[實用新型]一種橡膠動態擠出成型裝置

有效

• 申請號: 201720465346.8
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN206855954U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 焦冬梅;宗殿瑞;邊慧光;楊衛民
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B29C47/00
• 分類號: B29C47/00
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所(普通合伙)11259
• 代理人: 陳磊

技術領域

本實用新型涉及橡膠加工技術領域，特別涉及一種橡膠動態擠出成型裝置。

背景技術

現有技術中的橡膠擠出成型方法是在螺桿提供穩定擠出壓力下進行靜態擠出，由于橡膠分子鏈長，柔順性好，應變應力松弛明顯，彈性回復對流動性的影響，會造成粘度高，流動性差的明顯缺點，為促進其流動需要提高擠出時的壓力，或者適當提高喂料段、塑化段、擠出段及機頭的溫度。擠出壓力的提高對設備提出了更高的強度和剛度、動力的要求，溫度的提高對加熱介質提出了更高的要求，并且過高的溫度有可能造成膠料的早期硫化，使生產無法繼續，傳統的靜態成型方法會造成能耗高、設備動力要求高、生產成本高的缺陷。

在塑料擠出成型生產過程中，現有技術中存在振動施加在成型過程中的技術方案，橡膠和塑料兩種材料雖都屬于高分子材料，但兩者之間存在著典型的不同。(1)分子結構、分子量分布不同，橡膠多為非極性高聚物，分子鏈多含有雙鍵，分子量比塑料大，且分子量分布比塑料寬。橡膠分子鏈鏈節短，鏈節多，柔順性要優于塑料，變形量大彈性大，由彈性恢復引起的擠出脹大行為明顯；(2)橡膠的流動粘度要高于塑料，流動性差，本質是達到10⁵以上的分子量，分子間作用力增加，分子鏈運動克服阻力增加，流動困難，故用橡膠材料來成型比塑料成型要困難的多，橡膠的壁面黏附性強，橡膠的應變滯后明顯；(3)橡膠流動時壓力損失要大于塑料，橡膠擠出脹大行為、剪切生熱、擠出物表面狀態都與壓力損失有直接的關系，所以橡膠振動擠出成型工藝與塑料振動擠出工藝完全不同。本實用新型起初也嘗試過將塑料動態擠出裝置應用到橡膠擠出成型中，但是最終因為上述的橡膠流動性差、壁面黏附性強等原因，橡膠成型極其困難，因此實用新型人甚至一度放棄了在橡膠擠出成型過程中疊加振動場的想法，但是在研究的過程中我們欣喜的發現，本實用新型采用特定的裝置能夠實現橡膠的動態擠出，并且能夠降低擠出壓力和能耗，得到高質量的橡膠成型產品。

實用新型內容

為了解決現有技術中的橡膠流動性差、成型困難的問題，本實用新型提供了一種橡膠動態擠出成型裝置和方法。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種橡膠動態擠出成型裝置，包括橡膠冷喂料擠出機、滑環、振動套筒、振動連接板、口模及振動系統，其中，振動系統與振動連接板相連，口模固定安裝在振動連接板上，振動套筒中間具有空腔，滑環內開設中空通道，滑環的一端通過連接環與橡膠冷喂料螺桿擠出機 固定連接，另一端端側圓周上設有第一凸緣，外側圓周上設有第二凸緣，振動套筒前端與第一凸緣間隙配合，第二凸緣上安裝彈性環，該彈性環與振動套筒的前端端面相接觸，第一凸緣沿圓周方向開設凹槽，在凹槽內嵌入襯套，并且在振動套前端端面安裝壓環加固襯套，振動套筒后端與振動連接板固定連接，滑環中空通道、振動套筒內腔、振動連接板開設的通孔以及口模模腔同軸線設置并依次對應形成橡膠流動通道。

本實用新型滑環與振動套筒的結構設置能夠使膠料在滑環中空通道、振動套筒內腔、振動連接板開設的通孔以及口模模腔形成的通道內產生與液壓振動系統同頻率、振幅、同方向的周期性的振動擠壓；在振動過程中膠料的流動狀態發生改變，膠料與金屬壁面的粘附作用發生改變，自由空間體積反復壓縮舒張，改變了膠料松弛時間，彈性回復加快，排氣性變好，流動性變好，流動阻力下降，擠出壓力下降，降低能耗。

振動場的疊加位置的選擇也非常重要，本實用新型通過創造性的實驗發現振動場疊加在擠出機頭位置最佳：如果在螺桿部分疊加振動，由于橡膠擠出機螺桿長徑比比塑料擠出機大，膠料在機筒內移動行程長，會使疊加的振動衰減明顯，到機頭部分對膠料流動性影響效果減弱；螺桿部分疊加振動，振動能量被膠料吸收，轉化為熱能，在一定程度上會提高混煉膠的溫度，過高的膠溫會引起早期硫化，不利于橡膠的軟化；螺桿部分疊加振動，改變膠料與機筒金屬壁間的黏附關系，表層膠料與壁面速度加快，降低了膠料的剪切作用，不利于膠料的軟化。

橡膠動態擠出成型裝置還包括導向機構，導向機構的一端與振動連接板固定連接，另一端與連接環間隙配合；更能確保模腔、振動套筒和滑環在振動系統的作用下產生與液壓振動系統同頻率、振幅、同方向的振動。

橡膠動態擠出成型裝置設置的壓環與滑環螺紋連接，壓環的內徑的大小與滑環中空通道的大小相等。

作為優選，所述振動套筒前端與第一凸緣間隙配合的間隙大小為0.03mm。