1　實驗

　　1·1　原材料

　　PVCSG-3,北方氯堿集團;NBR-26,蘭州化學(xué)工業(yè)公司;硬脂酸,南京油脂化工廠;陶土,徐州礦務(wù)局陶土廠;乙炔炭黑,FEF,ISAF,上海炭黑淮北分廠;DOP,徐州溶劑廠;防老劑MB,六和化工助劑廠;硬脂酸鉛,蚌埠制革廠;三鹽基鉛,蚌埠新興化工廠;硫黃,促進劑CZ、促進劑TT、氧化鋅、氧化鎂、松香等為市售工業(yè)品。

　　1·2　主要實驗設(shè)備

　　開煉機XK-450,無錫第1橡塑機械設(shè)備廠;硫化儀GK-222型,北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計院;平板硫化機QLB-50型500×550,無錫第1橡塑機械設(shè)備廠;沖片機,江都實驗機械廠;擺錘式拉力機WQB-2500B型,江都市實驗設(shè)備廠。

　　1·3　常規(guī)混煉工藝

　　將NBR與氧化鋅、SA、防老劑、部分DOP于室溫下在開煉機上塑煉混勻,制得NBR母膠待用[2]。在PVC中加入余下的DOP,待PVC膨潤后加入穩(wěn)定劑,攪拌均勻,將輥溫升至155℃~160℃,先進行PVC的塑化,待PVC全部塑化透明后,加入NBR母膠,薄通3~4次,加入導(dǎo)電炭黑、高結(jié)構(gòu)炭黑等填料,混煉均勻后加入硫黃,1~2min后加入促進劑,薄通3~4次后下片。

　　2　混煉工藝的改進

　　2·1　工藝的確定

　　由于NBR和PVC高溫共混時塑性相差很大,所以NBR共混前必須進行分段塑煉。PVC,DOP及穩(wěn)定劑只有捏合停后,才能分散均勻,DOP才能滲入到PVC的結(jié)構(gòu)縫隙中去,以防止共混時物料在輥筒上打滑。共混必須在高溫175℃±5℃進行,NBR和PVC才能達到分子水平的均勻分布.抗靜電性是紡織膠輥重要的性能指標(biāo)。當(dāng)炭黑粒子在橡膠中分布形成連續(xù)的長鏈狀和網(wǎng)狀通路時則產(chǎn)生導(dǎo)電作用[4]。填料的結(jié)構(gòu)性越高、用量越大時,其導(dǎo)電能力越強。常用的導(dǎo)電填料為乙炔炭黑,乙炔炭黑粒徑中等,結(jié)構(gòu)性在橡膠用炭黑中高,灰分和揮發(fā)分都很低,故抗靜電性甚佳,但物理機械性能較差,成本很高。如采用細粒子、高結(jié)構(gòu)的爐法炭黑ISAF和乙炔炭黑并用,可彌補乙炔炭黑間存在的空隙,防止斷路,從而提高抗靜電性,同時還能提高制品的物理機械性能。為防止炭黑的高結(jié)構(gòu)性被破壞,影響導(dǎo)電通路的形成,混煉時,既要使炭黑分散均勻,又要防止炭黑的結(jié)構(gòu)被破壞。所以一段混煉時間不能過長,輥矩不能過小,輥溫不能過低,在另一臺開煉機上進行二段混煉,有利于高結(jié)構(gòu)炭黑的進一步分散。然后加入硫黃和超速促進劑。通過驗發(fā)現(xiàn)溫度好控制在80℃~90℃,既可防止焦燒,又可防止共混物料溫度急速下降而導(dǎo)致在輥筒剪切力的作用下物理交聯(lián)點和炭黑的結(jié)構(gòu)被破壞,故工藝方法確定為兩段混煉。需2臺開煉機分別進行。根據(jù)上述分析,工藝流程確定如下:一段混煉:配料→NBR分段塑煉+PVC與配合劑捏合停放→高溫共混→停放。二段混煉:低溫混煉→加硫黃和促進劑→下片→停放

　　2·2　實驗工藝條件的確定

　　根據(jù)反復(fù)實驗,現(xiàn)選取幾個關(guān)鍵可行的工藝參數(shù)進行混煉和性能測試[5],4組不同的工藝參數(shù)如下:

　　1#:共混輥溫155℃,二段混煉輥溫50℃,輥

　　矩8mm,一段混煉時間15min。

　　2#:共混輥溫165℃,二段混煉輥溫80℃,輥

　　矩8mm,一段混煉時間20min。

　　3#:共混輥溫175℃,二段混煉輥溫80℃,輥

　　距5mm,一段混煉時間20min。

　　4#:共混輥溫175℃,二段混煉輥溫90℃,輥

　　距5mm,一段混煉時間25min。

　　2·3　不同的混煉方法對性能的影響

　　采用不同的工藝方法和條件,所得試樣的外觀質(zhì)量和各項性能如表1所示:從表1可以看出,隨工藝方法和工藝條件的改變和調(diào)整,拉伸強度、耐磨性、硬度均提高,抗靜電性也有提高。主要原因是共混溫度逐步提高PVC塑化時間變短,物料的流動性好,與NBR共混均勻所需時間,加入炭黑的吃粉時間越來越短。共混過程中要防止輥溫過低,否則膠片易出現(xiàn)波浪痕。輥距為8mm、共混溫度低時,加入NBR母煉膠易裹入空氣,膠片有氣泡,光度差。輥距為5mm,共混溫度175℃時膠片光滑,無氣泡,物料的分散程度提高,內(nèi)聚力、交聯(lián)密度也變得均勻,制品內(nèi)部無應(yīng)力存在。膠料同時又沒有過煉,高結(jié)構(gòu)炭黑的結(jié)構(gòu)沒有被破壞。所以只有改進混煉工藝才能確保PVC用量高達40份的膠輥抗靜電性

　　良好,綜合性能?；烊氪罅縋VC也使得產(chǎn)品成本大幅度下降(NBR為14 000元/t,PVC為4500元/t)。

　　表1　不同混煉方法對性能的影響

　　性　能1#2#3#4#

　　ρr,Ω·cm

　　邵爾A硬度,度

　　拉伸強度,MPa

　　拉斷伸長率,%

　　拉斷變形,%

　　磨耗量,cm3/(1.61km)

　　料片外觀

　　3·29×103

　　60

　　11.81

　　500

　　10

　　0.04472包輥性好無氣泡,有波浪痕

　　1·73×104

　　76

　　16.15

　　485

　　13

　　0.03793包輥性好有氣泡,光度差

　　9·33×103

　　79

　　16·20

　　480

　　13·6

　　0.03349包輥性好有少量氣泡,光度一般

　　3·84×103

　　82

　　16·24

　　380

　　16

　　0·03237包輥性好無氣泡,光滑平整

　　配方[6,7,8]:NBR/PVC,60/40;硫黃,2·5;促進劑CZ,1·0;促進劑

　　TT,0·3;ZnO,5;MgO,15;硬脂酸,1·0;炭黑ACET/ISAF,

　　20/40;陶土,5;松香,1·5;DOP,15;防老劑MB,1·0;硬

　　脂酸鉛,2·5;三鹽基鉛,1·0

　　3　結(jié)論

　　1)NBR與PVC共混以2段混煉法為佳。

　　2)關(guān)鍵工藝條件:共混輥溫175℃,二段混煉輥溫80℃~90℃,輥矩5mm,一段混煉時間25min。

　　3)改進的二段混煉方法使產(chǎn)品物理機械性能提高,抗靜電性能也能滿足產(chǎn)品的使用性能。

　　4)改進的二段混煉方法可使產(chǎn)品成本大幅下降。