專利名稱：：一種食品級三元乙丙橡膠壓濾板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及橡膠工業(yè)制品領(lǐng)域，特別涉及一種食品級三元乙丙橡膠壓濾板及其制造方法。
背景技術(shù)：
：應(yīng)用于釀酒及食品行業(yè)壓濾機上的壓濾板尺寸通常在1.2mX1.2m至2mX2m之間，產(chǎn)品厚度通常在1020mm之間，產(chǎn)品重量在12Kg30kg之間，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。由于三元乙丙橡膠(EPDM)具有良好的耐老化、耐熱水、耐乙醇性能，所以通常選用EPDM來制造橡膠壓濾板。三元乙丙橡膠壓濾板在制造工藝上存在以下幾個難點(1)產(chǎn)品尺寸較大，半成品膠料無法采用常規(guī)的擠出機預(yù)成型成一個整體，只能分片拼接；(2)平板尺寸在1.5mX1.5m至2.5mX2.5m的平板硫化機可硫化該類大尺寸產(chǎn)品，這種硫化機鎖模力在1500噸2500噸之間，當(dāng)硫化機達(dá)到最大鎖模力后，施加在壓濾板膠料上的壓強只有58MPa，這個硫化壓力明顯偏低，一般來說，模壓硫化密實橡膠制品，施加在膠料上的壓強需不低于24MPa;(3)乙丙橡膠的自粘性能非常差，未硫化膠之間的相互粘合成型比較困難。由于上述三個因素的綜合作用，因此普通配方的三元乙丙橡膠及常規(guī)的硫化工藝很難滿足制造壓濾板的工藝需要。按現(xiàn)有方法制備出來的產(chǎn)品容易出現(xiàn)斷裂、分層、局部缺膠、窩氣等質(zhì)量問題，還會存在彈性差、使用壽命短等性能問題，而且食品衛(wèi)生性能一般或不合格，析出物及浸泡殘渣多。這些缺點都不能滿足釀酒及食品行業(yè)壓濾板的使用要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種彈性好、使用壽命長、食品衛(wèi)生性能優(yōu)異、加工工藝安全可靠的食品級三元乙丙橡膠壓濾板。本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述食品級三元乙丙橡膠壓濾板的制造方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種食品級三元乙丙橡膠壓濾板，按照質(zhì)量份數(shù)計，包括下述原材料:所述三元乙丙橡膠采用溶聚法合成的高純度白色或無色的EPDM生膠，優(yōu)選茂金屬催化劑技術(shù)合成的EPDM生膠，也可以選用其它溶聚法生產(chǎn)的高純度且色相好的EPDM生膠。所述EPDM生膠采用中等不飽和度即其中第三單體ENB(即乙叉降冰片烯)含量為4~6%的生膠，因為第三單體乙叉降冰片烯含量決定了硫化速度，模壓硫化是一個非連續(xù)硫化的過程，通過提高硫化溫度可以達(dá)到縮減硫化時間的目的。所述EPDM生膠的乙烯含量為5055%，因為從乙烯/丙烯比來看，隨乙烯含量增大，生膠強度和撕裂性能均提高，但乙烯含量增大會因結(jié)晶的發(fā)生導(dǎo)致膠料混煉性能下降，流動性能下降，即過高的乙烯含量會導(dǎo)致彈性、壓縮永久變形性能的下降。從分子量角度來看，分子量越高，耐熱性能和彈性越好，但隨著分子量提高，門尼粘度增高，膠料流動性能下降，因此選用中低門尼黏度的EPDM生膠比較合適。所述氫化液體異戊二烯橡膠與EPDM相容性較好，具有優(yōu)異的耐熱、耐氣候老化性能，可以與EPDM共交聯(lián)。它一方面起增塑劑的作用，改善膠料的混煉性能及流動性能，與石蠟油類增塑劑相比，它分子量大，與EPDM的相容性好，硫化后幾乎不遷移，有利于提高膠料的食品衛(wèi)生性能；另一方面起增粘劑的作用，大幅度EPDM混煉膠的成型粘性。所述快壓出炭黑采用卡博特公司的31￡1^1恥@30，相當(dāng)于ASTMD1765中定義的N550炭黑。這種炭黑是一種高潔凈度的炭黑，具有低壓變、耐熱好、三元乙丙^象月交氫化液體異戊二烯橡膠氧化鋅硬脂酸輕質(zhì)碳酸鈣快壓出炭黑防老劑硫黃N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺二苯基二硫代氨基甲酸鋅防焦劑8095質(zhì)量份5~20質(zhì)量份5~8質(zhì)量份13質(zhì)量份030質(zhì)量份4060質(zhì)量份0.51.5質(zhì)量份1.5-2.O質(zhì)量份0.5~2.5質(zhì)量份02.5質(zhì)量份23質(zhì)量份0.4-1.5質(zhì)量份。低吸水性、易分散的特點，可以提高硫化膠的食品衛(wèi)生性能。所述防老劑為酚類防老劑，具體為2，2，-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，商品名為2246，該防老劑可以提高硫化膠的耐熱氧老化性能。所述N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺即促進(jìn)劑NS、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺即促進(jìn)劑CBS、二苯基二硫代氨基甲酸鋅即促進(jìn)劑ZBEC，均無毒、無味，且在EPDM中溶解度很高。所述防焦劑選用次磺酰胺型防焦劑，該防焦劑可以進(jìn)一步改善膠料的焦燒性能，滿足硫化過程中多次沖模、保壓、操作時間較長的需要，確保膠料有充分的流動時間。所述食品級三元乙丙橡膠壓濾板的制造方法，包括下述步驟首先將上述原材料按質(zhì)量份數(shù)配比混合，采用常規(guī)乙丙橡膠混煉工藝制備得到混煉膠，然后在開煉機上將所述混煉膠熱煉后下片得到膠片和膠條，再將膠料中溫上模，逐級提高溫度和壓力來沖模、保壓，硫化5060分鐘后即可得到食品級三元乙丙橡膠壓濾板。采用常規(guī)乙丙橡膠混煉工藝制備混煉膠可采用開煉機或密煉機。開煉機可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格尺寸和結(jié)構(gòu)特點選用XK-450或XK-550大型開煉機。將混煉膠熱煉后下片，通常出膠片(尺寸大約在400750腿X600850腿X812mm)4~8片，另外出膠條(斷面尺寸46mmX812mm)46條，總長度為58米。所述膠料中溫上模的模具溫度為90~110°C。所述硫化的溫度為155~165°C。所述沖模、保壓、硫化過程為將膠片平攤在底模上，每片膠片與模具邊緣前后距離、左右距離一致；膠條放在模具四周，均勻分布；然后合上上模，送入平板硫化機，模具與平板硫化機的兩平板接觸后，硫化機壓力上升到12MPa時，油泵停止上壓，保壓預(yù)熱24分鐘；點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到25MPa，保壓12分鐘，卸掉壓力排氣12次；再點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到79MPa，保壓12分鐘，卸掉壓力排氣12次；再點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到1113MPa，保壓12分鐘，卸掉壓力排氣12次；再點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到1620MPa，卸掉壓力排氣12次；然后壓力升至1620Mpa，開始進(jìn)行硫化；硫化結(jié)束后，將模具水冷12分鐘，然后開模，取出產(chǎn)品。在多件產(chǎn)品的批量制造過程中，模具起始溫度都控制在9011(TC之間，送入平板硫化機后，平板溫度為設(shè)定硫化溫度(155165°C)，在沖模保壓的過程中，模具溫度自然上升。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果(1)本發(fā)明的壓濾板可以應(yīng)用于食品行業(yè)的壓濾機，如白酒、果酒、低度酒、黃酒、藥酒、葡萄酒和制糖、果汁等行業(yè)固液分離的壓濾機。(2)本發(fā)明的壓濾板滿足食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品彈性好，耐熱、耐老化，使用壽命長。(3)本發(fā)明的制造工藝可以制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大型尺寸規(guī)格乙丙橡膠壓濾板。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1以質(zhì)量份數(shù)計，原材料組成為NordelIP4520(陶氏彈性體公司，EPDM牌號)90質(zhì)量份氫化液體異戊二烯橡膠(上海賽可德公司LHIR-290)10質(zhì)量份氧化鋅5質(zhì)量份硬脂酸1質(zhì)量份STERLINGSO(卡博特公司，炭黑)50質(zhì)量份防老劑22461質(zhì)量份硫黃1.5質(zhì)量份促進(jìn)劑NS1質(zhì)量份促進(jìn)劑CBS1質(zhì)量份促進(jìn)劑ZBEC2質(zhì)量份Vulkalent⑧E(朗盛公司，防焦劑)0.8質(zhì)量份。制造1719X1914X14.8食品級三元乙丙橡膠壓濾板的方法如下(1)按照上述配方組分，在XK-450開煉機中采用常規(guī)乙丙橡膠混煉工藝制備得到混煉膠，冷卻后，停放；(2)在XK-450開煉機上將混煉膠熱煉后下片，出膠片(尺寸約750mmX850mmX8.5mra)4片，嚴(yán)格控制開煉機輥距，出片厚度基本均勻；另外出膠條(斷面尺寸6mmX10mm)6條，總長度為7.2米，并控制半成品膠料總重量為23.5公斤；(3)將硫化機平板升溫至硫化溫度16CTC，模具在平板硫化機上預(yù)熱至IO(TC左右；(4)四塊膠片平攤在底模上，每塊膠片與模具邊緣前后距離、左右距離一致；6條膠條放在模具四周圍，均勻分布；(5)合上上模，送入平板硫化機，模具與兩平板接觸后，硫化機壓力表指示壓力在2Mpa時，油泵停止上壓，保壓預(yù)熱3分鐘；(6)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到4MPa，保壓l分鐘；卸掉壓力排氣1次；(7)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到腦Pa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(8)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到12MPa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(9)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到16MPa(略低于硫化機所能達(dá)到的最大表壓)，卸掉壓力排氣2次；然后壓力升至16MPa，開始計算硫化時間50分鐘；(10)硫化完成后，模具放入冷卻水槽冷卻2分鐘，然后開模，取出產(chǎn)品即可獲得食品級三元乙丙橡膠壓濾板。該產(chǎn)品適用于啤酒生產(chǎn)線上壓濾機中的橡膠濾板。實施例2以質(zhì)量份數(shù)計，原材料組成為Nordel⑧IP4520(陶氏彈性體公司，EPDM)85質(zhì)量份氫化液體異戊二烯橡膠(上海賽可德公司LHIR-290)15質(zhì)量份氧化鋅5質(zhì)量份硬脂酸1質(zhì)量份輕質(zhì)碳酸鈣30質(zhì)量份STERLINGS0(卡博特公司，炭黑)40質(zhì)量份防老劑22461質(zhì)量份硫黃1.7質(zhì)量份促進(jìn)劑NS2.5質(zhì)量份促進(jìn)劑ZBEC2.5質(zhì)量份VulkalentE(朗盛公司，防焦劑)1質(zhì)量份。制造1425X1425X21食品級三元乙丙橡膠壓濾板的方法如下(1)按照上述配方組分，在XK-450開煉機中采用常規(guī)乙丙橡膠混煉工藝制備得到混煉膠，冷卻后，停放；(2)在XK-450開煉機上將混煉膠熱煉后下片，出膠片(尺寸約600腿X600匪X8mm)8片，嚴(yán)格控制開煉機輥距，出片厚度基本均勻；另外出膠條(斷面尺寸6mmX10mm)6條，總長度為5.8米，并控制半成品膠料總重量為21.5公斤；(3)將硫化機平板升溫至硫化溫度155t:，模具在平板硫化機上預(yù)熱至ll(TC左右;(4)8塊膠片平攤在底模上，每塊膠片與模具邊緣前后距離、左右距離一致；6條膠條放在模具四周圍，均勻分布；(5)合上上模，送入平板硫化機，模具與兩平板接觸后，硫化機壓力表指示壓力在lMpa時，油泵停止上壓，保壓預(yù)熱4分鐘；(6)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到5MPa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(7)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到9MPa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(8)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到13MPa，保壓1分鐘；卸掉壓力排氣1次；(9)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到20MPa(略低于硫化機所能達(dá)到的最大表壓)，卸掉壓力排氣2次；然后壓力升至20MPa，開始計算硫化時間50分鐘；(10)硫化完成后，模具放入冷卻水槽冷卻2分鐘，然后開模，取出產(chǎn)品即可獲得食品級三元乙丙橡膠壓濾板。該壓濾板適合應(yīng)用于果酒過濾的壓濾機上。實施例3以質(zhì)量份數(shù)計，原材料組成為BunaEPG5455(朗盛公司，EPDM)80質(zhì)量份氫化液體異戊二烯橡膠(上海賽可德公司LHIR-290)20質(zhì)量份氧化鋅5質(zhì)量份硬脂酸1質(zhì)量份輕質(zhì)碳酸鈣30質(zhì)量份STERLING⑧SO(卡博特公司，炭黑)防老劑22461.5質(zhì)量份硫黃1.8質(zhì)量份促進(jìn)劑NS1質(zhì)量份促進(jìn)劑CBS1質(zhì)量份促進(jìn)劑ZBEC3質(zhì)量份Vulkalent⑧E(朗盛公司，防焦劑)l質(zhì)制造1380X1380X21.5食品級三元乙丙橡膠壓濾板的方法如下(1)按照上述配方組分，在XK-450開煉機中采用常規(guī)乙丙橡膠混煉工藝制備得到混煉膠，冷卻后，停放；(2)在XK-450開煉機上將混煉膠熱煉后下片，出膠片(尺寸約620腿X620mmX12mm)4片，嚴(yán)格控制開煉機輥距，出片厚度基本均勻；另外出膠條(斷面尺寸6mmX12mm)6條，總長度為5.6米，并控制半成品膠料總重量為24公斤；(3)將硫化機平板升溫至硫化溫度16(TC，模具在平板硫化機上預(yù)熱至9(TC左右；(4)4片膠片平攤在底模上，每塊膠片與模具邊緣前后距離、左右距離一致；6條膠條放在模具四周圍，均勻分布；(5)合上上模，送入平板硫化機，模具與兩平板接觸后，硫化機壓力表指示壓力在lMpa時，油泵停止上壓，保壓預(yù)熱3分鐘；(6)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到3MPa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(7)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到7MPa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(8)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到llMPa，保壓2分鐘；卸掉壓力排氣1次；(9)點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到16MPa，卸掉壓力排氣2次；然后壓力升至16MPa，開始計算硫化時間60分鐘；(10)硫化完成后，模具放入冷卻水槽冷卻2分鐘，然后開模，取出產(chǎn)品即可獲得食品級三元乙丙橡膠壓濾板。該壓濾板適合應(yīng)用在制糖行業(yè)壓濾機上。50質(zhì)量份量份。對比例1原材料組成為EP33(日本JSR公司，乙丙橡膠)100質(zhì)量份氧化鋅5質(zhì)量份三氧化二鐵3質(zhì)量份N330炭黑35質(zhì)量份輕質(zhì)碳酸鈣60質(zhì)量份20#機油7質(zhì)量份過氧化二異丙苯3質(zhì)量份硫黃1質(zhì)量份硬脂酸1質(zhì)量份促進(jìn)劑CBS(N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)0.3質(zhì)量份促進(jìn)劑TMTD(二硫化四甲基秋蘭姆)0.3質(zhì)量份促進(jìn)劑NOBS(N-氧二乙撐-2-苯丙噻唑次磺酰胺)1質(zhì)量份制造方法與實施例1中的步驟(1)(2)(3)(4)相同，然后升壓到16Mpa，排氣4次后，硫化50分鐘后取產(chǎn)品即對比樣品1。對比例2原材料組成為J-4045(吉化公司，乙丙橡膠)100質(zhì)量份氧化鋅7質(zhì)量份防老劑MB(2-巰基苯并咪唑)0.5質(zhì)量份防老劑4010NA(N-異丙基-N，-苯基對苯二胺)l質(zhì)量份噴霧炭黑85質(zhì)量份交聯(lián)助劑二糠叉丙酮0.3質(zhì)量份交聯(lián)助劑TAIC(三烯丙基異氰尿酸酯)1質(zhì)量份硬脂酸0.5質(zhì)量份金屬皂基混合物(模得利935P，青島昂記公司產(chǎn)品)l質(zhì)量份過氧化二異丙苯3.5質(zhì)量份制造方法與實施例2相同，得到對比樣品2。測試?yán)凑誈B4806.1-1994《食品用橡膠制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》對實施例1、2、3和對比例1、2的樣品進(jìn)行食品衛(wèi)生性能檢驗，并對這些樣品的加工性能進(jìn)行比較，結(jié)果如表1和表2所示表l:食品衛(wèi)生性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表1可知，實施例l、2、3制備得到的壓濾板檢驗結(jié)果優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，膠料具備很高的純凈程度。表2:加工性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表2中可以看出，實施例i~3膠料具有良好的流動性能和粘合性能；本發(fā)明制定的中溫上模，多級升壓沖模的工藝合理，有效地避免了產(chǎn)品墊高、流痕、缺膠、分層斷裂等質(zhì)量問題。權(quán)利要求1、一種食品級三元乙丙橡膠壓濾板，其特征在于按照質(zhì)量份數(shù)計，包括下述原材料三元乙丙橡膠80～95質(zhì)量份氫化液體異戊二烯橡膠5～20質(zhì)量份氧化鋅5～8質(zhì)量份硬脂酸1～3質(zhì)量份輕質(zhì)碳酸鈣0～30質(zhì)量份快壓出炭黑40～60質(zhì)量份防老劑0.5～1.5質(zhì)量份硫黃1.5～2.0質(zhì)量份N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5～2.5質(zhì)量份N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0～2.5質(zhì)量份二苯基二硫代氨基甲酸鋅2～3質(zhì)量份防焦劑0.4～1.5質(zhì)量份。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板，其特征在于所述三元乙丙橡膠采用溶聚法合成的高純度白色或無色的EPDM生膠，其中第三單體乙叉降冰片烯含量為46%;乙烯含量為50~55%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板，其特征在于所述防老劑為2，2'_亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板，其特征在于所述防焦劑為次磺酰胺型防焦劑。5、一種權(quán)利要求14任一項所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板的制造方法，其特征在于包括下述步驟首先將上述原材料按質(zhì)量份數(shù)配比混合，采用乙丙橡膠混煉工藝制備得到混煉膠，然后在開煉機上將所述混煉膠熱煉后下片得到膠片和膠條，再將膠料中溫上模，逐級提高溫度和壓力來沖模、保壓，硫化50~-60分鐘后即可得到食品級三元乙丙橡膠壓濾板。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板的制造方法，其特征在于所述膠料中溫上模的模具溫度為90~110°C。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板的制造方法，其特征在于所述硫化的溫度為155165°C。80~95質(zhì)量份5~20質(zhì)量份5~8質(zhì)量份1~3質(zhì)量份0~30質(zhì)量份4060質(zhì)量份0.5~1.5質(zhì)量份1.52.0質(zhì)量份0.5~2.5質(zhì)量份0~2.5質(zhì)量份23質(zhì)量份0.41.5質(zhì)量份。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的食品級三元乙丙橡膠壓濾板的制造方法，其特征在于所述沖模、保壓、硫化過程為將膠片平攤在底模上，每片膠片與模具邊緣前后距離、左右距離一致；膠條放在模具四周，均勻分布；然后合上上模，送入平板硫化機，模具與平板硫化機的兩平板接觸后，硫化機壓力上升到在l2MPa時，油泵停止上壓，保壓預(yù)熱24分鐘；點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到25MPa，保壓1~2分鐘，卸掉壓力排氣12次；再點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到7-9MPa，保壓1~2分鐘，卸掉壓力排氣1~2次；再點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到1113MPa，保壓1~2分鐘，卸掉壓力排氣1~2次；再點動油壓泵，慢沖模至壓力上升到1620MPa，卸掉壓力排氣1~2次；然后壓力升至1620Mpa，開始進(jìn)行硫化；硫化結(jié)束后，將模具水冷l-2分鐘，然后開模，得到食品級三元乙丙橡膠壓濾板。全文摘要本發(fā)明公開了一種食品級三元乙丙橡膠壓濾板及其制造方法。該壓濾板采用的主要原料為三元乙丙橡膠，是采用溶聚法合成的高純度白色或無色的EPDM生膠，其中第三單體ENB含量為4～6％；乙烯含量為50～55％。其制造方法是首先將原材料按質(zhì)量份數(shù)配比混合，采用常規(guī)乙丙橡膠混煉工藝制備得到混煉膠，然后在開煉機上將所述混煉膠熱煉后下片得到膠片和膠條，然后將膠料中溫上模逐級提高溫度和壓力來沖模、保壓，并采用平板硫化機進(jìn)行硫化，得到食品級三元乙丙橡膠壓濾板。本發(fā)明的壓濾板可以應(yīng)用于食品行業(yè)的壓濾機，滿足食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品彈性好，耐熱、耐老化，使用壽命長。文檔編號C08K13/02GK101249324SQ200710031430公開日2008年8月27日申請日期2007年11月16日優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日發(fā)明者兵彭,楊文良,勇王,肖風(fēng)亮申請人:廣州機械科學(xué)研究院