橡膠缺料原因

1、<c>鄒德榮，宋洪標(biāo)，韓希云，王鼎寶<cc> <c>（上海新風(fēng)化工研究所，浙江省湖州市 313002）<cc> 1前言 在某型火箭發(fā)動機零部件的制作中，需要在一個橡膠圓柱部件的外表面粘接一個高120 mm、厚3 mm的環(huán)型聚醚聚氨酯內(nèi)襯。要求橡膠與內(nèi)襯粘接致密、無脫粘；內(nèi)襯內(nèi)部和表面都不答應(yīng)有氣泡、凹陷、缺料等缺陷存在。我們選擇了一步法操作工藝，即直接將聚醚膠、甲苯二異氰酸酯、乙二醇、二氧化硅以及固化催化劑混合均勻，常壓下澆注入模腔。這樣可以確保內(nèi)襯與橡膠圓柱之間的粘接致密性和牢固性，而且制工藝簡單，成本低。 在制作過程中發(fā)現(xiàn)，由于內(nèi)襯設(shè)計較薄，

2、內(nèi)襯膠漿料輕易產(chǎn)生氣泡，而且澆注工藝靠手工操作完成，很難完全按要求進行控制，最終導(dǎo)致成品出現(xiàn)較多的氣泡、凹陷、缺膠等弊病，降低了產(chǎn)品合格率。因此，通過對膠漿配制和澆注工藝的研究，決定在制作工藝上采取有關(guān)技術(shù)措施，消除內(nèi)襯存在的缺陷。 2形成缺陷的原因分析 2.1物料的影響 聚醚聚氨酯內(nèi)襯配方組成為：三羥基四氫呋喃環(huán)氧丙烷共聚醚，工業(yè)級，上海試劑一廠；甲苯二異氰酸酯，工業(yè)級，進口分裝；乙二醇，化學(xué)純，上海試劑經(jīng)銷站；二氧化硅，工業(yè)級，吉林通化化工廠。其中，二氧化硅作為填料使用。 在上述配方中，二氧化硅呈超細粉狀，其微粒結(jié)構(gòu)中存在大量的毛細管，輕易吸附水分。水分在氫鍵的作用下與二氧化硅形成結(jié)合水，

3、同時，由于聚醚膠和乙二醇中的醚鍵能與水形成氫鍵，非凡是異氰酸酯對水非凡敏感，極易與水發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳氣體，在內(nèi)襯中形成氣泡。另外，與內(nèi)襯相粘的橡膠圓柱的活性較大，在其表面極易聚積水分，這些因素對內(nèi)襯的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。因此，在內(nèi)襯制作時必須對物料進行嚴(yán)格的水分控制1,2。 2.2脫模劑的影響 內(nèi)襯澆注的模具材料是鋼，為了防止膠漿與模具發(fā)生粘連，在模腔內(nèi)涂刷硅脂作為脫模劑。由于手工操作，表面涂刷的硅脂很可能不均勻，加之預(yù)烘溫度較低，硅脂未能熔融流平，從而使固化的內(nèi)襯表面出現(xiàn)溝槽。 2.3溫度的影響 橡膠圓柱和模腔表面，是膠漿流動的邊界。在澆注時，邊界溫度通常與膠漿內(nèi)部溫度不同，而模具內(nèi)

4、溫度的熱傳遞具有穩(wěn)定的非等溫性。當(dāng)橡膠圓柱和模腔溫度較低時，膠漿輕易在流動邊界凝固，使流動路徑變得狹窄、注膠量短缺，引起內(nèi)襯凹痕或缺膠3；當(dāng)橡膠圓柱和模腔溫度較高時，體系內(nèi)含水分受蒸發(fā)聚積，很輕易形成氣泡。因此，必須選擇一個合適的溫度，保證內(nèi)襯固化后既不出現(xiàn)凹痕和缺膠，又沒有氣泡形成。 2.4澆注工藝的影響 在常壓澆注時，必須選擇合適的澆注口和澆注流量。合適的澆注口可以確保膠漿能均勻地流注到模腔的各個部位；控制合適的澆注流量，可有效地避免澆注時將空氣帶進模腔而形成氣泡。膠漿注流量大，模腔內(nèi)氣體無法迅速排除，也無法均勻流淌，易產(chǎn)生凹痕和缺膠。膠漿注流量小，則澆注時間長，模具、橡膠圓柱與膠漿之間出

5、現(xiàn)較大的溫度差，影響膠漿流動，極易形成氣泡。 3采取的技術(shù)措施和制作狀況 3.1水分控制 針對二氧化硅易吸附水分的特點，對其進行烘干處理。在120下烘若干小時后測試其含水量，結(jié)果見表1。 本文章更多內(nèi)容：1 - 2 - 下一頁>> 由表可見，二氧化硅烘干4h后已不再脫水，并以此作為工藝條件，控制含水量，減少水與異氰酸酯反應(yīng)生成的氣體。對聚醚膠和乙二醇的含水量要控制在千分之一以下，加入分子篩密封保存，并作周期檢測。粘接澆注之前，橡膠圓柱在70環(huán)境中的干燥時間不得低于10 h，以除去橡膠圓柱表面的水分。 3.2模具表面處理 在模具內(nèi)表面噴涂聚四氟乙烯涂層，不僅能保證模具不與內(nèi)襯發(fā)生粘接

6、，而且因聚四氟乙烯涂層均勻光滑而保證固化后的內(nèi)襯表面光滑。 3.3模具和橡膠圓柱的預(yù)熱 經(jīng)干燥后的橡膠圓柱裝配進模具后，一同在50的烘箱中預(yù)熱，預(yù)熱時間不應(yīng)少于2 h。澆注前的預(yù)熱可以使膠漿很好地流注。 3.4真空度的控制 對水和異氰酸酯反應(yīng)生成的微量氣體，可采取抽真空脫氣。若抽真空脫氣不完全。必然使膠漿中存在氣泡并帶入下道工序，影響內(nèi)襯質(zhì)量。為此，對料漿進行真空脫氣試驗，結(jié)果見表2。 實驗表明，在相對較高的真空度下，膠漿中的氣泡抽得干凈，時間也用得較少。 3.5澆注工藝控制 澆注口選擇在模具口任意一點，膠漿沿著模具內(nèi)壁緩慢往下流，可以減少空氣的卷入，不易產(chǎn)生氣泡和缺料；最佳澆注流量為15 g

7、.min-1。 3.6存放時間的控制 為了防止?jié)沧⒑玫膬?nèi)襯膠漿存有氣泡，以免影響與橡膠圓柱的粘接質(zhì)量，需在室溫下放置一段時間，使膠漿中的氣泡得以逸至表面破裂。 4結(jié)束語 采取以上技術(shù)措施后，進行了2個批次60個產(chǎn)品的制作，經(jīng)檢驗，澆注粘接合格率達到100%。同時，說明我們對內(nèi)襯中氣泡、凹痕、缺膠以及表面流痕的來源和形成機理的分析是準(zhǔn)確的，采取的技術(shù)措施是有效的。 參 考 文 獻 1 李紹雄，朱占林。聚氨酯樹脂。南京：江蘇科技出版社，1989. 153 2 德G. 厄特爾。聚氨酯手冊。閻家賓，呂槊賢譯、校。北京：中國石化出版社，1992，16 3 美S. 米德爾曼。聚合物加工基礎(chǔ)。趙得祿，徐振森

8、譯，北京：科學(xué)出版社，1984. 284 原因多了材料方面:膠料流動性不好,焦燒時間太短,用料太少模具方面:模腔內(nèi)各點的流動點不平衡,人往高處走,水往低處流,料也往好流的地方流啊.工藝原因： 1、工藝制定單耗偏??； 2、工藝制定成型件規(guī)格不合理：內(nèi)、外徑偏大、偏??； 高度超高、偏底；長、寬尺寸不合理； 3、工藝制定壓力偏??； 4、工藝制定初壓偏大； 5、工藝制定上料方法不符；工裝原因 1、模具老化、模板不平； 2、型腔高度不一致； 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理；如分型位置不正確； 4、模具配合間隙過大； 5、配合??； 6、注料點太粗糙及注料孔尺寸不正確；操作原因 1、上料不到位（上錯、上偏等）； 2、初

9、壓過大； 3、排氣次數(shù)過少； 4、脫模劑使用不當(dāng)；增加膠料的流動性，調(diào)整配方，增加混煉膠料的可塑度，還可以適當(dāng)增加膠料和模具的溫度，以增加膠料在模具中的流動。另外模具的配合和設(shè)備的壓力也很重要。橡膠基礎(chǔ)知識簡介作者：佚名 文章來源：本站原創(chuàng) 點擊數(shù)： 730 更新時間：2007-1-4 20:03:53 通俗定義:橡膠是一種高彈性的高分子化合物（分子量一般在10萬以上）,因而具有其它材料所沒有的高彈性.因而也稱為彈性體。橡膠的起源:由熱帶美洲天然的哭淚樹的乳液曬干凝固而成。橡膠的分類：天然橡膠和合成橡膠。天然橡膠顧名思義,是由天然或人工種植的橡膠樹經(jīng)過割膠,過濾清洗.干燥等工序加工而成合成橡膠

10、將石油進行高溫分解,再化學(xué)合成合成橡膠的分類:A 通用類:即滿足一般要求的橡膠.B 特種合成類:能滿足特殊要求的橡膠.常用通用合成橡膠包括:1.丁苯膠: ( SBR)丁二烯苯乙烯 . 最早合成出的橡膠.彈性比NR稍差,耐磨和耐老化比NR好,主要用于鞋底及輪胎等.2. 異戊膠 ( IR )異戊二烯. 因為結(jié)構(gòu)與NR一樣,所以也稱為人造天然膠.性質(zhì)與NR類似.3. 順丁膠 ( BR )丁二烯. 其彈性和耐低溫性是通用膠中最好的,用于輪胎,跳跳球等.特種合成橡膠：1 三元乙丙膠 ( EPDM )：乙烯丙烯第三單體. 綜合性能優(yōu)良,用途廣泛.2 硅膠 ( SR 或Q )：使用溫度范圍最廣,-120-+

11、250,毒性最低.3 氟膠 ( FKM 或 FPM )：防火.耐油.耐溶劑是所有膠中最好的.4 聚氨酯 ( PU ) : 耐磨最好.5 其它: PS. ACM. ECO. CPE. CSM等等。橡膠材料的毒性科學(xué)證明:大部分橡膠原料是低毒或無毒的.其毒性比食鹽還小.只要做好防護措施,對身體是不會造成多少危害的.橡膠混煉膠的配方知識配方結(jié)構(gòu):生膠: 也叫原膠,沒添加其它成分.硫化劑:將橡膠分子連接起來并使之成型的物質(zhì). 如硫磺,過氧化物等等.促進劑: 加速硫化劑分解,促進硫化成型的物質(zhì).比如 TT. CZ等活性劑: 加快促進劑分解,活化膠料的物質(zhì).如ZNO . SA.等等.補強劑: 增加生膠強度

12、的物質(zhì),如碳黑,白碳黑等.配方舉例NBR7001 (單位:份數(shù))N3350生膠 100氧化鋅 5硬脂酸 1防老劑RD 1DR分散劑 1N774碳黑 75白碳黑 15碳酸鈣 40DOP 12 硫磺 1.5促進劑TT 0.5促進劑CZ 1.5 SR 電線套管配方：甲基乙烯基硅橡膠 1002#氣相法白碳黑 30雙二五 1二苯基硅二醇 5 增塑劑: 也叫軟化劑,降低膠料硬度用.大部分是油類,如DOP,石蠟油等等.防老劑: 增強橡膠抵抗光,熱,氧氣,臭氧,紫外線等破壞的物質(zhì),如 4010-NA, RD等等.其它:如分散劑,脫模劑,香精,發(fā)泡劑,增粘劑等.常用膠料所適合的硫化溫度膠料膠料 硫化溫度 ()N

13、R. IR 140-160 SBR. BR. PU 150-170NBR.CR.FKM 160-180 EPDM. IIR 170-185SR 160-190 常見缺陷及糾正措施一、缺料原因:1 模具與橡膠之間的空氣無法排出.2 稱重不夠.3 壓力不足.4 膠料流動性太差.5 模溫過高,膠料焦燒.6 膠料早期焦燒(死料).7 料不夠厚,流動不充分.缺料的解決措施：1.加開排氣槽.2.多排氣.3.提高壓力.4.改配方,增加膠料流動性.5.改配方,延長焦燒時間,防止麻木.6.增加料厚度.二、噴霜.發(fā)白原因:1. 硫化不足.2. 配合劑過量,超過橡膠的溶解度.解決措施:1. 延長硫時或采取二次硫化.

14、2. 調(diào)整配方,減少低溶解度配合劑的用量.三、氣泡.發(fā)孔原因:1. 硫化不足.2. 壓力不足.3. 模內(nèi)或膠料中有雜質(zhì)或油污.4. 硫化模溫過高.5. 硫化劑加少了,硫化速度太慢.四、重皮.開裂原因:1. 硫化速度太快,膠流動不充分.2. 模具臟或膠料粘污跡.3. 隔離劑或脫模劑太多.4. 膠料厚度不夠.解決措施：1. 降低模溫,減慢硫化速度.2. 保持膠料.模具清潔.3. 少用隔離劑或脫模劑.4. 膠料夠厚.五、產(chǎn)品脫模破裂原因:1. 模溫過高或者硫時過長.2. 硫化劑用量過多.3. 脫模方法不對.解決措施:1. 降低模溫.2. 縮短硫時.3. 減少硫化劑用量.4. 噴脫模劑.5. 采取正確

15、的脫模方法.五、難加工原因:1. 產(chǎn)品撕裂強度太好,(如高拉力膠).這種難加工表現(xiàn)為毛邊撕不下來.2. 產(chǎn)品強度太差,表現(xiàn)為毛邊很脆,會連產(chǎn)品一起撕破.解決措施:1. 如果是撕不掉,就得調(diào)整配方,多填充配合劑,減小收縮率.2. 如果是撕破,則a 降低模溫,縮短硫時.b 減少硫化劑用量.c 調(diào)整配方,增加膠料強度橡膠混煉膠的配方知識配方結(jié)構(gòu):生膠: 也叫原膠,沒添加其它成分.硫化劑:將橡膠分子連接起來并使之成型的物質(zhì). 如硫磺,過氧化物等等.促進劑: 加速硫化劑分解,促進硫化成型的物質(zhì).比如 TT. CZ等中國-86resin-樹脂-在線的文章概述活性劑: 加快促進劑分解,活化膠料的物質(zhì).如ZN

16、O . SA.等等.補強劑: 增加生膠強度的物質(zhì),如碳黑,白碳黑等.配方舉例NBR7001 (單位:份數(shù))N3350生膠 100氧化鋅 5硬脂酸 1防老劑RD 1DR分散劑 1N774碳黑 75白碳黑 15碳酸鈣 40DOP 12 硫磺 1.5促進劑TT 0.5促進劑CZ 1.5 SR 電線套管配方：甲基乙烯基硅橡膠 1002#氣相法白碳黑 30雙二五 1二苯基硅二醇 5 增塑劑: 也叫軟化劑,降低膠料硬度用.大部分是油類,如DOP,石蠟油等等.防老劑: 增強橡膠抵抗光,熱,氧氣,臭氧,紫外線等破壞的物質(zhì),如 4010-NA, RD等等.其它:如分散劑,脫模劑,香精,發(fā)泡劑,增粘劑等.常用膠料

17、所適合的硫化溫度膠料膠料 硫化溫度 (常見缺陷及糾正措施一、缺料原因:1 模具與橡膠之間的空氣無法排出.2 稱重不夠.3 壓力不足.4 膠料流動性太差.5 模溫過高,膠料焦燒.6 膠料早期焦燒(死料).7 料不夠厚,流動不充分.缺料的解決措施：1.加開排氣槽.2.多排氣.3.提高壓力.4.改配方,增加膠料流動性.5.改配方,延長焦燒時間,防止麻木.6.增加料厚度.二、噴霜.發(fā)白原因:1. 硫化不足.2. 配合劑過量,超過橡膠的溶解度.中（國）樹=脂）在線-努力做成最大的中國樹脂行業(yè)網(wǎng)站！解決措施:1. 延長硫時或采取二次硫化.2. 調(diào)整配方,減少低溶解度配合劑的用量.三、氣泡.發(fā)孔原因:1. 硫化不足.2. 壓力不足.3. 模內(nèi)或膠料中有雜質(zhì)或油污.4. 硫化模溫過高.5. 硫化劑加少了,硫化速度太慢.四、重皮.開裂原因:1. 硫化速度太快,膠流動不充分.2. 模具臟或膠料粘污跡.3. 隔離劑或脫模劑太多.4. 膠料厚度不夠.解決措施：1. 降低模溫,減慢硫化速度.2. 保持膠料