密炼机的发展趋势

密炼机现状及发展趋势

蒲朝伟髙材101 051006120

摘要：综述了近年来国内外密炼机的历史及发展概况，并对密炼机的发展及改良方向提出建议。

关键词：密炼机；发展历史，改良

1 绪论

主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混合。它是橡胶工厂主要炼胶设备之一，也是橡胶加工不可缺少的设备。[1] 2 密炼机的发展历史

2.1国外密炼机的发展

汉寇克最初设想的密炼机(Mixer)为1837年专利记载的像切菜机那样的单螺

杆搅刀机，只能用于天然橡胶的塑炼。1913年，德国W&P(Werner and Pfleiderer)公司最早取得了GK型密炼机(Gummi Kneter)的技术专利并随后投入生产，以后逐步发展为现今的GK型密炼机。因系在机内混炼，故又称为印泰美型(Intermix)，简称G型。1915年，在该公司工作过的Fera一Ley H．Banbury发明并申请了有别于印泰美型的以发明人命名的班伯里型(BanbUrY)密炼机，然后回美于1916年在美国法雷尔(Farre1)公司开始生产，几经发展改进，由初始的以数码命名(1、3、9、11、27)到加注英文字母的A型、D型，一直到现今的F型[2]。

G型和F型2种密炼机的结构基本是相同的，它们都把开炼机的剪切挤压式圆形辊筒改为棱形曲轴式辊筒。所不同的是F型为线形相切的椭圆形辊筒，G 型为线形啮合的三角形辊筒。由于辊筒转子形状的不同，不仅密炼机与开炼机的混炼效果不尽相同，同时2种密炼机之间也存在着微妙的差别。

1934年，英国人R．Cook取得与开炼机辊筒形状相同的转子呈圆筒形带齿的咬合式密炼机专利，并在英国弗兰西斯一萧(Francis—show)公司投入生产，称为K型密炼机。该机从投料量3 L的K1微型机，一直发展到510 L的K10巨型机，主要着眼于合成橡胶并谋求解决难混胶料的炼胶质量问题。1937年意大利波米尼(Pomini)公司对咬合式密炼机又作改进，研发出同开炼机一样可调整转子间隙的可变辊距密炼机，接着又出现了转子速度相同的同步转子密炼机。现在，K型密炼机继F型和G型之后，已成为橡胶混炼的又一大机种。

从现实使用情况观察，F型的班伯里机和G型的印泰美机都堪称为典型的标准密炼机，各具特点，各有千秋，互为补充，不相上下。而K型的弗兰西斯机可视为取代开炼机的改型密炼机，除具有F型、G型通用性的用途之外，，在特种橡

胶的混炼和特殊用途方面，显示出独到的特点。

2.2我国密炼机的发展

解放前密炼机发展处于空白，解放后大连有了生产出第一个密炼机，仿苏生产了PC－2 140/20L密炼机，现在改为250L、75/40L密炼机，然后逐渐的上海等地逐步也生产这些机台，250/20/40，75/30/60，75/35/70，以及50L密炼机。近年来又仿照F系列密炼机生产F80，F160，F270，均已出口；消化日本技术生产翻转式55L、75L密炼机。益阳橡机厂从德国引进GK系列技术生产GK系列密炼机。

3 密炼机的主要类型

目前世界主要工业国家密炼机的生产都已形成系列，基本上有四种类型：(1)以美国法勒尔一伯明翰公司生产的本伯里式为代表的F系列密炼机；(2)以德国维尔纳·普弗莱特勒公司的产品为代表的GK系列密炼机；(3)以英国弗兰西斯·肖公司产品为代表的K系列密炼机；(4)以日本森山制作所生产的产品为代表的MS 系列加压式密炼机[3]。

20世纪90年代以来，这四种类型的密炼机都在向快速、高压、大容量和加料与操作程序自动化方向发展，并用微机控制。总体上，前3种系列的密炼机基本结相近，其主要差别在于转子的构型及密炼室结构不同。而第4种Ms系列的主要结构与前3种系列相比，有较大的变化。上述几种密炼机，按时问顺序来讲后者对前者既有借鉴与继承，也有改进和创新。在国际市场的竞争中它们之间既有相互吸收，也有自我改进和发展，各具特色。

4 密炼机技术的发展趋势

4.1开发高性能转子

目前相切型密炼机使用的转子主要有下列4种[4]

(1)具有“软”能量输入的转子。这种转子对螺棱长度及角度作了修改，以改善分散混体(如KruppEI astomertechni k的ZZ-2币口Pomi ni的新转子)。女口果转子设计成由两部分组成，则将有效改善密炼机的热性能

(2)具有“高”能量输入的转子。这种转子能减少混炼时间。为达此目的，主转子的螺棱长度被加长，以迫使胶料越过螺棱顶部(被称为全四棱转子)。

(3)改善分布混炼的转子。改变了转子螺棱长度，从而改善了从混炼室正面壁到正面壁和转子到转子的物料输送。要做到这一点的一个方法是最大限度地加长转子长棱，使物料被强烈地输送到正面壁，在转子凸棱的联合作用下，达到强烈的分布混炼(如KobelCO的H-swi r I转子)。

(4)凸棱需要定位的转子。通常相切型密炼机的两个转子以略有速度差的方式工作，所以两个转子的凸棱的位置彼此始终在变化。而这种转子的几何形状需要一

定且凸棱彼此而配置恒定，必须在等速条件下。

4.2 提高混炼室使用寿命

密炼机工作过程中一个很大的问题是密炼机部件和胶料接触部位引起的磨损。在使用一段时间后，磨损会导致混炼室净容积增大、转子凸棱的边缘磨圆，并迫使修改配方。

4.3 液压压砣密炼机

另一个很重要的发展是液压压砣，它有取代气压压砣的趋势。开发应用液压压砣的主要优点是可以稳定压砣压力对每车胶料质量的影响。

4.4变速混炼

这里要涉及的是密炼机炼胶过程中各个步骤的优化问题。而对优化混炼周期非常有用的是变速传动。据实验证明，SBR／炭黑胶料的分散质量是转子转速和填充系数的函数，且转子转速的影响更大，大过填充系数、时间等参数的影响。所以，为实现变速传动，密炼机应配备变速传动装置。

4.5 温度控制

目前相切型密炼机和啮合型密炼机均配备有三区段加热、冷却温控系统。为进行高效混炼，密炼机的温控宜处于临界状态。相切型密炼机的三个温控部位是指转子、混炼室正面壁和卸料门顶部。对于这种密炼机，现代研究表明，混炼的物料与转子、压砣和卸料门不应发生粘附，而为了最佳分散混炼和分布混炼，与混炼室壁则略有粘附。这一作用与挤出机将胶料顺筒移动所要求的作用类似。如果橡胶粘附在螺杆上而对机筒产生滑动，则橡胶将随螺杆转动而不产生移动。但当橡胶对螺杆滑动，而对机筒有粘附，橡胶就会有效移动。物料在挤出机内的这种运动与物料在混炼室内的运动类似，从而产生有效混炼。

4.6 啮合型密炼机加工白炭黑胶料

新兴的白炭黑胶料目前主要用于轮胎工业，然而，利用标准密炼机经济地加工这种胶料几乎是不可能的。白炭黑本身是一种标准填充剂，在橡胶工业已使用多年。10年前，法国轮胎生产商将白炭黑引入轮生产，显示出了显著优点，其中包括湿抓着力、低磨损和低能耗。这种“绿色轮胎”背后的奥秘是使用表面被有机硅烷活化了的自炭黑。这种白炭黑在轮胎硫化时在填充料和聚合物之间起到化学结合作用。

5 结语

自从德国Wemer&Pfleiderer于1879年发明第一台密炼机、美国Fernly Banbar 于1916～1917年开发具有压砣和下落式卸料门的密炼机及1934年开始使用啮合型密炼机Intermix以来，经过不断改进和发展，密炼机已经成为橡胶行业通用的胶料加工设备。随着新型聚合物、新型填充材料及新工艺的出现，必须对密炼机