溴化丁基橡胶加工工艺

溴化丁基橡胶的基本配合主要由硫化体系、补强体系、增塑体系和防老体系组成。

溴化丁基橡胶的加工工艺主要包括混炼、压延、压出和硫化等工序。

避免产生焦烧和气泡始终是加工过程中的重要内容。

一、混炼
溴化丁基橡胶可以用密炼机或开炼机进行混炼。

（一）开炼机混炼
采用开炼机混炼溴化丁基橡胶时，辊筒速比宜为1:1.25，前辊（慢辊）辊温宜为40℃左右，后辊辊温稍高，宜为55℃左右。

因为溴化丁基橡胶倾向于包低温辊。

一般混炼加料顺序如下。

①投入部分橡胶，令其包辊，并存有少量堆积胶。

最好使用种子胶，即用少量上批溴化丁基橡胶胶料，以利操作。

②加入防焦剂、酸吸收剂、硬脂酸及1/4补强剂，进行混炼。

③加入剩余溴化丁基橡胶，调整辊距，保留少量堆积胶。

④加入剩余补强剂和填充剂，补强剂须在增塑剂之前加入；增塑剂可与非补强填充剂等一起逐步加入；保持少量堆积胶。

⑤最后加入硫化体系配合，包括氧化锌和促进剂，辊温须控制，以防焦烧。

⑥薄通、下片、冷却。

（二）密炼机混炼
一般采用二段混炼工艺，即第一段制备母炼胶，其中不含硫化组分，如氧化锌和促进剂等。

第二段在较低温度下加入硫化体系配合剂。

采用密炼机混炼溴化丁基橡胶时，投料量即填充系数一般高于通用橡胶约5％～10％，以利于配合剂的分散和排除卷入的空气。

溴化丁基橡胶在混炼前的贮存不应过冷，至少在室温下停放，最好能预热，即40℃下预热24ｈ，否则，采用冷橡胶混炼，会导致配合剂分散不良和聚合物结团。

混炼操作要点有以下几项。

①为了提高配合剂混入与分散效果，在投入配合剂之前，先将溴化丁基橡胶在密炼机中塑炼约1.5min，以缩短混炼时间。

②防焦剂，如氧化镁宜在混炼第一阶段加入，有利于安全和混炼。

③补强剂应在混炼早期加入，以增加胶料剪切力，有利于分散。

④增塑剂应在后期加入，以保证胶料在混炼前期维持最大剪切力。

⑤混炼温度要低些。

温度过高，胶料易碎，高于140℃时，会使聚合物脱卤化氢，导致硫化胶性能下降。

第一阶段混炼最高排胶温度一般控制在130℃以下。

⑥第二段混炼时，可在密炼机或开炼机上加入硫化剂，如氧化锌和促进剂。

对于大多数硫化体系来说，排胶温度不宜超过95℃。

⑦混炼胶下料后，须压片、冷却，但应避免浸隔离液或冷却水。

否则易在后续加工中产生气泡。

溴化丁基橡胶两段混炼工艺程序如下：
时间／温度操作第一段
0min 投入溴化丁基橡胶，加工助剂Struktol
加入氧化镁
0.5～0.7min 加入炭黑
110～115℃加入油、树脂和硬脂酸
（约1.5～2min）
130℃左右排胶
第二段
0min 投入第一段母炼胶
加入氧化锌、硫黄和ＤＭ等硫化体系配合剂
约2min（95℃左右）排胶
二、压延
溴化丁基橡胶的压延，包括热炼、供料和压延等工序。

（一）热炼和供料
溴化丁基橡胶胶料压延时，须有适当的温度。

为此要进行热炼。

热炼一般在开炼机上进行。

１开炼机热炼
为了确保喂料质量和温度恒定，最好使用两台开炼机进行热炼和供料。

热炼用开炼机辊筒速比可为1:1.1。

热炼时，滚动的堆积胶尽可能少一些，以减少空气卷入。

接取辊筒的温度应比另一辊筒的低10～15℃。

因为溴化丁基橡胶易包低温辊。

热炼好的胶料可以条状直接向压延机供料。

供胶温度应为70～80℃。

２挤出机供料
可以采用挤出机向压延机供料，供胶温度也应控制在80～90℃，并要求挤出机与压延机同速协调。

挤出操作要注意防止胶料焦烧；供胶时要注意控制压延机上堆积胶不能过多。

（二）压延
以轮胎气密层为例，压延作业可在三辊压延机或四辊压延机进行。

通常使用的四辊压延机压延作业和压延条件如下图所示。

由下图可见，气密层通常由两层胶片贴合而成。

其优点是可以减少空气卷入，并防止针孔缺陷。

（三）压延操作要点
１压延温度
溴化丁基橡胶压延宜采用适当温度。

一般冷辊温度为75～85℃，热辊温度为85～95℃。

溴化丁基橡胶有包低温辊趋势，接取辊的温度应比另一辊温低10～15℃，以利顺利压延。

收卷时，胶料应低于35℃。

因为压出的气密层冷却有利于粘接和保留生胶强度。

２压延速度
溴化丁基橡胶胶料典型压延速度为25～30m/min。

压延时，应确保压延辊、冷却辊和收卷辊转速一致。

在整个体系上速度差不应超过2%，以便收卷。

气密层的高收缩，过分伸展会导致在未硫化轮胎中接头开裂。

３气泡
压延作业应注意减少气泡。

一是压延机辊筒间保持少量堆积胶，二是两层胶片贴合时，保持分离状态，直至到达已挤出辊压力点。

夹角最好大于80°。

否则易夹入空气。

此外，大直径挤压辊覆盖上厚的织物层有利于延长结合压力作用时间，也能减
少气泡。

４贮存和停放
贴合好的气密层胶片可用经处理的棉布或聚丙烯膜片作隔离层贮存，并停放20～24ｈ，以确保胶料完全冷却，应力松弛，减少随后气密层在未硫化轮胎中的流动变形。

（四）气泡与防止方法
溴化丁基橡胶胶片在压延或贴合时容易产生气泡，不仅与压延操作有关，而且与其他多种因素有关。

应多方面检查，全面防范。

气泡可以在三个区域出现：①气密层内部；②两层之间界面或气密层与背层之间界面处；
③气密层与胎体层之间界面处。

１层内气泡的防止方法
层内气泡的防止方法可归纳如下：
①确保胶料混炼充分，良好分散，防止气泡产生；
②压延前，胶料在冷却过程中宜处于悬挂状态，以利彻底干燥；
③确保返回料干燥，并良好分散；
④混炼和压延中，保留最少量堆积胶。

２层间气泡的防止方法
层间气泡的防止方法可归纳如下。

①胶料配方中避免使用易挥发油。

②压延时，遵守操作要点。

③压延时，避免辊温过高。

④确保适当冷却，以利粘接。

⑤胶料黏度不宜过低。

３气密层与胎体间气泡的防止方法
气密层与胎体间气泡的防止方法可归纳如下。

①成型时，确保压合辊运转良好，令压合辊在筒的中心位置接触，并沿胎圈面移动，以排除夹入的空气。

②检查轮胎帘线水分含量。

可能的话，帘线应在低湿度环境中贮存。

三、压出
溴化丁基橡胶胶料的压出条件简易可归纳如下。

胶料热炼温度约为70℃；机筒与机头温度约为120℃；口模最佳压出温度一般为105～130℃。

与压延相似，在压出过程中，应注意防止胶料焦烧和产生气泡。

防止方法可参照压延工艺。

四、硫化
溴化丁基橡胶与氯化丁基橡胶相似，可以用模型硫化，也可以用非模型硫化。

溴化丁基橡胶与氯化丁基橡胶不同的是，其硫化活性更高，在硫化工艺中须区别掌握和处置。

以模型硫化为例，予以叙述。

（一）硫化特性
溴化丁基橡胶可以用压模、传递模或注压模进行硫化。

其硫化特性可归纳如下：
①耐热性高、可适应高温硫化，但同时需防止模压时温度过高，避免产生返原和降解；
②橡胶流动性好，能适应胶料快速充模，并能良好脱模；
③硫化速度快，生产效率高。

溴化丁基橡胶硫化时的缺点如下：
①透气性极低，易产生气泡；
②某些胶容易焦烧；
③某些胶料会污染模具，造成粘模。

（二）改进措施
1焦烧
某些胶料，容易焦烧，特别是注压硫化时，热历程较高。

为此，建议采用安全硫化体系，如氧化锌-二硫代氨基甲酸酯和氧化锌-酚醛树脂硫化体系。

2模内流动
良好的模内流动，对模压十分重要。

为此，宜采用低黏度等级的溴化丁基橡胶，如BIIR2233，增加增塑剂用量或使用操作助剂（如低分子量聚乙烯）都能增加模内流动性。

软质陶土和滑石粉都对改善胶料的流动性有利。

3热撕裂性
热撕裂性能对热启模很重要。

为此，使用适量白炭黑可获改善。

为了保持其他性能的平衡，关键是控制其用量，避免影响变形性能。

4气泡
溴化丁基橡胶硫化时容易产生气泡，成品率降低。

防止的方法是排气。

例如模压时可二次卸压排气；采用真空排气压模，则效果更好。

5模具污染与粘模
某些溴化丁基橡胶胶料会污染模具，可能导致成品缺陷，脱模困难，降低热传递。

可采用如下改进措施。

（１）采用脱模剂效果明显，但有机硅脱模剂有影响融合的危险，必须适度。

（２）采用内润滑剂如低分子量聚乙烯、石蜡、亲水性脂肪酸酯及硬脂酸类等。

但硬脂酸类用量过多可能影响硫化。

６模具腐蚀
在大部分硫化体系中，采用氧化锌，在硫化时有中间物溴化锌形成，可能与某些模具金属反应产生腐蚀。

这时比污染更要严重些。

除采用内润滑剂外，还可采用如下办法。

（１）合理配方采用酸吸收剂，如氧化镁和ZnBr2络合剂等。

但这些配合剂可能延迟硫化。

采用ｐＨ值大于５的填料及粒径较大的填料，对防止腐蚀模具均有利。

（２）改善模具材质使用耐腐蚀高性能的材料制作模具，或对模具作防腐处理，如涂复聚四氟乙烯等耐热热固性聚合物，也很有效。