橡胶磨具的原材料-南通第二机床有限公司
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橡胶磨具的原材料

发布时间:2018-6-1
  橡胶磨具所使用的原材料种类繁多,大体上分为磨料、橡胶及配合剂几个部分。
  (1)磨料
橡胶磨具常用磨料是棕刚玉、白刚玉。少量磨具使用微晶刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅。原料粒度号为F80~F120,少量磨具使用F40~F60和F150~F240,个别使用F280、F400及F800。
  橡胶磨具中不同品种磨料对磨具使用性能有一定影响。在相同结合剂的生胶中加入粒度和数量相同的磨料,但磨料品种不同,制成相同规格的磨具,在相同磨削条件下使用,白刚玉(WA)和铬刚玉(PA)磨具强度最低;单晶刚玉(SA)磨具对工件表面烧伤最严重,微晶羁{l_玉(MA)和铬刚玉(PA)烧伤最轻。不同磨料品种对磨具生产中生胶的可操作性有一定影响。棕刚玉(A)与生胶料的黏附性比白刚玉(wA)好;细粒度磨料与生胶的黏附性比粗粒度磨料好。含刚玉磨料的生胶料,对磨料的包辊性能远比SiC磨料好。生胶中含磨料量大时,赠黢料性能发脆,易断裂散碎,压片成形困难,但压出的磨具坯体尺寸稳定,硫化变形小。磨料含量少时,压出的坯体尺寸膨胀大,胶料粉碎性差。磨料含量大,结合剂含量相对减少,则会降低磨具强度,耐用度下降,但磨削能力增加且不易烧伤工件。
  对于软弹性抛光砂轮、超薄砂轮等特殊用途的橡胶磨具的磨料,需要对磨料的表面涂覆一层酚醛树脂薄膜,制备成包涂磨料(俗称树脂砂),再投入混料,以提高磨料与结合剂的黏结强度,提高磨具的抛光性能,所涂覆的酚醛树脂是极性有机物,容易与磨料的极性表面产生较好的物理吸附力并在受热固化后,能牢牢地把持磨粒。而橡胶受热硫化时,酚醛树脂与橡胶也能与橡胶分子发生交联反应,成为网状硫化橡胶结构,磨粒表面的酚醛树脂薄膜层便与硫化橡胶结合,牢固地连接起来。在生产中,粗粒度软弹性橡胶磨具,细粒度或刚性的硬质硫化橡胶磨具都在使用涂覆磨料,以提高橡胶磨具的耐磨性能和平面磨床磨削效果。
  (2)糠胶
  橡胶是生产橡胶磨具的主要原料。按质量计,橡胶占磨具的10%~15%。橡胶的物理化学性能,直接影响磨具的使用性能。
  橡胶是高分子化合物,分天然橡胶和合成橡胶,把未经硫化的橡胶称为生胶。按生胶形态分为固体胶(粉末、片状、粒状)和液体胶与胶乳。橡胶弹性高,可塑性强.能够硫化和降懈,在室温下长期存放会发生老化现象。
  橡胶磨具生产中所用橡胶有天然橡胶、丁苯橡胶、固体丁腈胶、液体丁腈胶等。天然橡胶主要来源于三叶橡胶树。天然橡胶密度为0.9~0.959/cm3,无固定熔点。加热到50℃开始分解,270℃则急尉分解,300℃以上完全炭化。天然橡胶主要用于制造无心磨削导轮,柔性抛光砂轮等系列产品,并可与合成橡胶并用制成有特殊要求的磨具。丁苯橡胶是合成橡胶中应用最广的一个胶种。它由单体丁二烯和苯乙烯共同聚合而成。按单体配比可分为丁苯-10、丁苯-30、丁苯一50(数字为苯乙烯含量)。丁苯橡胶具有较好的耐热、耐老化性能和较高的耐磨性能,加工工艺性不如天然橡胶,硫化速度也较慢。丁苯橡胶主要用来制造硬质胶磨具。所制成的磨具磨削力强,耐热,耐磨;可用于制作薄片砂轮,在于磨条件下具有优异的磨削性能。丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈两种单体经乳液或溶液聚合而成的一种高分子弹性体。丁腈橡胶种类繁多。硫化丁腈橡胶对矿物油及其他油类具有高的稳定性,耐磨性、热稳定性比天然橡胶、丁苯橡胶好,丁腈橡胶工艺性能比丁苯橡胶差,可用软化剂或增塑剂,提高可塑性和黏结性能。丁腈橡胶可制成硬质薄片切割砂轮。
  (3)配合剂
  未经硫化的生胶,分子之间没有交联,不能制作橡胶制品,在生胶中必须加入配合剂,使生胶硫化交联成具有一定物理力学性能的硫化胶。配合剂是多种化学物质。配合剂种类繁多,根据这些化学物质在生胶中的主要作用,分为硫化剂、硫化促进剂、防焦化剂、防老剂、填充剂、增塑剂、软化剂或专用的配合剂等十几个大类。
  ①硫化剂在一定条件下能使橡胶发生硫化交联的物质称为硫化剂。硫化剂类型按化学结构可分为硫、硒、碲等元素,含硫化合物,有机过氧化物,金属氧化物,胺类化合物,合成树脂等。其中使用硫磺作为天然橡胶与丁苯橡胶硫化的主要硫化剂。在橡胶磨具生产中除硫磺外,还需加入一定量的促进剂、活性剂等。所以橡胶磨具老化过程是一个多组分体系的平行和依次进行的许多双分子反应的总和。硫磺的硫化过程是硫磺分子在常态下为8原子的环状结构,生胶料中硫磺在硫化温度下及约30J/m01分子能量作用下,环状结构产生开环,生成链状的双基性硫。根据不同条件,硫环断裂后可生成自由基或离子基的双基性硫。双基性硫与橡胶大分子在双键处或口一碳原子处反应时,可在一根分子链上生成“分子内的化合物”,也可在两根分子链之间生成“分子间的化合物”即产生交联。随硫磺用量增加,结合硫量也增加,硫化胶的强度、硬度、耐热性提高,弹性下降,耐溶剂性、耐水性提高,橡胶发脆,冲击强度下降,故硫磺用量不是无限的,有一个最大限量,即100g生胶的最大硫磺含量(g),称为硫化系数(%)。天然橡胶的硫化系数为47%,丁苯橡胶硫化系数为44.5%。
  ②硫化促进剂凡能促进硫化反应的物质均称为硫化促进剂,称促进剂。促进剂可提高和改善硫化胶的物理力学性能,减少硫化剂用量,缩短硫化时闯,提高生产率,能促进硫化的适宜温度,保证胶料有相当的焦烘时间,保证胶料的混料、压延及压出过程中的操作安全。
  常用的有噻唑类、2一硫磺醇基苯并噻唑(商品名:促进r辩M)、二磺化二苯并噻唑(促进剂DM)、胍类(二苯胍)。
  ③活性剂能增加促进剂活性,发挥促进剂的硫化效能,减少促进剂用量,缩短硫化时间。硫化活性剂分有机活性剂与无机活性剂。有机活性剂常用硬脂酸,无机活性剂常用氧化锌。
  ④填充剂与补强剂 在橡胶生产中增大产品体积,节约生胶,改善生胶工艺性能的填充料称为非活性填充剂,简称填充剂。在橡胶生产中可显著提高硫化橡胶的抗冲击、抗伸长、抗撕裂等强度及耐磨耗性能的填充料称为活性填充裁或补强漠兖帮,简称补强剂。两者均为填料。根据填料的化学组成和形状,可分为粒状填料、树脂填料、纤维填料三大类。粒状填料在橡胶工业中应用最广泛,主要有炭黑、白炭黑及其他矿物。树脂填料中有改性酚醛树脂、聚苯乙烯树脂,主要用于补强。纤维填料主要存石棉、玻璃纤维、有机短纤维等,可用来补强。橡胶磨具制造中常用填料有炭黑、氧化锌、氧化镁、氧化铁。氧化钙、黏土、酚醛树脂等。软质磨具如柔性抛光砂轮,主要采用炭黑、氧纯锌。硬质磨具主要采用MgO、 ZnO、Fe203、CaO、酚醛树脂、橡胶粉。
  ⑤增塑剂橡胶进行混炼、压延、压出前,必须先使其具有塑性。加入一些助剂,增加胶料的塑性流动,易于加工,改善制品某些性能。增塑剂分为化学增塑剂与物理增塑剂两类。化学增塑剂加入生胶后能切断橡胶分子链,降低生胶分子量,从而降低橡胶弹性,提高塑性,可称为橡胶塑解剂。物理增塑剂也称软化剂,加入生胶后使生胶产生溶胀,增大生胶分子间的距离,降低生胶分子间的相互作用力,从而使弹性降低,塑性搞高。常用化学增塑剂有硫酚、过氧化苯甲酰、硫化苯甲酸等。物理增塑剂有:石油增塑剂,如机械油、锭子油、重油、沥青、石蜡等;松油类软化剂,如松焦油、松香等。
  ⑥防老剂 橡胶制品在使用和存放中,常变硬、变脆或软化发黏,失去弹性,不能使用,这称为老化现象。老化的主要原因是氧化作用。为防止老化,常在生胶料中加入防老化添加剂。有物理防老剂和化学防老剂。制造软弹性磨具使用化学防老剂A(防老剂甲)及防老剂D(防老剂丁)。物理防老剂是在生胶加入石蜡等物质,可在橡胶制品表面生成薄膜,保护橡胶制品不被氧化。