热炼要均匀,通过割刀、落盘、捣胶等操作使胶料混炼均匀。采用热炼供胶与出型分开的作业方式,提高出型胶料表面的光滑程度。

6.5增加耐寒性--通过生胶的解枝镶嵌,降低结晶倾向,使用耐低温 的增塑剂;

采用挤出工艺挤出胶料,出型胶料表面不再有窝藏空气现象。

6.6 增加耐燃性--不用易燃助剂、少用软化剂、使用阻燃剂

三、生产操作原因

6.7增加耐氧性、耐臭氧性--采用对二胺类防护剂;

原因分析

6.8提高电绝缘性--配用高结构填充剂或金属粉,配用抗静电剂;

开炼机辊简温度、热炼供胶温度、挤出排胶温度控制不严格,半成品部件表面有气泡。

6.9提高磁性--采用锶铁氧粉,铝镍铁粉,铁钡粉等作填充剂;

压廷胶帘布胶与线中空气多,成型硫化时难以排净。

6.10提高耐水性--采用氧化铅或树脂硫化体系,配用吸水性较低的填充剂;

出型半成品部件厚度、宽度公差偏大,重量公差大,在模具中影响胶料的流动。

6.11提高耐油性--充分交联、少用增塑剂;

预成型时胶料多层叠起易产生窝藏空气现象,造成胶中起泡。

6.12提高耐酸碱度--多用填充剂;

钢丝帘线浸胶时只挂在表层,钢丝中的空气含量高,钢丝之间空隙大,帖上胶片时易产生窝藏空气现象。

6.13提高高真空性--配用挥发性小的添加剂;

硫化时压力偏低胶料致密性差,易产生气泡

6.14降低硬度--大量填充软化剂

硫化时温度、时间达不到工艺要求,也会造成欠硫气泡

7、橡胶制品的分类及其在汽车上的应用

解决措施

橡胶制品品种多,应用广泛。按照用途来分,通常可分为工业用和民用两大类。工业用橡胶制品主要有:轮胎、胶带、胶管、胶版、胶布、胶布制品、密封件、减振件、胶乳制品、硬质橡胶制品、橡胶绝缘制品、胶辊以及橡胶衬里等。

控制开炼机辊简温度、容量、防止胶料过热产生气泡裹在胶中难以除去。

压延后的胶帘布顺着经线排上多组棉线,增加胶帘布层之间排气效果。压延胶帘布在卷取前增加刺气泡装置,增加胶帘布之间排气效果。

修正挤出口型板的设计,使胶料的形状有利于冲模,严格控制胶料半成品的施工尺寸及公差,防止产品窝藏空气现象。

预成型时有多层胶料需要叠起时,胶料上压出排气阀,减少胶层之间易产生窝藏空气现象,或用气泡针刺破胶料表层气泡。

钢丝帘线由浸胶浆、帖胶片改进为挤出覆胶,降低胶中钢丝内的空气含量,减少贴胶片时易产生窝藏空气现象。

合理设定模腔压力,保证硫化应达到的压力,使胶料流动,充满模腔。

严格按规定的硫化温度、时间控制生产作业,改手控操作为微机群控生产作业。

四、设备与模具原因

原因分析

平板硫化机温控系统偏差大,温控高时致使模具温度偏高,减少了胶料的冲模流动时间。

模具表面损伤,凹凸不平影响胶料的流动性。

模具表面易结污垢,影响胶料的流动性,易造成带体明疤。

模具排气线与排气线孔分布不合理,排气线条偏细、排气孔直径偏小、影响排气效果。

模具论侧铁齿沟槽、导角处设计不合理,使胶料进入时产生层次,夹杂气体后不能排净。合模排气时胶料在此易产生涡流、湍流、重叠。

解决措施

改进平板硫化剂测温点与温控传感系统,使模具型腔内的温度与仪表显示温度相吻合。

对模具表面损伤部位及时进行维修,生产商采取保护与防止模具表面损伤的措施,避免模具表面损伤。

模具表面定量定时进行清洗、抛光保证模具表面应有的光洁度。

改进模具排气线与排气孔的布局,纵横贯通,分布趋于合理,适当加粗排气线条,加大排气孔直径,增强排气效果。

优化模具论侧沟槽、导角处的设计,减轻胶料在此处产品涡流、重叠现象。

在通过对橡胶履带硫化产生气泡原因的分析,制定解决问题的整改方案,加强原材料的使用与管理,规范胶料混炼加工,改进工艺操作,优化模具设计等措施的实施,橡胶履带带体表面、胶层间、花纹上、钢丝帘线中间产生气泡、明疤质量缺陷显著下降,提高了产品的外观质量。

五、模压制品产生气泡的原因分析

主要原因有:

1、材料的问题,橡胶材料来混炼、储存、使用过程中有湿气,湿气未排除,导致产生气泡,或天气变化原因受潮。大多数原因可能是原材料有问题,我们以前也出现过类似情况,换另外一个批次材料就好了;

2、模具排气孔设置不当或者堵塞也会产生气泡,排气的时候没有排好。原材料在炼胶中,空气被裹附在材料内部,导致在加工的过程中,材料和空气一起进入模具,假如模具没加排气槽或加工中没有设置排气工艺的话,空气很容易被困在模具里面,使得产品产生气泡或气孔。

3、生产橡胶制品,硫化后有气泡,可能是橡胶配方中的问题,可以找技术人家给调整一下配方。

六、橡胶制品硫化时有气泡原因

1、橡胶混炼不均匀,操作工不规范。

2、橡胶胶片停放不规范,环境不卫生。管理不规范。

3、材料有水份

4、硫化不充分,不熟看起来有气泡。

5、硫化压力不足。

6、硫化剂杂质较多,小分子的杂质提前变成分解,气泡残留制品中。

7、模具本身排气设计不合理,胶料冲线时气不能及时排出!

8. 制品太厚,胶料过少,橡胶传热慢,外表硫化后,橡胶流动性下降,造成缺料,所以就可能产生气泡。

9.硫化过程中排气没排好。

10、配方问题,硫化体系要改善。

解决办法:

1、延长硫化时间或提高硫化速度。

2、硫化前薄通几次。

3、硫化时排气次数多一点。七、橡胶产品表面有气泡的原因分析

1.有水份 ;

2.未充分硫化,不熟看起来有气泡;

3.硫化剂杂质较多,小分子的杂质提前变成分解,气泡残留制品中;

4.模具本身排气设计不合理,胶料冲线时气不能及时排出;

5.分散不良;

6.胶料塑炼时间长,产品硫化时也有气泡

八、硅胶成型产生气泡是什么原因呢?

1、排气不足,硅胶原料放置于成型模具后,在合模的瞬间会带入许多空气,而空气是不可能与硅胶原料融为一体的,如果没有将这些空气排放出来,就会造成硅胶按键成型后表面产生气泡。

2、硫化温度过低,硫化温度是硅橡胶成型时的一项重要参数,通常的硅胶制品都设定在160~200摄氏度,但有时候由于模外操作时间太长或其他原因使模具长时间未开入硫化机加温,导致硅胶成型模具的温度偏低与硅胶的硫化温度,此时就会造成成型后产品气泡。对此我们只需加高成型温度,或者将空模开入机器加温一段时间在操作即可解决问题了。

3、硫化温度过高,刚刚说了硫化温度过低会造成硅胶成型气泡,其实,很多时候成型温度过高同样会造成硅胶成型气泡。为什么呢?个人是这么理解的,成型温度过高时,在合模加压的过程中表面的硅胶原料已经开始成型,此时的空气已经被困在里面很难排出,所以会造成成型气泡。针对此原因,只需将成型温度适当降低即可。

4、硫化时间过短,跟硫化温度一样,硫化时间也是硅胶成型的重要参数之一,硫化时间的长短决定了硅胶是否能被完全硫化。如果硫化时间过短,不仅造成硅胶成型后发软,更容易造成表面气泡。出现此类不良可适当延长硅胶的硫化时间。

5、模具的结构不合理,硅胶成型模具的设计不太合理也会造成硅胶成型产生气泡,例如模具中产品的排列方式、分区方式、模具分模方式,模具大小的设计等都会造成气泡不良,但开一套模具的成本很高,且修改起来也不太容易,如果因为模具的结构造成硅胶成型气泡,那么通常都是从上面所提到的几点想办法下手解决。

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