连续混炼橡胶的方法和装置制造方法及图纸

用于制备橡胶组合物的连续混炼装置，具有一个混炼腔（１１），该腔包含至少一个在定子（２）内旋转的、在上游端（１２）和下游端（１３）之间（在其间材料逐渐通过）延伸的转子（１）。基本弹性体通过在压力下能够输送所述基本聚合物的容积泵（５５）在混炼腔的上游端（１２）被引入。该装置具有沿混炼腔（１１）在位于上游端（１２）和下游端（１３）之间的至少两个纵向分开位置设置的用于其它组分的配料和强制引入元件。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶的混炼，尤其是橡胶的连续混炼。在橡胶工业中，目前对于混炼广泛使用的技术仍要求使用密炼机，这种技术根本上讲是批量式的;为了生产给定量的橡胶组合物，首先称出所有构成这种组合物不同组分，然后将这些组分或它们之中的至少某些引入到密炼机中，该密炼机保证了所需的分散和机械作用，以便制造尽可能均匀的所得最终混合物。组合物的生产（同时也可称作混炼）需要多个连续的通过一个密炼机或各不同密炼机的通道，并还可要求圆筒混炼机。所有上述的操作都是独立的操作，连续的操作（如果存在）仅存在于在压出半成品（例如：胎面或胎壁，或置于钢丝圈上的填料）时的后续生产步骤中。由连续方法代替非连续方法一直是扩大研究的目的，并且对转化工业在非常长的时间是长期不变的任务，因为不连续系统的缺点是如此之大。尽管如此，到目前为止还没有建议出令人满意的制造橡胶组合物的方法。如果橡胶组合物包含所有的预定的组分（包括硫化体系），并且所得的胶料可直接用于压出或成型步骤（续之以硫化步骤），该橡胶组合物被认为是能制备的。连续制备方法的失败似乎是由于混炼橡胶比混炼其它材料（例如塑料）更困难的缘故，最终组合物的性能-->事实上不仅取决于含在组合物中的组分，而且还取决于混炼完成的方式，这就是说，它们取决于混炼进行时混合物所经受的机械作用。通常已知的连续混炼作用要求压出螺杆的混炼作用，已建议了各种螺杆压出机：单螺杆压出机、平行或不平行的多螺杆压出机，以及各种为获得好的混炼效果和/或足够机械作用而设计的各种形状的螺杆。对于橡胶混炼，已知不同的前基本组分之配料必须非常准确，这种准确的配料当由连续批量式进行时，即在分批工艺中，未增加任何特殊的问题。另一方面，当它是提出的连续混炼的议题时，能够连续地完成不同组分所需的配料是必要的。此外，在粉末产品情况下，除了配料的困难之外，输送产品（尤其是配料下游的）也存在困难。通常配料装置将所需的组分以固定的间距放到给混合装置本身供料的带式输送器上。近来进行连续橡胶混炼的尝试描述于公开在1987年3月的“European    Rubber    Journal”的文章中，题目为“A    Tale    of    Continuous    Development”。这种在现有技术中已经建议的连续混炼方法，通过称重进行组分的配料，然后将各种不同组分引入到预混装置中，这是在混炼过程的不同地方进行的。因此，这使它必须建立多个单独的装置。每个完成非常精确的功能-称重、输送、预混。然后最好不同的组分通过重力-->作用引入到供料孔中，例如在专利申请EP0490056中所描述类型的混炼机上的供料孔中。现有技术建议的连续混炼方法未曾在橡胶工业成功地获得承认，对此的原因是由于使用螺杆混炼机技术难于混合橡胶，并且当必须连续进行时，各组分的配料又极其复杂。简而言之，连续处理方法至今从未能够获得在最终混合物方面所希望的性能，甚至不能使橡胶组合物的配方达到足够的精确。已知为了获得良好的混炼，必须引起组分的无规则运动，即：造成定紊乱。但当混炼机是连续型的时候（例如上述EP0490056的那种），除了紊乱之外，在混炼机内的局部料流必须是基本上稳定的，这意味着，优化混炼作用的努力越多，流量出现不稳定的风险就越大，这与严格符合不同组分的比例是不一致的。本专利技术的目的是成功地连续进行任何类型的橡胶组合物中的基础组分的配料，然后进行能够获得最终混合物所希望的所有性能的彻底混炼。本专利技术的另一目的是使用需要尽可能少的预调整的原料，尤其是对用量非常大的组分（例如基本弹性体和增强填料）。因此，本专利技术的目的是提供一种混炼装置，所述的组分（尤其是上面所述的）可以尽可能容易地无任何前配料地引入其中，并且该装置可完全独立和连续地处理这些组分，以便获得所希望的混合物。本专利技术的另一目的是改进所制橡胶组合物的均匀性和其时间上的稳定性，同时减少制造费用。-->根据本专利技术，连续制备橡胶组合物的方法包含，使用至少一个由定子所形成的混合腔，该定子中有至少一个转子在旋转，转子的旋转不仅保证了该组合物组分从上游至下游（以转子轴的大致方向）的前进，还保证了它们的逐渐混合。该方法还包含混合物中的基本弹性体的连续配料和引入，及将该组合物的所有其它组分的连续配料和引入。在混合腔内将已经引入其中的各组分沿推进和混合段推进，同时保证在至少某些混合段的混合腔内的填充率小于1。当混合腔的容积由待混合的组分完全占满时，按惯例一般认为混合腔的填充率等于1。当待混合组分的容积少于混合腔可用的容积时，作为密炼机操作的通常情况，则被称为填充率小于1。事实上已经发现既使对于连续式混炼机，为了完成混合物的分散和均化作用，也希望在混炼腔内存在空的地方，这就是说至少混炼腔的某些段，其中的填充率少于1。这取决于被混炼的各组分的性质，并由实践观察所证实。在现有技术中，该参数的重要性似乎未被足够认识，当使用在套筒中运转进行混合的螺杆时，在螺杆和套筒之间存在的空间允许填满或者未采取特殊的手段去控制这一参数。通过选择（传送混合）工具的不同形状，这就是说通过选择转子的表面形状和定子的内表面形状，在一个或同一个混合腔中制造相互不同的段是可能的。考虑到混炼腔给定点的料流（其本身取决于由上游-->配料和引入元件引来的料流），（传送混合）工具有不同形状来保证使填充率少于1或达到1。换一种说法就是在混炼腔中对于该材料存在着推进段和压缩段-即其中混合物的推进作用较少的段。由此，混炼腔趋向于填满并沿着这些段保持填充。当选择好（传送混合）工具的形状后，就可以保证材料沿着整个混炼腔输送的同时控制该腔的填充率，该腔的填充率可通过腔壁的温度控制。这改进了橡胶与金属的粘结。为了保证该配方的组分以精确和均匀的量适当地引入到混炼机中，最好它们的大部分强制性地确切地引入到腔内。为此，人们应避免采用重力引入，尤其是万一一部分组合物不能到达该腔内部时。为了通过控制混炼工艺以保证所期待的所有组分实际上是所生产组合物的一部分，希望在配料后，这些组分仍保持包含在一个确定的密封中，例如管线中，直到它们达到混炼腔。容积泵尤其有助于组分的被迫引入。已发现容积泵进一步还能充分地塑化弹化体，后者将热（通常是在高于40℃的温度）引入到腔室中，在这一条件下，可以允许迅速地引入碳黑或其他粉末填料。为了获得橡胶混合物不同组分的非常精确的配料，根据所用的弹性体和/或填料和/或添加剂，希望将它们在第一混合段的下游在填加各组分的地方添加，此处腔内的填充率等于1，因为腔内料流的其他方面是可变的，而各组分的比例不能考虑。作为一种替代或者此外为了-->更好地保证精确地配料，通过对刚好到达引入点前面的材料流进行容积推进，而保证此处的料流是合适的。“容积推进”可以理解为混合材料量的新容积配料。但是，已观察到许多情况，其中流速的较大稳定性在腔填充率连续少于1或甚至远少于1时更容易获得，这使得在添加进一步组分之前，避免材料的再压制成为可能。本专利技术建议的连续混炼概念，能够协调这些矛盾的需求（严格不变的混合物配方关系及由此每种组分的相对比例关系，和有利于良好混炼的少于1的比率）。根据本专利技术的另一方面，在组分或组分一部分配料之后，通过加速组分的输送或通过增加通道截面在混合腔内形成了空位，然后通过改变转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备橡胶组合物的连续混炼装置，其特征在于，它具有一个混炼腔（１１），该腔包含至少一个在定子（２）内旋转的、在上游端（１２）和下游端（１３）之间延伸的转子（１１），在这两端之间材料逐渐运动，所述的上游端（１２）用来接收组合物的至少一个组分的至少一部分，橡胶组合物由下游端（１３）挤出，该装置还包含用于基本弹性体的配料和强制引入元件，该元件能够在压力下输送所说的弹性体，以便将它们引入混炼腔（１１），还包含用于其它组分的配料和引入元件，所有的配料和引入元件在上游端（１２）和下游端（１３）间的纵向间隔的至少两个位置上通入混炼腔（１１）。

【技术特征摘要】
FR 1992-12-7 92148901、用于制备橡胶组合物的连续混炼装置，其特征在于，它具有一个混炼腔(11)，该腔包含至少一个在定子(2)内旋转的、在上游端(12)和下游端(13)之间延伸的转子(11)，在这两端之间材料逐渐运动，所述的上游端(12)用来接收组合物的至少一个组分的至少一部分，橡胶组合物由下游端(13)挤出，该装置还包含用于基本弹性体的配料和强制引入元件，该元件能够在压力下输送所说的弹性体，以便将它们引入混炼腔(11)，还包含用于其它组分的配料和引入元件，所有的配料和引入元件在上游端(12)和下游端(13)间的纵向间隔的至少两个位置上通入混炼腔(11)。2、根据权利要求1的装置，其特征在于对于所有组分，它包含在压力下能输送每个组分至密闭混炼腔（11）的配料和强制引入元件。3、根据权利要求1或2的装置，其特征在于用于将橡胶组合物的基本弹性体引入的配料和强制引入元件包含容积泵（55）。4、根据权利要求1或2的装置，其特征在于橡胶组合物的每种基本弹性体由一个包含容积泵（55）的配料和强制引入元件引入。5、根据权利要求3或4的装置，其特征在于容积泵（55）由塑化和填塞元件（54）供料。6、根据权利要求5的装置，其特征在于该装置包含一个能盛有至少一种基本弹性体胶片的加料斗（5），一个设置在加料斗（5）内的活塞（51）压在弹性体胶片上，该加料斗的底部与一个封闭腔（52）相通，在该腔内作用着一个粉碎装置以便移动碎片使其然后经受塑化和填塞元件的作用。7、根据权利要求6的装置，其特征在于所述的粉碎装置由在所述封闭腔（52）中旋转的螺旋扭曲刀（53）组成。8、根据权利要求7的装置，其特征在于所述的螺旋扭曲刀（53）是以这样方式扭曲的，所述的螺旋的间距逐渐减少，以便在一端形成一个粉碎段，而在另一端形成一个碎片塑化段。9、根据权利要求1至8之一的装置，其特征在于腔（11）包含至少一个刚好设置在填充率等于1的段下游的填充率少于1的段。10、根据权利要求1至9之一的装置，其特征在于用于所有糊状组分的配料和强制引入元件是容积泵。11、根据权利要求1至10之一的装置，其特征在于用于所有粉末组分的配料和强制引入元件是容积泵。12、根据权利要求1至9之一的装置，其特征在于所有组分的配料和强制引入元件是容积泵。13、根据权利要求1至12之一的装置，其特征在于该装置包含至少两个分开的混炼段（M），并且设置在第一混炼段（M）下游的配料和强制引入元件将各组分引入混炼腔的填充率等于1的段。14、根据权利要求1至13之一的装置，其特征在于它包含用于各配料元件的单驱动轴（6）。15、根据权利要求14的装置，其特征在于啮合/脱离啮合机构安装在配料和引入元件与所述的驱动轴（6）之间。16、根据权利要求14或15的装置，其特征在于每个配料和引入元件包含一个用于调整流量的装置，该装置能够分别调整不...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔迪尔，达尼埃尔洛朗，
申请(专利权)人：塞德普鲁公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]