nghiên cứu công nghệ sản xuất phụ tùng cao su kỹ thuật có lõi kim loại, chịu áp lực cao dùng cho ngành cấp thoát nước

Các quốc gia sắn xuất cao su trên thế giới tập trung nghiên cứu các lọai Joint cao sư có đây đủ tính năng ưu việt về cơ lý & đặc biệt là đảm bảo sức khỏe con người để đáp ứng nhu cầu ngà

TONG CONG TY CONG NGHIỆP SAI GON

CONG TY CAO SU THONG NHAT

BAO CAO KET QUA

DE TAI

NGHIEN CUU CONG NGHE SAN XUAT

CHỊU ÁP LỰC CAO DÙNG CHO NGÀNH CẤP NƯỚC

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : ÔNG TRẤN THANH LÃM -KỸ SƯ HÓA

CƠ QUAN CHỦ TRÌ: CÔNG TY CAO SU THỐNG NHẤT

2T 1<

_———— —

MỤC LỤC

I TONG QUAN VE PHU TUNG CAO SU KY THUAT CO LOI KIM LOAI

A Giới thiệu về các sản phẩm đã nghiên cứu

B Giới thiệu về lõi kim loại xử dụng S ~.- 13

H CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1/ Nghiên cứu thành phần công thức .- -.~ 15

2/ Qui trình xử lý lối kim loại

3/ Định vị lõi kim loại trong khuôn .- S.~.~.~.~ce~serre 24

4/Kết dính giữa cao su và kimiloại «.se.=ceexcxreero=rereree 25 5/ Qui trình lưu hóa sản phẩm bằng phương pháp ép chuyển 28

- Các đơn hàng cao su có lối kim loại sẵn xuất trong năm 2007

- Tiêu chuẩn kiểm tra lõi inox ,

~ Tai liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

Xuất phát từ yêu câu có nguồn nước tốt cung cấp cho việc sinh họat hàng ngày của con người & sản xuất công nghiệp Nguôn nước tại một số nơi trên

thế giới bị ảnh huởng của các lọai Joint cao su không đạt yêu cầu về chất lượng thậm chí việc gắn kết các đường ống dẫn nước không tốt làm bể đường ống gây

thất thóat nước là rất lớn Nhiều nơi trên thế giới không đủ nguồn nước cung cấp cho việc sinh họat hàng ngày của người đân Các quốc gia sắn xuất cao su trên thế giới tập trung nghiên cứu các lọai Joint cao sư có đây đủ tính năng ưu việt về cơ lý

& đặc biệt là đảm bảo sức khỏe con người để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về chất lượng cuộc sống

Với mục đích

- Nâng cao trình độ sản xuất những sản phẩm cao su kỹ thuật có yêu cầu tính năng

đặc biệt phục vụ cho ngành cấp thoát nước trong nước và ngoài nước

-Đa đạng hóa chủng loại sản phẩm của Công Ty hiện nay nhằm nâng cao khả năng cạnh tranh trong qứa trình hội nhập thị trường nước ngoài

- Làm chủ được qui trình công nghệ sản xuất chủng loại sản phẩm đời hỏi phải kiểm tra chặt chế ở từng công đoạn — đào tạo ý thức tự kiểm tra của người công

nhân khi tham gia sản xuất

- Lầm cơ sở để xây dựng qui trình công nghệ các loại sẩn phẩm cao su kỹ thuật

có lõi kim loại dùng trong các ngành công nghiệp khác như : ô tô , khai thác mỏ

- Ngoài các mục tiêu nêu trên , để tài cũng tạo thêm công việc làm mới , tăng

doanh số của Công Ty

Để đáp ứng các mục tiêu trên , Phòng Nghiên cứu Phát Triển và Xí nghiệp Cao

Su Kỹ Thuật Cao ( Công ty Cao Su Thống Nhất) đã tự nghiên cứu, thành công

2

công nghệ sản xuất phụ tùng cao su kỹ thuật có lõi kim loại , chịu áp lực cao dùng

hồi các joint cao su dùng để làm kín hệ thống đường ống có các tính năng cơ lý

cao Nhóm nghiên cứu đã sản xuất các loại sẩn phẩm có lõi kim loại như trình

bày dưới đây :

A/ Giới thiệu về các sản phẩm đã nghiên cứu :

Hình tổng quát

Hình

Kích thước : : Tối thiểu

- Đường kính ngoài(inch) : — 5.68

- Chiểu cao (inch) : 0.97

- Chiểu dày (inch) : 0.59

Số lõi inox /sản phẩm : 5 lõi inox

Loại lõi : nhỏ

Ma sé san phim : USP 002 (6” )

Tối đa

5.8 1.03 0.62

Tênsảnphẩm : GASKET FIELDLOK 300 RESTRAINT

- Banvé:

- Chiểu cao (inch) : 0.97 1.03

- Chiéu day (inch) : 0.59 0.62

Số lõi inox /sản phẩm : 7 lõi inox

Loại lõi : nhỏ

Mã số sản phẩm : USP 003 (8”)

Tên sản phẩm :GASKET FIELDLOK 200(8”)

Bản vẽ :

BAN VE CHI TIET USP 0023

Hình

Kích thước :

- Đường kính ngoài( inch)

; Chiểu cao (inch)

- Chiểu dày (inch)

Số lõi inox sản phẩm :

Loại lôi :

Tối thiểu 10.05 1.18 0.7

10 lõi inox

lớn

Tối đa

10.25 1.24 0.73

4 Mã số sản phẩm : USP 004 (10”) Tênsắnphẩm :GASKET FIELDLOK 250( 10”)

Hình

Kích thước :

- Đường kính ngoài( inch) :

- Chiểu cao (inch)

- Chiéu day (inch)

15 16i inox lớn

- Đường kính ngoài( inch) : 14.24

- Chiểu cao (inch) 1.27

- Chiểu dày (inch) 07

Số lõi inox /sản phẩm : 20 lõi inox

Loại lõi : lớn

B/ Giới thiệu về lõi kim loại sử dụng

Tối đa

14.52 1.33 0.73

Lõi inox do Céng ty Rathbone Precision Metals -USA cung cấp với thành phần

hoá học nhu sau :

tương đương loại Stainless steel 420

(Xem kết qủa phân tích lõi trong phan phụ lục )

2/ Lõi inox nhổ dùng cho các sản phẩm USP 001, USP 002

USP 601, USP 002

3/ Lõi inox lớn đùng cho các sản phẩm USP 093, USP 004, USP005

4/ Tiêu chuẩn kiếm tra lõi ( xem tiêu chuẩn đính kèm

14

LÕI INOX USP003, USP904, USP005 LON DUNG CHO

11/CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1/ Nghiên cứu thành phần công thức :

Qua nhiều lần thử nghiệm , nhóm nghiên cứu đã xác định được thành phần và qui trình cán luyện công thức keo cứng và keo mềm của các sản phẩm

joint cao su có lõi kim loại để đấm bảo tính năng cơ lý của sản phẩm Dưới đây

là một số kết qủa tiêu biểu :

Li Keo cứng

1.1.1 Yêu cầu kỹ thuật

Công thức Độ cứng sản | Độ bển kéo đứt | Độ dấn đài khi đứt

phẩm shore A Mpa (min) % (min )

N 281013 78-88 10 200

15

Phương pháp thử nghiệm để xác định các thông số như sau :

Độ cứng shore A : TSO 7619 :2004

Độ bến kéo đứt MP a : ISO 37 :1994

Độ đãn dài khi đứ(% : ISO 37: 1994 -

Từ yêu cầu kỹ thuật chính nêu trên và sản phẩm dùng trong ngành nước , nhóm nghiên cứu sử dụng các loại nguyên liệu có chất lượng cao

1.1.2 Nguyên vật liệu sử dụng

© Cao suSBR 1605 - do Công ty ISP Elasiomer sản xuất với thành

phần cơ bản như sau :

* Styrene- Butadien 100 pts

* Carbon black N - 550 50 pts

® Cao su HS870: High Styrene rubber của Công ty Sumitomo

¢ Clay hard : Chat dén , C6ng ty Cao lanh Tin phú sản xuất

e ZnO :99.75% của Céng Ty MinmetChem | e_ Acid stearic : của Mã lai đo Công Ty Hiệp thành Phát cung cấp

e Antilux 110: có hàm lượng n- parafin 70.2 % do CTy Rein Chemie

cung cấp

© Phòng lão 6PPD : 98.43% do Cty Flexsys - Bỉ sản xuất

© TMQ: do Cty Lanxess An dé cung cap

e CBS:chất xúc tiến do Cty Zhenjiang cung cấp

e TMTD: độ tỉnh khiết 97,3% do Cty Lanxess Singapore cung cấp

«©_ Lưu huỳnh : độ tỉnh khiết 99.9 % do CTy Saekwang — Korea sản xuất

1.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ S và chất đôn đối với các tính năng cơ

lý

16

Để đạt được các tính năng theo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, nhóm nghiên

cứu xác định ảnh hưởng của S và chất độn để đưa ra công thức tối ưu phan

b / Tính năng cơ lý của hỗn Yêu cầu kỹ

hợp keo thử nghiệm: thuật :

- Độ đãn dài khi đứt % 254 312 334 200 ( min )

_ Đệ cứng sản phẩm shore A 74 76 79 78-88

c/ Nhân xét : Yéu shore | Yếu shore | Độ cứng đạt ,độ

bền và độ đấn

đài khi đứt đạt yêu cầu

17

1.1.4 Kết qủa & biên luận :

Với kết qủa thử nghiệm nêu trên, công thức tối ưu của phần cứng là công

thức số3 Với lệ chất độn là 50% và lưu huỳnh là 2 % độ cứng đạt 79

shore A , so sánh với yêu cầu của khách hàng là 78- 88 shore A, trị số này nằm ở mức thấp nhưng theo kinh nghiệm trong khi tổn trữ độ cứng của sản phẩm có khả năng tăng thêm 2 hoặc 3 shore, vì vậy nhóm nghiên cứu chọn

công thức 3 để đảm bảo độ cứng sản phẩm khi tổn trữ đồng thời các tính

năng cơ lý khác như độ bên kéo đứt và độ dãn đài khi đứt cũng cao hơn các công thức khác

Giản đồ TS2 —TC 90 của _Công thức số 3:

Tính năng cơ lý của hỗn hợp keo N 28101/3 - Công thức số 3 như sau :

1.2.2 Nguyên vâi liêu sử dụng ;

Công thức N25102 cán luyện bằng máy cán hở nên một số nguyên liệu làm ô

nhiểm môi trường như than , các chất xúc tiến được trộn sấn vào cao su

¢ Cao su SBR 1815 : do Công ty ISP SALES (UK) cung cấp với thành

phần cơ bản như sau :

* Styrene- Butadien 100 pts

* Carbon black N - 330 75 pts

* Dầu Napth 37.5 pts

¢ Cao su SBR 1605: do Công ty ISP SALES (ÚK) cung cấp với thành

phần cơ bản như sau :

* Styrene- Butadien 100 pts

* Carbon black N - 550 50 pts

19

e BROI: Cao su Butadien do Cty BST Elastomers sản xuất

©_ A.stearic :của Mã lai do Công Ty Hiệp thành Phát cung cấp

© IPPD: Phòng lão có độ tỉnh khiết 96.5% do Cty Flexsys ~Bi san xuất

e Antilux 110 : có hàm lượng n- parafin 70.2% do CTy Rein Chemie

cung cấp

Bốn loại nguyên liệu đưới đây đã trộn sẵn để không gây ô nhiễm môi trường

do Cty Rhein Chemie san xuất

hợp keo thử nghiệm: thuật

- Độ bển kéo đứt Mpa 6.08 8.28 8.38 7 (min)

- Độ đấn dài khi đứt % 203 331 336 |200 (min)

_ Độ cứng sản phẩm shore A 50 53 37 48-58

e/ Nhân xét : Yếu shore | Độ cứng đạt độ | Shore ở

bên va 46 din mức cao

1.2.4 Kết gủa & biên hận :

Với kết qủa thử nghiệm nêu trên, công thức tối ưu của phần mềm là công

thức số 2 Với tỉlệ 5 -80là 1.25 % độ cứng đạt 53 shore À, so sánh với

yêu cấu của khách hàng là 48-58 shore A_, trị số này nằm ở mức trung bính

, vì vậy nhóm nghiên cứu chọn công thức 2 để đảm bảo độ cứng sản phẩm

khi tổn trữ đồng thời các tính năng cơ lý khác như độ bển kéo đứt và độ dãn

đài khi đứt cũng cao hơn các công thức 1

c7 Giận độ TS2 ~TC 90 Công thức

Tinh năng cơ lý của hỗn hợp keo N 25102 - Công thức số 2 như sau :

Nhiệt độ thử nghiệm: 158- 164oC TS2 : 1.14

Mục đích của qúa trình xử lý lõi kim loại là :

Tạo bể mặt kim loại sạch trước khi sơn lót

# Loại đầu nhớt khổi bể mặt kim loại vì những chất này ngăn cẩn lớp sơn lót bám đính vào bể mặt

+* Loại các rỉ sét , làm giảm độ bám đính của mối nối

Nhóm nghiên cứu đã xác định được các thông số cơ bản của qúa trình xử lý

lõi như : loại dung môi khử dấu , nhiệt độ , thời gian khử dầu, qui tình

kiểm tra chất lượng dung môi khử dấu - thời gian bắn cát để tăng độ nhám bể

mặt

Kết qủa qui trình như sau :

2.1/ Kiểm tra ngoại quan, kích thước , độ cứng :( Tiêu chuẩn kiểm tra lối )

2.2/Khử đầu lần 1:

Lõi sau khi kiểm tra đạt các yêu cầu ngoại quan và kích thước được chuyển qua công đoạn khử đầu , dùng dung môi là Tricloroetylene để khử đầu , gồm các bước sau :

2.2.1/ Chuẩn bị :

Vệ sinh sạch sẽ khu vực xử lý

Cho dụng môi Tricloroetylene vào thùng đến mức qui định

Đóng cầu dao mở hệ thống làm lạnh ( nhiệt độ 17-25 °C ) Sau 30 phút mở hệ

thống đun sôi dung dịch

2.2.2/ Xứ lý :

Lỗi inox được cho vào các gió thép (khoảng 1⁄3 giỏ )

Cho 3 giỏ một lần vào thùng degreaser

Nhiệt độ dung môi 86-89 °C

Thời gian xử lý : 30 phút

2.2.3 /Kế tthúc :

Mở nắp thùng lấy sản phẩm và đậy nắp ngay để tránh thất thoát dung môi

Sản phẩm sau khi xử lý xong cho vào thùng nhựa bảo quản sạch nơi khô ráo

23

2.3 / Bắn cát :

Lõi sau khi đã khử đầu lần I được chuyển qua công đoạn bắn cát

Loại cát xử dụng : Oxyt Nhôm A36

Chất lượng khử dầu tuỳ thuộc vào chất lượng dung môi tricloroetylen , trong qúa

trình xử dụng mức độ acid của Tricloroetylen thay đổi, trong sẩn xuất mức acid > 0.08 % Nếu kết qủa kiểm tra < 0.08 % thì bổ sung tricloroethylen mới để

ổn định nồng độ acid trong dung môi Qui trình kiểm tra và biểu đổ theo dõi xem trong phần phụ lục

Định vị lõi kim loại trong khuôn :

Để có thể thực hiện các công đoạn như sơn lõi , chuyển lõi vào khuôn nhanh

chóng và chính xác , nhóm nghiên cứu đưa ra biện pháp dùng mâm định vị

Lõi sau khi bắn cát và khử dâu được gắn vào các mâm định vị , các mâm được đặt chồng lên nhau và chuyển qua công đoạn sơn lõi như mô tả trong phẩn 4.3

Cấu tạo mâm định vị : `

Mâm được làm bằng tấm nhựa tròn đường kính tùy thuộc vào từng mã số sản phẩm

, chiểu đày 10 mm, tâm mâm khoét lỗ hình vuông do đó có thể chồng nhiều

mâm lên nhau không chiếm mặt bằng sản xuất nhiều , tại các vị trí có lõi được

bắt ngàm có nam châm, khi gắn lõi được giữ vào mâm định vị.

Hình mâm định vị :

4 Kết dính giữa cao su và kim loại ;

4.1 Nguyên lý kết dính giữa cao sư và kim loại :

Trong loại sản phẩm này , nhóm nghiên cứu xử dụng lớp sơa lót (Chemlok 205 )

để tạo lớp bám đính trên bể mặt kim loại, tiếp theo dùng ( Chemlok 220) để sơn phủ lớp sơn này có tác dụng bám dính trên lớp sơn lót và là lớp trung gian

để cao su bám vào

Sau khi xác định công thức tối ưu phẩn keo cứng , nhóm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng nêng độ của Chemlok 205 và Chemlok 220 với độ bám dính của cao su và lối inox

và xác định qui trình pha các tác nhân kết đính và qui trình sơn lối , kết qủa

như sau :

4.2 /Cách pha Chemlok 205 ( keo xám ) :

-Pha Chemlok 205 và dung môi MEK theo lệ: 1⁄2; 1/1; 2/1

- Cho dung dịch vào thùng và khuấy với tốc độ 200 -400 vòng /phút trong thời gian 30 “

4.3 / Cách pha Chemlok 220 { keo đen ) :

-Pha Chemlok 205 va dung môi Toluen theo lệ: 1⁄2; 1⁄1; 2/1

- Cho dung dich vào thùng và khuấy với tốc độ 200 -400 vòng /phút trong thời

gian 30 ° 4.4 / Cách sơn :

- Dùng Pistole xịt nước sơn xám ( dung dịch Chemlok 205 ) đều trên mặt lõi

đã khử đâu , để khô 1 giờ

~ Dùng Pistole xịt nước sơn đen ( dung dịch Chemlok 220 ) đều trên mặt lõi

đã sơn xám , để khô 1 giờ

4.5 /Bảo quản lõi đã sơn :

- Đậy lõi đã sơn nước sử lý bằng bao giấy sạch sau đó lưu trữ nơi sạch sẽ tối thiểu 1-3 giờ mới đem ra thực hiện lưu hóa

- Lõi đã sơn chỉ thực hiện lưu hóa khi thời gian tổn trữ không qứa 2 ngày

26