一种液态橡胶混炼的生产装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶加工领域，具体涉及一种液态橡胶混炼的生产装置及其方法。
【背景技术】
[0002] 橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造 的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎、垫圈等，遂成为重要经济作物。橡胶按原料分 为天然橡胶和合成橡胶；按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的 胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将 乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。
[0003] 现代橡胶工业最普遍的炼胶工艺流程为：将橡胶与其配合的补强剂、硫化剂、促进 剂、防老剂、软化剂、填充剂等混合揉捏成混炼胶半成品。自从1844年美国发明家查理?古 德伊尔发明了硫化橡胶技术以来，一直遵循如下大致工艺流程：树割乳胶一烘干成干胶一 塑炼一混炼，混炼时加入硫磺、补强剂、防老剂、软化剂、填料及促进剂等配剂，最后得到成 品，硫化是其中的最后一道加工工序。硫化就是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型结构 转变为网状结构的交联过程。然而，这种传统工艺对于天然橡胶来说存在三方面的问题：
[0004] (1)所制得的产品无法达到80%以上的高回弹率，且邵氏硬度高于38度，拉伸强 度低于28MPa，因此，所制得的产品回弹率低、硬度高、拉伸强度低，其综合性能欠佳，无法应 用于离散元冲击磨耗很大的矿山耐磨配件；
[0005] (2)在混炼过程中，作为补强剂的的炭黑及其他粉状配料对环境会造成一定程度 上的污染，从而影响操作人员的身体健康；
[0006] (3)在塑炼和混炼这两道工序中，所消耗的能量太大。
[0007] 为解决上述问题，国外采用液态乳胶、乳化白炭黑、乳化硫磺、乳化促进剂、乳化防 老剂等配剂在液态状态下充分搅拌混合，该过程即称为液态混炼，最后干燥后获得良好性 能的橡胶，且回弹率达到80%，邵氏硬度为38度，拉伸强度为25MPa。
[0008] 然而，白炭黑作为补强剂的效果远不如黑炭黑。但是，如果将黑炭黑作为补强剂 加入到乳胶中，乳胶则会迅速破乳凝固，从而导致无法再继续混合搅拌；另外，上述国外采 用的工艺流程中，干燥工序是在常温常压下利用微波或蒸汽经交换器产生的热辐射加热到 KKTC左右的条件下进行的，然而，100°C的高温对乳胶里的有益成分起到破坏作用，且热效 率低。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种液态橡胶混炼的生产装置及其方法，与现有技术相 比，其能耗小、污染小、可使黑炭黑在液态乳胶中具有很好的分散效果，所生产出来的橡胶 具有高弹性、低硬度、高扯断伸长率及高拉伸强度等优异的综合性能。
[0010] 为实现上述目的，本液态橡胶混炼的生产装置，包括依次连接的原料加工和计量 装置、混料输出装置以及产品脱水和干燥装置，所述的混料输出装置包括宽展挤出摸头、混 凝胶挤出机、混凝胶储罐和静态混合器；所述静态混合器的上端与原料加工和计量装置相 连，其下端与混凝胶储罐相连；所述混凝胶储罐的下端与混凝胶挤出机相连；所述宽展挤 出摸头的左端与混凝胶挤出机相连，其右端与产品脱水和干燥装置相连。
[0011] 优选的，所述的静态混合器为管道式静态混合器。
[0012] 优选的，所述的混凝胶挤出机为螺杆式、齿轮式和隔膜式中的一种。
[0013] 优选的，所述的原料加工和计量装置包括混合乳胶液定量泵、炭黑乳化液定量泵、 炭黑乳化磨、炭黑计量罐、硫化剂乳化磨、硫化剂计量罐、防老剂乳化磨、防老剂计量罐、促 进剂乳化磨、促进剂计量罐、防焦剂乳化磨、防焦剂计量罐、乳胶计量罐、乳胶储藏罐、乳胶 输送泵、乳剂混合计量罐和混合胶液输送泵，所述炭黑乳化磨、硫化剂乳化磨、防老剂乳化 磨、促进剂乳化磨及防焦剂乳化磨的下端分别与炭黑计量罐、硫化剂计量罐、防老剂计量 罐、促进剂计量罐及防焦剂计量罐的上端相连；所述乳胶储藏罐的下端通过乳胶输送泵与 乳胶计量罐的上端相连；所述炭黑计量罐的下端与炭黑乳化液定量泵相连；所述硫化剂计 量罐、防老剂计量罐、促进剂计量罐、防焦剂计量罐及乳胶计量罐的下端均与乳剂混合计量 罐的上端相连；所述乳剂混合计量罐的下端通过混合胶液输送泵与混合乳胶液定量泵相 连；所述混合乳胶液定量泵和炭黑乳化液定量泵与静态混合器的上端并联。
[0014] 优选的，所述的炭黑乳化磨、硫化剂乳化磨、防老剂乳化磨、促进剂乳化磨及防焦 剂乳化磨为真空篮式砂磨机。
[0015] 优选的，所述的乳胶输送泵为隔膜泵、活塞泵和蠕动泵中的一种。
[0016] 优选的，所述的产品脱水和干燥装置包括混炼胶装载车、混炼胶输出泵、微波干燥 炉、集水槽和脱水机，所述集水槽放置在脱水机的下方；所述微波干燥炉内部的传输带从左 至右贯穿于脱水机与混炼胶输出泵之间；所述混炼胶装载车位于混炼胶输出泵的下方；所 述脱水机与宽展挤出摸头的右端相连。
[0017] 本发明还提供了一种液态橡胶混炼的方法，步骤如下：
[0018] 步骤1、将乳胶、硫化剂、防老剂、防焦剂及促进剂通过原料加工与计量装置均匀混 合成混合乳液；
[0019] 步骤2、混合乳液与乳化充分的黑炭黑乳液高速进入混料输出装置中的静态混合 器，混合、凝结成含大量水分可流动的混炼橡胶进入到混凝胶储罐；
[0020] 步骤3、凝结后的含水混炼橡胶由混凝胶挤出机将其通过宽展挤出摸头挤成片带 状的混凝胶；
[0021] 步骤4、挤成片带状的混凝胶再由脱水机挤出大部水分，进入微波干燥炉干燥后输 出，得到合格产品。
[0022] 优选的，所述的静态混合器内的混合乳液和炭黑乳液混合时的流速大于5m/s，温 度小于70°C。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
[0024] (1)适用于液态橡胶的混炼生产加工，从而避免了炭黑及其他粉状配料对环境造 成的污染；
[0025] (2)当黑炭黑作为补强剂加入到乳胶中时，本发明的静态混合器，可以防止乳胶迅 速破乳凝固的问题，从而可使黑炭黑在液态乳胶中具有很好的分散效果；
[0026] (3)本发明的产品脱水和干燥装置中，微波干燥炉设定温度低于70°C，与国外技 术相比，其干燥温度低，从而防止高温对乳胶里的有益成分的破坏，而且其热效率高，从而 使得整个生产装置能耗低；
[0027] (4)该生产装置生产出来的橡胶具有高弹性、低硬度、高扯断伸长率及高拉伸强度 等优异的综合性能。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的整体示意图；
[0029] 图2是本发明中原料加工和计量装置的结构示意图；
[0030] 图3是本发明中混料输出装置的结构示意图；
[0031] 图4是本发明中产品脱水和干燥装置的结构示意图；
[0032] 图中：1、原料加工和计量装置，2、混料输出装置，3、脱水和干燥装置，4、混合乳胶 液定量泵，5、炭黑乳化液定量泵，6、炭黑乳化磨，7、炭黑计量罐，8、硫化剂乳化磨、9、硫化剂 计量罐，10、防老剂乳化磨，11、防老剂计量罐，12、促进剂乳化磨，13、促进剂计量罐，14、防 焦剂乳化磨，15、防焦剂计量罐，16、乳胶计量罐，17、乳胶储藏罐，18、乳胶输送泵，19、乳剂 混合计量罐，20、混合胶液输送泵，21、混炼胶装载车，22、混炼胶输出泵，23、微波干燥炉， 24、集水槽，25、脱水机，26、宽展挤出摸头，27、混凝胶挤出机，28、混凝胶储罐，29、静态混合 器。
【具体实施方式】
[0033] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0034] 如图1所示，本液态橡胶混炼的生产装置，包括依次连接的原料加工和计量装置 1、混料输出装置2以及产品脱水和干燥装置3。如图3所示，混料输出装置2包括宽展挤出 摸头26、混凝胶挤出机27、混凝胶储罐28和静态混合器29 ;所述静态混合器29的上端与 原料加工和计量装置1相连，其下端与混凝胶储罐28相连；所述混凝胶储罐28的下端与混 凝胶挤出机27相连；所述宽展挤出摸头26的左端与混凝胶挤出机27相连，其右端与产品 脱水和干燥装置3相连。
[0035] 所述的静态混合器29可以为管道式静态混合器，也可以为SV型静态混合器、SK型 静态混合器、SX型静态混合器、SH型静态混合器以及SH型静态混合器。本发明中选用的 是管道式静态混合器，因为管道式静态混合器与另外5种静态混合器相比，具有更高效、快 速、低能耗、扩散效果佳等优点。
[0036] 所述的混凝胶挤出机27可以为螺杆式、齿轮式和隔膜式中的一种。
[0037] 如图2所示，本发明中的原料加工和计量装置1包括混合乳胶液定量泵4、炭黑乳 化液定量泵5、炭黑乳化磨6、炭黑计量罐7、硫化剂乳化磨8、硫化剂计量罐9、防老剂乳化 磨10、防老剂计量罐11、促进剂乳化磨12、促进剂计量罐13、防焦剂乳化磨14、