橡胶注射成型硫化机在三元乙丙橡胶硫化中的应用

2023-12-26任伟杰方岳权黄顺道

橡胶科技 2023年12期

任伟杰，方岳权，黄顺道

（浙江省上虞油封制造有限公司，浙江绍兴 312300）

随着温室效应的加剧，碳达峰、碳中和的呼声越来越高，在橡胶行业中，提升产品质量和合格率越来越受到行业的高度重视，这对橡胶制品企业的硫化设备要求越来越苛刻。

与传统平板硫化机相比，橡胶注射成型硫化机（简称注射成型机）具有以下优点[1-3]：（1）工序简化，能够实现高温快速硫化，缩短生产周期，提高生产效率；（2）产品飞边、毛刺、废料现象减少，单模用胶量减小，成本降低；（3）产品尺寸稳定，物理性能和致密性好，合格率高，尤其适用于厚壁制品；（4）操作简单，劳动强度小，机械化和自动化程度高，生产效率高；（5）硫化工艺更环保，有利于实现无人化生产，符合行业发展趋势[4-9]。注射成型机和平板硫化机的使用特点对比见表1。

表1 注射成型机和平板硫化机的使用特点对比

本工作对比两种不同结构（a型和b型）注射成型机在三元乙丙橡胶（EPDM）硫化中的应用，并针对应用中出现的问题提出解决方案。

1 注射成型机的结构和主要参数

a型和b型注射成型机的结构见图1，主要参数见表2。

图1 a型和b型注射成型机的结构对比

表2 a型和b型注射成型机的主要参数

由图1（a）可以看出，a型注射成型机是立式“无移模＋2RT”结构，其中RT指脱模装置，整体结构只有吊模装置和顶出装置，适用于2层或3层模结构。由立柱固定上下横梁并连接中横梁，中横梁可以沿立柱上下滑动，注射单元位于上横梁的上方，注射活塞与储料筒、喷嘴在同一轴线上。该结构较为简单，注射时胶料先进先出，流动阻力小，操作方便，适用于纯橡胶类制品。

由图1（b）可以看出，b型注射成型机是立式“移模＋4RT”结构，由立柱固定上下横梁并连接中横梁，中横梁可以沿立柱上下滑动，注射单元位于上横梁的上方，注射桶与注嘴在同一轴线上，与挤出机构成90°夹角。注射时挤出机随注射活塞上下移动，胶料从注射活塞下端的单向阀进入注射筒，具有先进先出的特点，但胶料在注射活塞中焦烧时难以清理。“移模＋4RT”结构使b型注射成型机适用于带金属镶件的结构复杂的橡胶制品。

从表2可以看出：a型注射成型机结构相对简单，合模、开模速度快，可以缩短生产周期；注射量越小，注射精度越高，a型注射成型机的精度更高，适用于生产尺寸小、硫化周期短、精度要求高的纯橡胶制品；b型注射成型机价格相对较低，适用于生产硫化周期长的金属与橡胶的复合产品。

2 工艺性能

选用相同EPDM胶料，分别采用a型和b型注射成型机生产两种不同结构的产品，对比两种注射成型机的工艺性能。

2.1 EPDM胶料性能

EPDM胶料的门尼粘度和硫化特性见表3，硫化胶的物理性能见表4。

表3 EPDM胶料的门尼粘度和硫化特性

表4 EPDM硫化胶的物理性能

2.2 工艺参数

采用a型和b型注射成型机生产的两种橡胶制品结构见图2，工艺参数见表5。

图2 两种橡胶制品的结构

表5 注射成型机的工艺参数

2.3 存在问题及解决措施

胶料在两种注射成型机上试模的过程中出现以下问题。

（1）喂料困难，塑化过程中出现胶条断裂现象，并伴随颗粒或粉末状橡胶外漏（见图3），注射时粉末状胶料有焦烧的情况。这是因为喂料口设计不合理，通过更换喂料口导向套结构（见图4）可以解决该问题。

图3 胶料外漏

图4 喂料口导向套结构

（2）成品注胶口处易出现凹陷收缩孔（见图5）。对于a型注射成型机可以调整合适的注射量，降低注射压力，延长储料延时，并降低保压压力；对于b型注射成型机则需要延长储料延时，并降低保压压力。

图5 成品注胶口处凹陷

（3）模腔表面粘模（见图6），成品表面有缺胶现象（见图7）。针对粘模和缺胶现象，可定期清理模具，在模腔表面、流道表面及余胶槽喷涂特氟龙可以有效避免上述现象。喷涂特氟龙后，注射时间缩短约10 s，不易发生焦烧现象，提高加工安全性能；模腔表面不易粘模，无需定期清理模具，提高了产品外观质量；能轻松清理料头及余胶，清除废料时间缩短约6 min，有效提高了生产效率。