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橡胶缺料原因
查鸿达 发表于:2010-9-16 10:50:17
1.前言 在某型火箭发动机零部件的制作中,需要在一个橡胶圆柱部件的外表面粘接一个高120 mm、厚3 mm的环型聚醚聚氨酯内衬。要求橡胶与内衬粘接致密、无脱粘;内衬内部和表面都不答应有气泡、凹陷、缺料等缺陷存在。我们选择了一步法操作工艺,即直接将聚醚胶、甲苯二异氰酸酯、乙二醇、二氧化硅以及固化催化剂混合均匀,常压下浇注入模腔。这样可以确保内衬与橡胶圆柱之间的粘接致密性和牢固性,而且制工艺简单,成本低。 在制作过程中发现,由于内衬设计较薄,内衬胶浆料轻易产生气泡,而且浇注工艺靠手工操作完成,很难完全按要求进行控制,最终导致成品出现较多的气泡、凹陷、缺胶等弊病,降低了产品合格率。因此,通过对胶浆配制和浇注工艺的研究,决定在制作工艺上采取有关技术措施,消除内衬存在的缺陷。 2.形成缺陷的原因分析 2.1.物料的影响 聚醚聚氨酯内衬配方组成为:三羟基四氢呋喃环氧丙烷共聚醚,工业级,上海试剂一厂;甲苯二异氰酸酯,工业级,进口分装;乙二醇,化学纯,上海试剂经销站;二氧化硅,工业级,吉林通化化工厂。其中,二氧化硅作为填料使用。 在上述配方中,二氧化硅呈超细粉状,其微粒结构中存在大量的毛细管,轻易吸附水分。水分在氢键的作用下与二氧化硅形成结合水,同时,由于聚醚胶和乙二醇中的醚键能与水形成氢键,非凡是异氰酸酯对水非凡敏感,极易与水发生反应,生成二氧化碳气体,在内衬中形成气泡。另外,与内衬相粘的橡胶圆柱的活性较大,在其表面极易聚积水分,这些因素对内衬的质量有至关重要的影响。因此,在内衬制作时必须对物料进行严格的水分控制[1,2]。 2.2.脱模剂的影响 内衬浇注的模具材料是钢,为了防止胶浆与模具发生粘连,在模腔内涂刷硅脂作为脱模剂。由于手工操作,表面涂刷的硅脂很可能不均匀,加之预烘温度较低,硅脂未能熔融流平,从而使固化的内衬表面出现沟槽。 2.3.温度的影响 橡胶圆柱和模腔表面,是胶浆流动的边界。在浇注时,边界温度通常与胶浆内部温度不同,而模具内温度的热传递具有稳定的非等温性。当橡胶圆柱和模腔温度较低时,胶浆轻易在流动边界凝固,使流动路径变得狭窄、注胶量短缺,引起内衬凹痕或缺胶[3];当橡胶圆柱和模腔温度较高时,体系内含水分受蒸发聚积,很轻易形成气泡。因此,必须选择一个合适的温度,保证内衬固化后既不出现凹痕和缺胶,又没有气泡形成。 2.4.浇注工艺的影响 在常压浇注时,必须选择合适的浇注口和浇注流量。合适的浇注口可以确保胶浆能均匀地流注到模腔的各个部位;控制合适的浇注流量,可有效地避免浇注时将空气带进模腔而形成气泡。胶浆注流量大,模腔内气体无法迅速排除,也无法均匀流淌,易产生凹痕和缺胶。胶浆注流量小,则浇注时间长,模具、橡胶圆柱与胶浆之间出现较大的温度差,影响胶浆流动,极易形成气泡。 3.采取的技术措施和制作状况 3.1.水分控制 针对二氧化硅易吸附水分的特点,对其进行烘干处理。在120℃下烘若干小时后测试其含水量,结果见表1。由表可见,二氧化硅烘干4h后已不再脱水,并以此作为工艺条件,控制含水量,减少水与异氰酸酯反应生成的气体。对聚醚胶和乙二醇的含水量要控制在千分之一以下,加入分子筛密封保存,并作周期检测。粘接浇注之前,橡胶圆柱在70℃环境中的干燥时间不得低于10 h,以除去橡胶圆柱表面的水分。 3.2.模具表面处理 在模具内表面喷涂聚四氟乙烯涂层,不仅能保证模具不与内衬发生粘接,而且因聚四氟乙烯涂层均匀光滑而保证固化后的内衬表面光滑。 3.3.模具和橡胶圆柱的预热 经干燥后的橡胶圆柱装配进模具后,一同在50℃的烘箱中预热,预热时间不应少于2 h。浇注前的预热可以使胶浆很好地流注。 3.4.真空度的控制 对水和异氰酸酯反应生成的微量气体,可采取抽真空脱气。若抽真空脱气不完全。必然使胶浆中存在气泡并带入下道工序,影响内衬质量。为此,对料浆进行真空脱气试验,结果见表2。 实验表明,在相对较高的真空度下,胶浆中的气泡抽得干净,时间也用得较少。 3.5.浇注工艺控制 浇注口选择在模具口任意一点,胶浆沿着模具内壁缓慢往下流,可以减少空气的卷入,不易产生气泡和缺料;最佳浇注流量为15 g.min-1。 3.6.存放时间的控制 为了防止浇注好的内衬胶浆存有气泡,以免影响与橡胶圆柱的粘接质量,需在室温下放置一段时间,使胶浆中的气泡得以逸至表面破裂。 4.结束语 采取以上技术措施后,进行了2个批次60个产品的制作,经检验,浇注粘接合格率达到100%。同时,说明我们对内衬中气泡、凹痕、缺胶以及表面流痕的来源和形成机理的分析是准确的,采取的技术措施是有效的。 参 考 文 献 1. 李绍雄,朱占林。聚氨酯树脂。南京:江苏科技出版社,1989. 153 2. [德]G. 厄特尔。聚氨酯手册。阎家宾,吕槊贤译、校。北京:中国石化出版社,1992,16 3. [美]S. 米德尔曼。聚合物加工基础。赵得禄,徐振森译,北京:科学出版社,1984. 284 
网址:http://www.xlresin.com/resin/19/93629$2.html 原因多了材料方面:胶料流动性不好,焦烧时间太短,用料太少模具方面:模腔内各点的流动点不平衡,人往高处走,水往低处流,料也往好流的地方流啊..
工艺原因: 1、工艺制定单耗偏小; 2、工艺制定成型件规格不合理:内、外径偏大、偏小; 高度超高、偏底;长、宽尺寸不合理; 3、工艺制定压力偏小; 4、工艺制定初压偏大; 5、工艺制定上料方法不符;
工装原因 1、模具老化、模板不平; 2、型腔高度不一致; 3、结构设计不合理;如分型位置不正确; 4、模具配合间隙过大; 5、配合小; 6、注料点太粗糙及注料孔尺寸不正确;
操作原因 1、上料不到位(上错、上偏等); 2、初压过大; 3、排气次数过少; 4、脱模剂使用不当;
增加胶料的流动性,调整配方,增加混炼胶料的可塑度,还可以适当增加胶料和模具的温度,以增加胶料在模具中的流动。另外模具的配合和设备的压力也很重要。


橡胶基础知识简介
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 730 更新时间:2007-1-4 20:03:53 


通俗定义:橡胶是一种高弹性的高分子化合物(分子量一般在10万以上),因而具有其它材料所没有的高弹性.因而也称为弹性体。
橡胶的起源:由热带美洲天然的哭泪树的乳液晒干凝固而成。
橡胶的分类:天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶
顾名思义,是由天然或人工种植的橡胶树经过割胶,过滤清洗.干燥等工序加工而成
合成橡胶
将石油进行高温分解,再化学合成
合成橡胶的分类:
A 通用类:即满足一般要求的橡胶.
B 特种合成类:能满足特殊要求的橡胶.
常用通用合成橡胶包括:
1.丁苯胶: ( SBR)
丁二烯\苯乙烯 . 最早合成出的橡胶.弹性比NR稍差,耐磨和耐老化比NR好,主要用于鞋底及轮胎等.
2. 异戊胶 ( IR )
异戊二烯. 因为结构与NR一样,所以也称为人造天然胶.性质与NR类似.
3. 顺丁胶 ( BR )
丁二烯. 其弹性和耐低温性是通用胶中最好的,用于轮胎,跳跳球等.
特种合成橡胶:
1 三元乙丙胶 ( EPDM ):乙烯\丙烯\第三单体. 综合性能优良,用途广泛.
2 硅胶 ( SR 或Q ):使用温度范围最广,-120---+250℃,毒性最低.
3 氟胶 ( FKM 或 FPM ):防火.耐油.耐溶剂是所有胶中最好的.
4 聚氨酯 ( PU ) : 耐磨最好.
5 其它: PS. ACM. ECO. CPE. CSM等等。
橡胶材料的毒性
科学证明:大部分橡胶原料是低毒或无毒的.其毒性比食盐还小.只要做好防护措施,对身体是不会造成多少危害的.
橡胶混炼胶的配方知识
配方结构:
生胶: 也叫原胶,没添加其它成分.
硫化剂:将橡胶分子连接起来并使之成型的物质. 如硫磺,过氧化物等等.
促进剂: 加速硫化剂分解,促进硫化成型的物质.比如 TT. CZ等
活性剂: 加快促进剂分解,活化胶料的物质.如ZNO . SA.等等.
补强剂: 增加生胶强度的物质,如碳黑,白碳黑等.
配方举例
NBR7001 (单位:份数)
N3350生胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
防老剂RD 1
DR分散剂 1
N774碳黑 75
白碳黑 15
碳酸钙 40
DOP 12
硫磺 1.5
促进剂TT 0.5
促进剂CZ 1.5
SR 电线套管配方:
甲基乙烯基硅橡胶 100
2#气相法白碳黑 30
双二五 1
二苯基硅二醇 5
增塑剂: 也叫软化剂,降低胶料硬度用.大部分是油类,如DOP,石蜡油等等.
防老剂: 增强橡胶抵抗光,热,氧气,臭氧,紫外线等破坏的物质,如 4010-NA, RD等等.
其它:如分散剂,脱模剂,香精,发泡剂,增粘剂等.
常用胶料所适合的硫化温度胶料
胶料 硫化温度 (℃)
NR. IR 140-----160
SBR. BR. PU 150-----170
NBR.CR.FKM 160-----180
EPDM. IIR 170-----185
SR 160-----190
常见缺陷及纠正措施
一、缺料
原因:
1 模具与橡胶之间的空气无法排出.
2 称重不够.
3 压力不足.
4 胶料流动性太差.
5 模温过高,胶料焦烧.
6 胶料早期焦烧(死料).
7 料不够厚,流动不充分.
缺料的解决措施:
1.加开排气槽.
2.多排气.
3.提高压力.
4.改配方,增加胶料流动性.
5.改配方,延长焦烧时间,防止麻木.
6.增加料厚度.
二、喷霜.发白
原因:
1. 硫化不足.
2. 配合剂过量,超过橡胶的溶解度.
解决措施:
1. 延长硫时或采取二次硫化.
2. 调整配方,减少低溶解度配合剂的用量.
三、气泡.发孔
原因:
1. 硫化不足.
2. 压力不足.
3. 模内或胶料中有杂质或油污.
4. 硫化模温过高.
5. 硫化剂加少了,硫化速度太慢.
四、重皮.开裂
原因:
1. 硫化速度太快,胶流动不充分.
2. 模具脏或胶料粘污迹.
3. 隔离剂或脱模剂太多.
4. 胶料厚度不够.
解决措施:
1. 降低模温,减慢硫化速度.
2. 保持胶料.模具清洁.
3. 少用隔离剂或脱模剂.
4. 胶料够厚.
五、产品脱模破裂原因:
1. 模温过高或者硫时过长.
2. 硫化剂用量过多.
3. 脱模方法不对.
解决措施:
1. 降低模温.
2. 缩短硫时.
3. 减少硫化剂用量.
4. 喷脱模剂.
5. 采取正确的脱模方法.
五、难加工
原因:
1. 产品撕裂强度太好,(如高拉力胶).这种难加工表现为毛边撕不下来.
2. 产品强度太差,表现为毛边很脆,会连产品一起撕破.
解决措施:
1. 如果是撕不掉,就得调整配方,多填充配合剂,减小收缩率.
2. 如果是撕破,则
a 降低模温,缩短硫时.
b 减少硫化剂用量.
c 调整配方,增加胶料强度

橡胶混炼胶的配方知识
配方结构:
生胶: 也叫原胶,没添加其它成分.
硫化剂:将橡胶分子连接起来并使之成型的物质. 如硫磺,过氧化物等等.
促进剂: 加速硫化剂分解,促进硫化成型的物质.比如 TT. CZ等
中国-86resin-树脂-在线的文章概述
活性剂: 加快促进剂分解,活化胶料的物质.如ZNO . SA.等等.
补强剂: 增加生胶强度的物质,如碳黑,白碳黑等.
配方举例
NBR7001 (单位:份数)
N3350生胶 100
氧化锌 5
硬脂酸 1
防老剂RD 1
DR分散剂 1
N774碳黑 75
白碳黑 15
碳酸钙 40
DOP 12
硫磺 1.5
促进剂TT 0.5
促进剂CZ 1.5
SR 电线套管配方:
甲基乙烯基硅橡胶 100
2#气相法白碳黑 30
双二五 1
二苯基硅二醇 5
增塑剂: 也叫软化剂,降低胶料硬度用.大部分是油类,如DOP,石蜡油等等.
防老剂: 增强橡胶抵抗光,热,氧气,臭氧,紫外线等破坏的物质,如 4010-NA, RD等等.
其它:如分散剂,脱模剂,香精,发泡剂,增粘剂等.
常用胶料所适合的硫化温度胶料
胶料 硫化温度 (℃)
NR. IR 140-----160
SBR. BR. PU 150-----170
NBR.CR.FKM 160-----180
EPDM. IIR 170-----185
SR 160-----190
常见缺陷及纠正措施
一、缺料
原因:
1 模具与橡胶之间的空气无法排出.
2 称重不够.
3 压力不足.
4 胶料流动性太差.
5 模温过高,胶料焦烧.
6 胶料早期焦烧(死料).
7 料不够厚,流动不充分.
缺料的解决措施:
1.加开排气槽.
2.多排气.
3.提高压力.
4.改配方,增加胶料流动性.
5.改配方,延长焦烧时间,防止麻木.
6.增加料厚度.
二、喷霜.发白
原因:
1. 硫化不足.
2. 配合剂过量,超过橡胶的溶解度.
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解决措施:
1. 延长硫时或采取二次硫化.
2. 调整配方,减少低溶解度配合剂的用量.
三、气泡.发孔
原因:
1. 硫化不足.
2. 压力不足.
3. 模内或胶料中有杂质或油污.
4. 硫化模温过高.
5. 硫化剂加少了,硫化速度太慢.
四、重皮.开裂
原因:
1. 硫化速度太快,胶流动不充分.
2. 模具脏或胶料粘污迹.
3. 隔离剂或脱模剂太多.
4. 胶料厚度不够.
解决措施:
1. 降低模温,减慢硫化速度.
2. 保持胶料.模具清洁.
3. 少用隔离剂或脱模剂.
4. 胶料够厚.
五、产品脱模破裂原因:
1. 模温过高或者硫时过长.
2. 硫化剂用量过多.
3. 脱模方法不对.
解决措施:
1. 降低模温.
2. 缩短硫时.
3. 减少硫化剂用量.
4. 喷脱模剂.
5. 采取正确的脱模方法.
五、难加工
原因:
1. 产品撕裂强度太好,(如高拉力胶).这种难加工表现为毛边撕不下来.
2. 产品强度太差,表现为毛边很脆,会连产品一起撕破.
解决措施:
1. 如果是撕不掉,就得调整配方,多填充配合剂,减小收缩率.
2. 如果是撕破,则
a 降低模温,缩短硫时.
b 减少硫化剂用量.
c 调整配方,增加胶料强度
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