密炼机橡胶混炼工艺的瞬时功率控制法

周立伟

摘要：混炼是生产橡胶过程中嚴重要的环节，目的是把生胶和其他原料混合均匀，制作成混炼胶。混炼工艺直接影响橡胶制品的性能。湿法混炼相比传统的干法混炼，克服了粉尘污染、能耗大等缺点，且制成品性能也优于干法混炼做成的橡胶制品。本次论述分析了湿法混炼的优势、技术方案以及炭黑混炼、白炭黑混炼、石墨烯混炼以及其他填充物的湿法混炼硏究进程，对充分发挥湿法混炼节能环保、白炭黑填充霣高、橡胶制品性能好的技术特点具有积极意义。有利于我国橡晈生产企业进行技术升级，提高生产效率，提升产品性能，促进全社会的节能减排。

关键词：湿法混炼；天然橡胶；白炭黑：炭黑；橡胶轮胎

前言

简单来说，湿法混炼是将炭黑、白炭黑等填充物制成水分散体，经过液态融合、凝聚、脱水、干操等步骤生产像胶的方式。早在20年前，德国就开发了这项技术。在我国，东北助剂公司是最先生产橡胶促进剂的公司，自湿法混炼技术出现后一直保持高度关注。

1湿法混炼的优势

1.1绿色工艺，节能环保

与传统的干法混炼相比，湿法混炼技术通过连续混炼，将整个程序简化，降低了在设备、人力和资源上的投入，大大减少了炼制成本，对水资源以及废旧物资实现了再利用，给企业的全面发展带来了巨大的经济效益与社会效益。根据我国橡协中心的相关检测报告，湿法比干法的能源消耗平均低了30%。普通像胶工厂生产一吨混炼像胶的耗电量为400kW.h，我国仅生产轮胎对橡胶的年需求量就有560万t。因此使用湿法混炼技术能够带来非常可观的节能效益。

1.2白炭黑含量增加，制造绿色轮胎

绿色轮胎是指通过提高白炭黑的填充量，能够降低轮胎15%-20%的滚动阻力，可节省汽车耗油量的5%-7%，从而降低CO：的排放量。传统的混炼技术添加白炭黑的能力较低，湿法混炼技术能在液态条件中提高白炭黑的添加量。目前，我国的企业可以做到在100份天然橡胶中添加5060份白炭黑，远远高于传统方法的30份添加极限。

1.3增强橄胶性能

据我国橡协中心的检测与实验发现，湿法像胶中炭黑的分散度比干法高出一到两个级别，并且湿法混炼中未经塑炼的分子量较高，炼制的橡胶有明显的性能提升：拉伸强度达到25MPa，比干法混炼的20MPa提高了20%；弹性比干法提高了15%^-20%；生热下降了20%}30%；抗撕裂及耐切割的能力具有明显提高；门尼站度降低约10个门尼值，提高了橡胶的加工性能。

2湿法混炼的主要技术

湿法混炼技术生产橡胶具备诸多优势，在日常的混炼生产中，为了提高生产效率，实现智能化、自动化生产，我国的橡胶生产企业还研发了以下技术：利用化学和物理的方式，将白炭黑制成亲水亲油的水分散体，在特制的混合器中与改性过的胶乳充分混合；在絮凝工段实用新型的无酸工艺，大幅减少生产中的废水排放，生产用水减少50%，并将该工段需要的占地面积大幅减少；使用热风干燥的新技术，通过挤压的方式进行脱水、干燥以及造粒，烘干时间节约了一半；生产线自动化技术，自动完成称量、压块和包装工作。湿法混炼自动化生产技术包含动态共沉、无酸絮凝、热风干噪及自动化技术，将橡胶生产从传统的农机作业转向工业化的机械自动生产模式，可以降低成本，芍约能源，减少工业三废的排放，是橡胶生产技术革命性的突破，拥有巨大的经济效益与社会效益，市场应用前景广阔。

3湿法混炼的研究进程

3.1炭黑混炼

炭黑是最早的橡胶混炼填充材料。到了2001年发展到连续液态混炼技术，将粒体炭黑加人到填料液中，用高压的方式射人到乳胶凝聚器中，使炭黑和乳胶进行强力融合。使用这种方法混炼的橡胶材料。特点是炭黑分散度高、抗切割性以及耐磨性较好。目前我国在炭黑混炼最新的成果是：第一点，炭黑在水介质的分散程度有很大程度的提高；第二点，连续脱水技术实现了高炭黑填充的脱水处理；第三点，一体化生产，利用炭黑生产产生的CO对混炼进行絮凝，产生的热量用于干噪脱水，达到了资源的循环利用，提高了资源的利用率，减少了排放量。

3.2白炭黑混炼

使用白炭黑填充制作的轮胎相比炭黑填充，具有滚动阻力更小、胶料滞后损失更低、杭湿抗滑能力更强的优点。白炭黑填充补强的橡胶轮胎被称之为绿色轮胎。白炭黑通过湿法混炼在水中分散，和乳胶充分融合。和干法混炼相比，具有低污染、低能耗、效果佳的优势。湿法混炼技术解决了白炭黑和像胶间相互作用弱的技术难题，为制作绿色轮胎提供了技术保障。

目前，白炭黑的湿法混炼技术分为三种：乳液共沉法、乳液共凝法和溶胶一凝胶法。乳液共沉法工艺最简单，是目前应用最广泛的混炼技术，通过使用分散剂、偶联剂与防沉剂，让白炭黑在水介质中分布均匀，通过机械力和乳胶融合。与共沉法不同，乳液共凝法选用的白炭黑在乳液状态下直接使用，不经过干燥程序，性能上可以得到大幅提升。溶胶一凝胶法分为两个步骤：第一步把前驱体注人像胶的基体；第二步进行水解与缩合反应，生成白炭黑粒子。通过这种方法白黑炭分布均匀，性能最好，是最新的技术思路。

3.3石墨烯混炼

通过湿法混炼把石墨烯填充到橡胶中，能改善石墨烯和橡胶的结合性，并且不需要添加有机溶剂，对环境的破坏较小，有利于绿色生产。乳液共沉法制作的复合材料导电性及导热性更好，通过机械混合法制作的材料无法形成网络结构，性能较差。经相关研究发现，通过热压硫化使石墨烯围绕橡胶粒子形成隔离网，而进行机械混合会将石墨烯网络破坏，会形成石墨烯分布均匀的橡胶材料。

3.4其他添加物混炼

目前，我国的湿法混炼对其他填充物也有很大的突破，高岭土、稀土等填充物进行湿法混炼也有很大进展，具体的研究成果有：稀土与高岭土掺杂界面稳定，在NR基体中分布均匀；填充硫可以增加橡胶的拉伸强度；错化合物可以明显提高对高岭土的掺杂改性能效。

4结束语

现阶段，我国的湿法混炼技术已经具有重大突破，取得了许多成就。首先，对不同的水乳液配置方式进行了研究，优化了湿法混炼的配方；其次，对后期处理工艺进行了探究；最后，多家企业设计了自动化的湿法混炼生产线，并取得了良好的效果。

参考文献：

[1]吴学斌何磊.优化混炼工艺降低混炼能耗[J].橡胶科技市场.2009(07)

[2]刘强赵建林单震等.中心分流式低温一步法混炼工艺[J].橡胶科技.2014(05)