本发明涉及材料混合领域,具体为一种用于将短纤材料与橡胶原料进行均匀混合的混合装置及其使用方法。
背景技术:
1、将短纤维用于橡胶产品的历史由来已久,最早是由美国孟山都公司在1972年将其应用于胶管当中,提升了胶管的强度和韧性。经过近50年的发展,将短纤维应用到橡胶产品中已经十分广泛,比如轮胎的胎面胶与胎侧胶、传输带、鞋底胶等等。将纤维应用于橡胶中主要有两种情况,一是把纤维用作骨架材料,利用其高强度,低密度的特性提高材料的耐磨性,耐冲击性,降低质量。二是将短纤维直接应用于橡胶配方当中,作为补强填料来改善天然橡胶的物理性能。
2、目前在橡胶配方中加入的短纤维主要有芳纶纤维、碳纤维和锦纶纤维等,由于短纤维具有较小的相对密度,添加适量短纤维,不仅增强了橡胶的力学性能,还会在一定程度上减轻橡胶产品的质量。所以在橡胶原料中加入短纤的方法被广泛应用在轮胎、传送带、胶管等橡胶制品中。
3、众所周知,橡胶产品在生产过程中需要先进行密炼工艺,密炼工艺就是借助机械外力将橡胶原料与其他原料进行充分混合,然后再进行硫化工艺将橡胶的形状固化下来。而现有的在橡胶配方中加入的短纤维的方法一般是,在密炼工艺中将短纤维加入到橡胶原料中,通过密炼机的剪切和混合作用将橡胶与短纤维进行混合。其具体方案有两种,一种是将橡胶原料与短纤维同时加入密炼机中进行混合后排出;另一种方案是将密炼工艺分成两段,先将橡胶原料加入一段密炼机中进行破碎和粉碎,然后在与短纤维同时加入二段密炼机中进行二次密炼,二次密炼中进行混合后排出。
4、以上两种方案都存在以下技术问题,导致混合效果不理想。
5、1、短纤维属于轻质羽状物料,橡胶粘度很大,很难将短纤维挤入橡胶中进行混合;
6、2、短纤维加入橡胶中一般是作为增强材料使用,其用量很少,以轮胎生产为例,一般轮胎橡胶原料中短纤的添加份数为1phr左右,这么少量的短纤维与大量的橡胶原料很难充分均匀混合;
7、3、短纤维的集束性导致纤维不容易分散,以芳纶纤维为例,轮胎橡胶中主要添加对位芳纶纤维,对位芳纶纤维是由对位芳纶长纤维切短形成的,而对位芳纶长纤维一般是一束纤维组成(原因是对位芳纶的喷丝板一般都是多孔喷丝板,一般有上百个孔),每束纤维一般有上百根细纤维,这些细纤维由于集束性会抱合在一起。短纤维与橡胶混合最理想的情况是短纤维能够平均地分散与分布于橡胶当中,而一旦短纤维在橡胶基体的某部分出现了集聚现象,就会使得这一部分与其他部分具有不同的物理性能,这样就大大损害了橡胶的使用性能。
8、4、现有短纤维与橡胶原料混合过程中为达到充分混合的目的,经常采用的方案是延长密炼机的混合时间,这就导致另外一个问题,密炼机中长时间的混合会导致橡胶焦烧,从而导致橡胶产品质量下降。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种混合装置及其使用方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、本发明提供一种混合装置,包括:
3、第一压片装置,所述第一压片装置将橡胶原料挤压形成厚度均匀且宽度相等的胶片;
4、上胶装置,所述上胶装置将前述压制胶片的一面均匀覆盖一层橡胶粘合剂;
5、供料装置,所述供料装置内放置有短纤维,前述胶片覆盖橡胶粘合剂的一侧经过供料装置并于其内的短纤维均匀粘合;
6、第二压片装置,所述第二压片装置将前述粘合短纤维的胶片与另一条胶片压接形成一条胶片;
7、挤出机,所述挤出机对前述压接形成的胶片进行剪切和混合完成橡胶与短纤维的混合。
8、所述供料装置包括:储料外壳,所述储料外壳内设置有气流组件,所述气流组件的内部为空腔通过进气管与外部气体管路连接,所述气流组件为环形结构其内壁一周设置有喷口且喷口方向向上,所述气流组件空腔内的气体通过所述喷口向上喷出。
9、所述气体管路上还安装有调节阀,所述调节阀调节所述气流组件的压力。
10、在一个实施例中,所述上胶装置包括:第一储液槽,所述第一储液槽安装在胶片的下方,所述第一储液槽内还设置有供液主管,所述供液主管上均匀安装有多个喷头,所述多个喷头设置在胶片下方靠近胶片的位置,所述上胶装置还包括第一泵,所述第一储液槽通过管路与所述第一泵入口连接,所述第一泵出口与供液主管连接。
11、在一个实施例中,所述上胶装置包括:第二储液槽,所述第二储液槽内设置有上胶辊,所述第二储液槽和上胶辊安装在胶片下方且上胶辊与胶片滚动接触,所述第二储液槽的一侧设置有溢流口,所述溢流口的高度高于上胶辊的底部,所述上胶装置还包括储液容器和第二泵,所述溢流口、储液容器和第二泵之间通过管道依次连接,所述第二泵的出口通过管道与第二储液槽连接。
12、一种混合装置,还包括吹扫装置,所述吹扫装置设置在供料装置后端,对胶片上粘合的短纤维进行吹扫。
13、一种混合装置,还包括分切装置,所述分切装置设置在第二压片装置的后端以及挤出机的前端,对进入挤出机的胶片进行剪切处理。
14、在一个实施例中,所述第二压片装置有多个,所述多个第二压片装置串行连接,后一级第二压片装置设定的胶片厚度要小于上一级第二压片装置设定的厚度。
15、一种混合装置的使用方法,其使用前述混合装置装置,步骤包括:
16、步骤s1,将橡胶原料经第一压片装置压制成任意厚度的胶片,并将胶片依次经过上胶装置进行上胶、供料装置粘合短纤维以及吹扫装置后,取单位面积胶片上的纤维进行测量得到单位面积粘合短纤维重量m;
17、步骤s2,根据橡胶与短纤维混合比例和单位面积粘合短纤维重量m,计算出单位面积橡胶胶片的厚度d;
18、步骤s3,使用第一压片装置压制两份长度和宽度相同,厚度都为d/2的胶片,将第一份胶片经上胶装置、供料装置以及吹扫装置后与第二份胶片对齐重叠后进入第二压片装置中压制成一条胶片。
19、步骤s4,将步骤s3得到的胶片首尾对折后再次进入第二压片装置中压制成一条胶片;
20、步骤s5,重复步骤s4直至胶片中相邻两短纤维层之间的厚度小于1mm;
21、步骤s6,将步骤s5得到的胶片经分切装置剪切处理后进入挤出机中进行最后的混合。
22、一种混合装置的使用方法,其使用前述混合装置装置,步骤包括:
23、步骤s1,将橡胶原料经第一压片装置压制成任意厚度的胶片,并将胶片依次经过上胶装置进行上胶、供料装置粘合短纤维以及吹扫装置后,取单位面积胶片上的纤维进行测量得到单位面积粘合短纤维重量m;
24、步骤s2,根据橡胶与短纤维混合比例和单位面积粘合短纤维重量m,计算出单位面积橡胶胶片的厚度d;
25、步骤s3,使用第一压片装置压制两份长度和宽度相同,厚度都为d/2的胶片,将第一份胶片经上胶装置、供料装置以及吹扫装置后与第二份胶片对齐重叠后进入第二压片装置中压制成一条胶片。
26、步骤s4,将步骤s3得到的胶片依次进入多个串行压片装置中进行压制,最终得到厚度小于2mm的胶片;
27、步骤s5,将步骤s4得到的胶片经分切装置剪切处理后进入挤出机中进行最后的混合。
28、与现有技术相比,本发明的有益效果:
29、1、本发明中将橡胶原料压片后再与短纤维进行混合的方式,解决了短纤维分散的问题;
30、2、本发明中提供了两种均匀覆盖橡胶粘合剂的装置,分别通过滚筒涂敷和喷头喷涂的方式,确保橡胶胶片表面覆盖的粘合剂均匀,为后续均匀粘合短纤维提供基础;
31、3、本发明中提供的一种带气流组件的供料装置,可以借助气力不断循环输送短纤维与覆盖有橡胶粘合剂的胶片接触,保证短纤维粘合的均匀性;
32、4、本发明技术中公开了两种混合方法,可以提高橡胶原料与短纤维混合的精度。
1.一种混合装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种混合装置,其特征在于,所述上胶装置(2)包括:第二储液槽(25),所述第二储液槽(25)内设置有上胶辊(26),所述第二储液槽(25)和上胶辊(26)安装在胶片(8)下方且上胶辊(26)与胶片(8)滚动接触,所述第二储液槽(25)的一侧设置有溢流口(29),所述溢流口(29)的高度高于上胶辊(26)的底部,所述上胶装置(2)还包括储液容器(27)和第二泵(28),所述溢流口(29)、储液容器(27)和第二泵(28)之间通过管道依次连接,所述第二泵(28)的出口通过管道与第二储液槽(25)连接。
3.根据权利要求1所述的一种混合装置,其特征在于,还包括吹扫装置(4),所述吹扫装置(4)设置在供料装置(3)后端,对胶片(8)上粘合的短纤维进行吹扫。
4.根据权利要求1所述的一种混合装置,其特征在于,还包括分切装置(5),所述分切装置(5)设置在第二压片装置(9)的后端以及挤出机(6)的前端,对进入挤出机(6)的胶片(8)进行剪切处理。
5.根据权利要求1所述的一种混合装置,其特征在于,所述第二压片装置(9)有多个,所述多个第二压片装置(9)串行连接,后一级第二压片装置(9)设定的胶片厚度要小于上一级第二压片装置(9)设定的厚度。
6.一种混合装置的使用方法,其使用如所述权利要求1-5任一项的混合装置装置,步骤包括:
7.一种混合装置的使用方法,其使用如所述权利要求1-5任一项的混合装置装置,步骤包括:
