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溶剂型压敏胶的制造工艺

溶剂型压敏胶是橡胶型压敏胶中用途和产量最大的一类。以前一直占据着整个压敏胶的主导地位,后来由于环境保护等原因而萎缩,但在压敏胶与压敏胶制品中仍占有重要地位。不论采用何种橡胶,溶剂型压敏胶的制造一般由下列工艺组成。
方法/步骤
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(1)塑炼塑炼是配制均匀的压敏胶溶液的非常主要的过程,橡胶经过塑炼可以增加其可塑性。塑炼的实质是使橡胶分子链发生断裂,降低橡胶的分子量。断裂作用既可发生于大分子主链,也可发生于侧链。橡胶在塑炼时,受到氧、热、机械力和增塑剂等因素的作用,所以塑炼的机理与这些因素密切相关,上述因素中起重要作用的是氧和机械力。塑炼通常可分为低温塑炼和高温塑炼,前者以机械降解为主,后者以自动氧化降解为主。

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经过塑炼的橡胶,分子量很高的大分子以及少量的凝胶成分消失,因而可溶解为均匀的、粘度适于涂布操作的压敏胶溶液。按塑炼的使用设备的类型,塑料可分为三种方法:开炼机塑炼、密炼机塑炼和螺杆机塑炼。开放式炼胶机是使用最早的塑炼方法,其优点是塑炼胶料质量好,收缩小,但生产效率低,劳动强度大。此法适合于胶料变化多和耗胶量少的工厂。开炼机塑炼属于低温塑炼。因此,降低橡胶温度以增大作用力是开炼机塑炼的关键。与温度和机械作用力有关的设备特性和工艺条件都是影响塑炼效果的重要因素。为了降低胶料温度,开炼机的辊筒需进行有效的冷却。因此辊筒内设有带孔眼的水管,直接向辊筒内表面喷水冷却以降低辊筒的’温度。不同的橡胶品种应该选择适宜的辊筒温度,表2.41是各种橡胶塑炼时常用的辊筒温度范围。另外,采用冷却胶片的方法也是有效的。例如,使塑炼形成的的确良胶片通过一较长的运输带(或各种橡胶常用的塑炼辊温范围导辊)位自然冷却后再返回辊上。以及薄通塑炼(缩小辊距,使胶片变薄,以利于冷却)均可。

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另外也可采用分段塑炼来降低胶料温度,就是将塑炼过程分成若干段来完成,每段塑炼后保证胶料充分冷却。一般分为2~3段,每段停放冷却4~8h。可以通过调节两个辊筒的速度比来增大机械作用力,两个辊筒的速度比愈大则剪切作用愈强,因而塑炼效果愈好,但是随着速度比的增大,生胶温升加速,电力消耗增加,所以速度比一般为(1:1.25)~(1:1.27)。缩小辊间距离也可增大机械作用力,提高塑炼效果。生胶通过辊筒后的厚度b总是大于辊距e,其比值b/e称为超前系数。超前系数愈大,说明生胶在两个辊筒问所受的剪切应力愈大,橡胶可塑性增大也愈大。对于开放式炼胶机,超前系数多在2~4之间。密炼机塑炼的生产能力大、劳动强度较低、电力消耗少;但由于是密闭系统,所以清理较难,适用于胶种变化少的场合。密炼机的结构较复杂,生胶在密炼室内一方面在转子和空壁之间受到剪切应力和摩擦力的作用,另一方面还受到上顶栓的外压。密炼时生热量极大,物料来不及冷却,所以属于高温塑炼,温度通常高于120℃,甚至处于l60~180℃之间。生胶在密炼机中主要是借助于高温下的强烈氧化断链来提高橡胶的可塑性,因而,温度选择是密炼时的关键。塑炼效果随温度的升高而增大。但温度过高也会导致橡胶的物理机械性能下降。天然橡胶密炼时,温度一般不超过150℃,以110~120℃为最好。密炼时,装胶容量和上顶栓压力也影响塑炼效果,装胶过少或过多都不能使生胶得到充分辗扎。由于塑炼效果在一定范围内随压力增加而增大,因此上顶栓压力一般在49kPa以上,甚至更高。螺杆机塑炼的特点是在高温下进行连续塑炼,生产效率比密炼机塑炼高,并能连续生产,但在操作运行中产生大量的热,对生胶的物理机械性能破坏较大。螺杆机塑炼时生胶一方面受到强烈的搅拌作用,另一方面由于生胶受螺杆与机筒内壁的摩擦产生大量的热,加速了氧化裂解。

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用螺杆机塑炼时,温度的选择非常重要,生产中,机筒温度以95~110℃为宜,机头温度以80~90℃为宜。因为机筒温度高于110℃,生胶的可塑性没有大的变化,超过120℃则排胶温度太高而使胶片发粘,粘辊;低于90℃时,设备负荷增大,常出现夹生现象。橡胶塑料的程度可用威廉可塑度、门尼粘度和德弗硬度等来表示,其中门尼粘度用得较多,门尼粘度表征橡胶试样于一定温度、压力和时间的情况下,在活动面与固定面之间变形时所受的扭力。生胶的门尼粘度随塑炼时间的增加而下降。通常生胶塑炼到门尼粘度为60~75℃为宜。门尼粘度愈低,表明橡胶分子的分子量下降愈多。在制造压敏胶时,生胶塑炼要根据所用目的选择合适的门尼粘度饥如要求压敏胶有较高的持粘力时,如配制重包装带用压敏胶时,门尼粘度可高一些,塑炼的时间就可短一些。但是,如果生胶的门尼粘度过高,配成的压敏胶溶液的粘度就会很高,这就会给涂布操作带来困难。由于丁苯橡胶。聚异戊二烯橡胶等合成橡胶的平均分子量不如天然橡胶高,故它们的塑炼不像天然橡胶那些重要。

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