一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊及其制造方法，属于胶辊及其制备方法领域。本发明的胶辊所用胶料包括如下重量百分比的组分：乙丙橡胶50.7-58.1%，炭黑29.1-38.1%，环烷油2.5-2.9%，齐聚酯2.5-2.9%，增粘剂2.5-2.9%，流动助剂1.0-1.2%，硫化剂DCP1.9-2.2%，硫黄0.28-0.32%，促进剂BZ0.18-0.20%，促进剂DPTT0.18-0.20%；其制备步骤为：胶料混炼；缠绕包胶；硫化罐硫化和车磨加工。本发明在橡胶混炼时使各种材料间达到充分的分散融合，可以消除辊面的包胶纹路色差，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面粗糙度一致性高，满足了高档汽车板生产线对涂覆胶辊的使用要求。
【专利说明】一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涂覆胶辊及其制造方法，更具体地说，涉及一种高档汽车板生产时用于在钢板表面涂覆一层特殊润滑膜的三元乙丙橡胶涂覆胶辊及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的快速发展和家庭用汽车的普及，汽车用钢板的需求量也越来越大，带动了汽车钢板业的快速发展。但汽车钢板特别是汽车用外板和车门内板等难成型部件，在冲压成型时易产生裂纹和表面镀层脱落的现象，这不仅降低了汽车钢板的产品质量，同时还提高了汽车的生产成本。为了改善钢板的冲压成型性，降低生产成本，在汽车用钢板板带生产过程中，会在钢板的表面涂覆一层特殊的润滑膜；钢板冲压成型时这层特殊润滑膜和防锈油一起起到润滑剂的作用，避免了钢板产生裂纹和表面镀层脱落。
[0003]汽车板表面涂覆特殊润滑膜是宝钢新日铁汽车板有限公司的专有技术:先将特殊润滑液均匀地涂覆在橡胶辊表面，再转移到钢板板带表面。钢板板带对表面涂覆的这层特殊润滑膜的要求十分严格:要求膜厚约10nm，检测时以其所含的一种微量元素的含量表示，其标准范围为20±5mg/m2，润滑膜外观无色差和其他任何缺陷；此外，要求胶辊每次上线使用后可重新修磨再次使用。
[0004]一般的胶辊生产工艺，橡胶挤出包胶时胶片厚，橡胶材料在胶片断面分布上存在差异，致使加工后或在线使用一段时间后辊面出现明显的包胶纹路。此外，一般的胶辊受硫化工艺、加工方法的局限，辊面硬度和加工粗糙度差异明显，辊面残留微小缺陷，造成钢板表面涂覆特殊润滑膜时膜厚一致性差、外观色差明显。
[0005]为了生产出满足高档汽车板生产线使用要求的胶辊，必须从配方开发、生产工艺上进行突破，做到辊面硬度均匀一致(±1邵氏A)、辊面粗糙度均匀一致(±0.1 μ m)，辊面外观无包胶纹路、无微孔、微颗粒等缺陷，且胶辊内部硬度和材质分布均匀一致、无缺陷。
【发明内容】
[0006]1.发明要解决的技术问题
[0007]本发明针对现用高档汽车板生产线用涂覆胶辊存在的:a、辊面易出现包胶纹路；b、辊面粗糙度难以满足要求；c、辊面硬度一致性差等问题，从配方设计、包胶工艺、硫化工艺、车磨工艺等方面出发，提供了一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊及其制造方法，本发明提供的技术方案解决了上述问题，满足了高档汽车板生产线对涂覆胶辊的使用要求。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0010]本发明的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊，该胶辊所用胶料包括如下重量百分比的组分:
[0011]乙丙橡胶50.7—58.1%
炭黑29.1 —38.1%
环烷油2.5—2.9%
齐聚酯2.5—2.9%
增粘剂2.5—2.9%
流动助剂1.0—1.2%
硫化剂 DCP1.9-2.2%
硫黄0.28—0.32%
促进剂 BZ0.18—0.20%
促进剂 DPTT0.18—0.20%
[0012]更进一步地，所述的乙丙橡胶采用吉化4045三元乙丙橡胶，所述的炭黑采用卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑。
[0013]本发明的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其步骤为:
[0014]a)胶料混炼:将乙丙橡胶置于密炼机中塑炼70-90S，然后加入增粘剂、流动助剂混炼40-50s，再加入炭黑、环烷油、齐聚酯密炼90-100S后提栓，100-120s后排胶，排胶温度为120-130°C ;混炼母胶停放24h后进行二段加硫，将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后加入硫黄、促进剂BZ、促进剂DPTT、硫化剂DCP，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料打2-3个三角包和3个卷后出条待用；其中，上述各组分的重量百分比为:乙丙橡胶50.7-58.1%，炭黑29.1-38.1%，环烷油2.5-2.9%，齐聚酯
2.5-2.9%，增粘剂 2.5-2.9%，流动助剂 1.0-1.2%，硫化剂 DCP1.9-2.2%，硫黄 0.28-0.32%，促进剂 ΒΖ0.18-0.20%，促进剂 DPTT0.18-0.20% ；
[0015]b)缠绕包胶:将步骤a)中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机，该螺杆挤出机的口型为薄片形，通过薄片形口型挤出厚度为2-3mm的薄胶片，待薄胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片逐层缠绕包在准备好的金属辊芯上，直到包胶单边厚度达到26-27mm，包胶完毕，在胶面上缠绕尼龙水布；
[0016]c)硫化罐硫化:将步骤b)中包父完毕的父棍送入硫化罐，关闭罐门后，往硫化罐中通入蒸汽并采用阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化的方式进行硫化，通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在0.5h内达到4.5-5大气压；
[0017]d)车磨加工:将步骤c)中硫化完毕的胶辊在室内自然冷却到室温，先将该胶辊在车床上进行粗加工，再转移到震荡磨床上用震荡磨头，采用外圆湿磨的方式进行精加工。
[0018]作为本发明制造方法的更进一步改进，步骤a)中将乙丙橡胶置于密炼机中塑炼80s,然后加入增粘剂、流动助剂混炼45s，再加入炭黑、环烷油、齐聚酯密炼95s后提栓，1lOs后排胶，排胶温度设为125°C。
[0019]作为本发明制造方法的更进一步改进，步骤b)中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机之前，需将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50°C、60°C和50°C ;包胶过程中控制挤出薄胶片温度≤95°C。[0020]作为本发明制造方法的更进一步改进，步骤c)中阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化程序为:首先升温到65-75°C，在65-75°C保温2h ;再升温到90-100°C，在90-100°C保温Ih ;再升温到120-130°C，在120-130°C保温Ih ;再升温到150_160°C，在150_160°C保温5h。
[0021]作为本发明制造方法的更进一步改进，步骤c)中整个加热硫化过程硫化罐内压力均保持4.5-5大气压。
[0022]3.有益效果
[0023]采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果:
[0024](I)本发明的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊，其使用的炭黑与乙丙橡胶的相容性好，易于分散，避免了炭黑分散不均匀造成胶料性能差异和加工后辊面出现包胶纹路现象，确保了配方组分材料进行充分的融和、分散；
[0025](2)本发明的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其螺杆挤出机采用薄片形口型，降低了挤出过程中胶片断面不同位置受到阻力的差异性，使挤出胶片材料分布均匀，胶片包胶过程中层与层之间粘合性好、材料分散一致；[0026](3)本发明的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，采用阶梯逐步升温、保温长时间硫化的方式，胶辊内部和表面硫化程度均匀一致，材料性能一致；补充压缩空气，保证了硫化罐内有足够的压力，增大了胶层与胶层以及胶层与辊芯之间的粘结强度，橡胶硫化过程中产生的小分子气体缓慢的排出胶料内部，防止胶层出现气孔；
[0027](4)本发明的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊及其制造方法，从配方开发、生产工艺上进行突破，在橡胶混炼时使各种材料间达到充分的分散融合，可以消除辊面的包胶纹路色差，胶辊内外硬度(辊面硬度72-73邵氏A)、材料分布一致性高，辊面粗糙度一致性高(辊面粗糙度0.9±0.1 μ m),实际生产试验多次使用修磨后辊面硬度仍为72-73邵氏A，满足了高档汽车板生产线对胶辊的使用要求。
【具体实施方式】
[0028]为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0029]实施例1
[0030]本实施例中的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊，规格为Φ300X Φ260X2270，其所用胶料包括如下重量百分比的组分:
[0031]乙丙橡胶50.7%
炭黑36.48%
环烷油2.9%
齐聚酯2.9%
增粘剂2.9%
流动助剂1.2%
硫化剂DCP2.2%
硫黄0.32%
促进剂BZ0.20%
促进剂DPTT0.20%
[0032]根据设计配方要求，乙丙橡胶是吉化4045三元乙丙橡胶，填充补强材料炭黑是卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑，环烷油是上海罗博润滑剂有限公司生产的环烷基橡胶油，齐聚酯是西安有机化工厂生产的液体橡胶交联剂，增粘剂是德国DOG公司生产的501树脂，流动助剂是元庆国际贸易有限公司代理的Deoflow S，硫化剂DCP是太仓塑料助剂厂有限公司生产的架桥剂，硫黄是安庆市化工助剂厂生产的200目硫黄粉，促进剂BZ是濮阳蔚林化工股份有限公司生产的二丁基二硫代氨基甲酸锌，促进剂DPTT是濮阳蔚林化工股份有限公司生产的四硫化双戊撑秋兰姆。
[0033]本配方中使用的填充补`强材料是卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑，卡博特炭黑和主体材料吉化4045三元乙丙橡胶的相容性好，易于分散，避免了炭黑分散不均匀造成胶料性能差异和加工后辊面出现包胶纹路，确保了每种材料进行充分的融和、分散。
[0034]采用上述组分及其百分比含量的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊，其制备方法如下:
[0035]a)胶料混炼:将乙丙橡胶置于密炼机中塑炼70s，然后加入增粘剂、流动助剂混炼50s，再加入炭黑、环烷油、齐聚酯密炼90s后提栓，120s后排胶，排胶温度为120°C ;混炼母胶停放24h后进行二段加硫，将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后加入硫黄、促进剂BZ、促进剂DPTT、硫化剂DCP，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料打2个三角包和3个卷后出条待用；
[0036]b)缠绕包胶:先将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50°C、6(TC和50°C，然后将步骤a)中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机，该螺杆挤出机的口型为薄片形，此种口型降低了挤出过程中胶片断面不同位置受到阻力的差异性，使挤出胶片材料分布均匀，胶片包胶过程中层与层之间粘合性好、材料分散一致。通过薄片形口型挤出厚度为2_的薄胶片，待薄胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片逐层缠绕包在已经过辊芯喷砂一汽油清洗(干燥)一涂刷胶粘剂一干燥预处理的金属辊芯上，直到包胶单边厚度达到26mm，包胶过程中控制挤出薄胶片温度< 94°C，包胶完毕，在胶面上缠绕2层尼龙水布；
[0037]c)硫化iip硫化:将步骤b)中包I父完毕的I父棍送入硫化iip，关闭iip门后，往硫化iip中通入蒸汽并采用阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化的方式进行硫化，采用此种方式能够使得胶辊内部和表面硫化程度均匀一致，材料性能一致。本实施例中具体加热硫化程序为:首先升温到65°C，在65°C保温2h ;再升温到100°C，在100°C保温Ih ;再升温到120°C，在120°C保温Ih ;再升温到160°C，在160°C保温5h。通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在0.5h内达到4.5大气压；且整个加热硫化过程硫化罐内压力均保持4.5大气压。
[0038]此处值得说明的是，一般的硫化工艺，短时间内(0.5h)硫化罐内达到硫化温度，胶辊表面橡胶已开始硫化，由于橡胶传热慢，胶辊内部还没达到硫化温度，致使胶辊内部和表面硫化程度不一致，橡胶材料性能差异明显；并且由于罐内压力低，橡胶硫化过程中产生的小分子气体快速扩散出橡胶内部，造成橡胶内部出现气孔。补充压缩空气，保证了硫化罐内有足够的压力，增大了胶层与胶层以及胶层与辊芯之间的粘结强度，橡胶硫化过程中产生的小分子气体缓慢的排出胶料内部，能够防止胶层出现气孔。
[0039]d)车磨加工:将步骤c)中硫化完毕的胶辊在室内自然冷却到室温，先将该胶辊在车床上进行粗加工至直径300.5mm，粗糙度1.2 μ m，再转移到震荡磨床上用震荡磨头，采用外圆湿磨的方式进行精加工，加工至胶辊直径300 ± 0.1mm，辊面粗糙度0.9 ± 0.1 μ m。本实施例采用震荡磨头、外圆湿磨的加工方式对粗加工后的辊面进行精加工，使辊面粗糙度高度一致，消除辊面可视色差纹路。
[0040]本实施例中制备所得的高档汽车板生产线用涂覆胶辊的材料性能测试数据如表1所示:
【权利要求】
1.一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊，其特征在于:该胶辊所用胶料包括如下重量百分比的组分:乙丙橡胶50.7—58.1%炭黑29.1—38.1%环烷油2.5—2.9%齐聚酯2.5—2.9%增粘剂2.5—2.9%流动助剂1.0 — 1.2%硫化剂 DCP1.9-2.2%硫黄0.28—0.32%促进剂 BZ0.18—0.20%促进剂 DPTT0.18—0.20%
2.根据权利要求1所述的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊，其特征在于:所述的乙丙橡胶采用吉化4045三元乙丙橡胶，所述的炭黑采用卡博特N330高耐磨炭黑和N660通用炭黑O
3.一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其步骤为: a)胶料混炼:将乙丙橡胶置于密炼机中塑炼70-90S，然后加入增粘剂、流动助剂混炼40-50s，再加入炭黑、环烷油、齐聚酯密炼90-100S后提栓，100-120s后排胶，排胶温度为120-130°C ;混炼母胶停放24h后进行二段加硫，将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上，待母炼胶包辊表面光滑平整后加入硫黄、促进剂BZ、促进剂DPTT、硫化剂DCP，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料打2-3个三角包和3个卷后出条待用；其中，上述各组分的重量百分比为:乙丙橡胶50.7-58.1%，炭黑29.1-38.1%，环烷油2.5-2.9%，齐聚酯2.5-2.9%，增粘剂 2.5-2.9%，流动助剂 1.0-1.2%，硫化剂 DCP1.9-2.2%，硫黄 0.28-0.32%，促进剂 ΒΖ0.18-0.20%，促进剂 DPTT0.18-0.20% ； b)缠绕包胶:将步骤a)中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机，该螺杆挤出机的口型为薄片形，通过薄片形口型挤出厚度为2-3mm的薄胶片，待薄胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片逐层缠绕包在准备好的金属辊芯上，直到包胶单边厚度达到26-27mm，包胶完毕，在胶面上缠绕尼龙水布； c)硫化iip硫化:将步骤b)中包I父完毕的I父棍送入硫化iip，关闭iip门后，往硫化iip中通入蒸汽并采用阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化的方式进行硫化，通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在0.5h内达到4.5-5大气压； d)车磨加工:将步骤c)中硫化完毕的胶辊在室内自然冷却到室温，先将该胶辊在车床上进行粗加工，再转移到震荡磨床上用震荡磨头，采用外圆湿磨的方式进行精加工。
4.根据权利要求3所述的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其特征在于:步骤a)中将乙丙橡胶置于密炼机中塑炼80s，然后加入增粘剂、流动助剂混炼45s，再加入炭黑、环烷油、齐 聚酯密炼95s后提栓，IlOs后排胶，排胶温度设为125°C。
5. 根据权利要求4所述的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其特征在于:步骤b)中二段加硫混炼好的胶料喂入螺杆挤出机之前，需将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头设备温度分别预热到50°C、60°C和50°C ;包胶过程中控制挤出薄胶片温度< 95°C。
6.根据权利要求4或5所述的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其特征在于:步骤c)中阶梯逐步升温、保温长时间加热硫化程序为:首先升温到65-75°C，在65-75 V保温2h ;再升温到90-100 V，在90-100 V保温Ih ;再升温到120-130 V，在120-130°C保温 Ih ;再升温到 150-160。。，在 150_1601:保温511。
7.根据权利要求6所述的一种高档汽车板生产线用涂覆胶辊的制造方法，其特征在于:步骤c)中整个加热硫化过程硫化罐内压力均保持4.5-5大气压。
【文档编号】B29B7/00GK103613861SQ201310584983
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】徐海潮, 戎启虎, 朱文华, 吴润生, 高剑, 刘朴, 林上辉, 姚建庆, 王鲁 申请人:南京金三力橡塑有限公司, 宝钢新日铁汽车板有限公司