2mm橡胶板是重要的土工合成材料，2mm橡胶板透水性极低，弹性和适应变形的能力极强，适用于不同施工条件和工作应力，耐老化性能良好，处于水下和土中的耐久性尤为突出，广泛应用于土木、水利和环境等工程，提高工程防水、抗渗效果，环保和安全性优势明显，能保证工程质量及百年大计。

2mm橡胶板广泛应用于以下领域：

环保、环卫工程，如：垃圾填埋场，污水或有毒有害物处理场，危险品仓库，工业废弃物，建筑及爆破垃圾等。

水利工程，如：江河湖泊、池塘、水渠、水库、堤坝、围海堤防、灌溉系统等防渗，垂直防渗心墙，护坡，堵漏加固等。

交通工程，如：机场跑道、地铁、高速公路、高等公路、隧洞、隧道防渗等。

市政工程，如：建筑物的地下工程和屋顶蓄水池、屋顶花园防渗，污水管道衬套等。

园林工程，如：人工湖泊、喷水池、高尔夫球场等。

石化工程，如：化工厂、炼油厂、储油罐、化学反应池防渗，沉淀池内衬等。

矿业工程，如：洗选池、堆浸池、堆灰场、溶解池、沉淀池、堆场、尾矿池底衬、防渗等。

水产养殖工程，如：鱼塘、虾池内衬，海参圈护坡等。

盐业工程，如：盐场结晶池，卤池、盐膜、盐池塑苫膜等行业。

在2mm橡胶板的应用过程，由于光面2mm橡胶板表面光滑，表面摩擦力较小，尤其是受水的作用，表面摩擦力更小，对使用效果的影响更大，主要是在坡地容易发生位移、下滑、错位，使防渗工程局部渗漏，工程质量大打折扣。为了解决问题，传统2mm橡胶板加糙的工艺是通过周边互助设备在光面2mm橡胶板表面压制凸点或表面喷丝、或与土工织物复合等方法来提高2mm橡胶板的表面粗糙度，工序复杂、成本高、粘合强度低、摩擦力仍不够大，由于复合机等周边设备的应用，又大大增加了能耗。由此可见，在很多工程中光面2mm橡胶板将被糙面2mm橡胶板所代替。

而2mm橡胶板厂家于2009年成功研制的填补国内空白、具有国际先技术水平的三层共挤糙面2mm橡胶板吹塑机组采用糙面2mm橡胶板用特殊糙面吹塑成型技术，无脱层、糙面脱落等现象，直接在吹塑生产线上一次成型，不用周边互助设备，生产成本低，易施工，工程质量可靠，安全性和效益卓著，是理想的糙面2mm橡胶板生产工艺装备。项目既能生产糙面2mm橡胶板又能生产光面2mm橡胶板；可生产单糙面和双糙面的2mm橡胶板又能生产光滑焊接搭接边的糙面2mm橡胶板。目前，该生产线已出口埃及并在江苏等地投产，经用户使用表明，设备性能稳定，生产率高，性价比优良；本设备生产的糙面2mm橡胶板高速路建设只增加1%的造价，而使用寿命则可延长10年。项目所产糙面2mm橡胶板每吨售价为进口制品的三分之一，性价比良好，设备和制品均可替代进口。结束西方国家少数塑机厂才能生产糙面2mm橡胶板装备及其生产制品的垄断局面，提高中国装备制造业的创新、创造和国际竞争能力。

目前生产线主要有7m和8m2mm橡胶板宽度规格，采用HDPE以及氮气（可直接配套制氮气装备）等原料，能生产厚度2.5mm，糙面高度0.25mm的2mm橡胶板所生产的2mm橡胶板各项技术性能指标符合相关国家标准和行业标准的要求。

三层共挤糙面2mm橡胶板吹塑机组（以下简称“机组”）研究的关键技术：

自动配料及计量，高压氮气供给，糙面挤出机，光糙面可可控机头，IBC膜泡自动控制，集流式双风口风环，2mm橡胶板牵引、强力收卷及计算机集中控制系统等。

机组集氮气输送、稳压、注射、糙化、共挤、内复合于一体的成型技术，通过氮气在塑料表层发泡形成糙面的特殊工艺，使2mm橡胶板表层形成粗、细、密、匀的曲状皱纹（高度能控制使达到0.25mm），制品经模头高温高压使层与层在熔融态下实现模内复合，膜质强度高，各层结合牢固，糙面不脱落，保证糙面2mm橡胶板的质量和使用性能，使2mm橡胶板与坡地、地面之间接触良好，附着可靠，满足抗滑需求，攻克了长期影响施工质量和工程性能的重大难题，降低施工难度，提高工程质量和可靠性、安全性，提高工程防水抗渗效果，保证工程的质量及百年大计。同时，光滑焊接搭接边的糙面2mm橡胶板成功解决糙面2mm橡胶板的焊接需求。

机组生产糙面2mm橡胶板的工艺流程：

氮气源-氮气增压-计量-注射（进入糙面挤出机）-混合（氮气与塑料熔体混合）-挤出；

各组分中央集中供料-自动混料-自动计量喂料-原料塑化挤出-熔体过滤-机头膜管成型-膜泡拉伸吹涨-膜泡冷却定型-2mm橡胶板牵引-2mm橡胶板展开-储膜-2mm橡胶板收卷-膜卷长度计量-切卷-自动卸卷。

机组主要结构

机组主要由自动配料及计量系统、高压氮气供给装置、挤出机、液压快速换滤网装置、光糙面可控机头、IBC自动膜泡系统、集流式双风口风环、稳泡装置、人字夹板及护膜板、2mm橡胶板牵引装置、2mm橡胶板展开装置、储膜装置、2mm橡胶板强力收卷机、电气控制系统等部分组成。

机组生产制品的主要规格：

制品最大幅宽：7000mm、8000mm；

制品最大厚度：2.5mm；

糙面高度：0.25mm；

制品结构：三层共挤；

制品拉伸性能符合CJ/T234-2006糙面2mm橡胶板技术性能指标的要求。

机组关键技术

1、自动配料及计量系统

在大型的2mm橡胶板生产过程中，各层挤出机的供料、混料以及各层之间的厚度比例控制非常重要。由于产量高，常规的人工加料及混料根本无法满足原料供给的要求，按本机每小时1200kg产量计算，每台设备最少要配置3名原料操作工，负责搬料、开袋、配料、混料及加料，极大增加了人员成本，且其可靠性也存在不稳定的因素。另外，传统制品每层厚度都是通过对挤出量进行调整来得到，很难保证产品质量的稳定性。为了解决这一问题，我们设计了自由灵活的原料自动配料及计量系统，它不仅解决了上述问题，而且在确保制品纵向质量方面也发挥了重要的作用。其工作原理是将各层挤出机所需的原料通过真空传送到相应的混料仓，在混料仓经过预先设定的比例进行称重混和，均匀后进入挤出机的计量喂料料斗，采用减重原理确定各挤出机的给料量，通过给料量测量值和工艺设定的目标值比较，系统计算和控制挤出螺杆的转速，当挤出量由于生产目标或工艺改变时，系统同时重新计算给料速度百分比，从而保证给料量。因此，通过采用自动配料及计量系统，不但降低了劳动强度，精简了操作人员，为生产过程中原料配方实现了自动化的管理，而且薄膜精度大大提高，因而薄膜的相对厚度可减少，产量相应提高，经实际使用计算可节约原料2%～5%，以每年每台生产8640t计算，可节约原料大约260t，大约折合人民币300万元。

2、高压氮气供给装置

吹膜过程中的挤出机从塑料原料完全熔融到离开机筒，熔体各处的压力都比较高，一般在15MPa以上，传统方式获得的氮气（制氮机）一般在1MPa以下，瓶装氮气也在15MPa以下，且随氮气的逐渐减少压力降低，因此，常规的方法无法提供15-42MPa范围的高压氮气。为了解决这一问题，我们通过引进增压装置对氮气进行高压增压处理。它主要由氮气入口缓冲罐、氮气压缩机和高压氮气储气罐组成，采用平衡性极强的设计，通过多级压缩达到最大压力40MPa的高压氮气。

2mm橡胶板糙化所需要的氮气量要求严格、精确地控制。当氮气含量不足时，则生产的2mm橡胶板糙面太细，有的甚至没有糙面；当氮气含量偏高时，多余的氮气会直接从流道经口模排出，产生破泡等现象。另一方面，氮气量的供给随压力的变化较大，而且挤出过程中加气点的压力也是不断变化。因此，如何控制氮气的量，采用一种高压氮气流量控制装置，该装置通过特殊设计，能精确控制氮气的流量，它主要由高压流量计量阀组成的控制回路以及控制器两部分构成，可以同时或者单独向加糙挤出机连续供给氮气。氮气的流量通过控制器面板自由设定，且不受其他工艺条件的变化而变化。

3、糙面挤出机与基层挤出机

利用氮气对聚烯烃熔体互不相融合的特性来实现糙面2mm橡胶板生产的，让密布在聚烯烃表层熔体中的氮气在挤出达到口模的瞬间及时释放压力，产生轻度爆破从聚烯烃熔体中分离出来，从而形成附着坚固复合的曲纹状的糙面层。

糙面2mm橡胶板制品有单面加糙和双面加糙两种形式，糙面层（内、外层）主要起到增大摩擦系数的作用，高度一般为0.25mm，因此必须开发具有新功能的挤出机——糙面挤出机，它主要是在模头出口处通过氮气从熔体中溢出形成的；基层（中层）是糙面2mm橡胶板的主体部分，占总厚度的绝大多数，它确定制品的强度、刚度、防渗能力等主要性能指标。因此，对糙面挤出机和基层挤出机的设计要求完全不同。

糙面挤出机的设计，由于糙面层所需挤出量非常小，每层大约只占总厚度的10%，因而糙面挤出机规格不宜选太大，才能保持挤出的平衡、匹配；同时，由于要加入氮气，并与熔体均匀混和，因此，螺杆的设计首先要保证加气口的熔体压力非常低，不得大于25MPa，才能保证压力气体喂入挤出机。通常螺杆在同等位置的熔体压力都大于60MPa，氮气最高压力只有42MPa，造成氮气无法喂入挤出机内。氮气能够进入挤出机的工作点的选择要求很高，必须在熔融区选择，并设计供氮气进入的低压工作区。氮气入口稍前氮气虽然能够输入，但不按工作要求顺熔体正向前进，而是产生逆流运动，出现氮气从挤出机的原料加入口流出。氮气入口稍后，挤出机的熔体压力比氮气输送的最大工作压力要高得多，氮气根本不能进入挤出机，同时，由于氮气与聚烯烃原料不能相融合，氮气容易积聚并影响出口模后的制品的糙纹的分布，并出现间隔性膜泡爆破的不良现象，对项目的实施增大难度。为方便氮气从机筒进入挤出机与聚烯烃熔体混和，使氮气在聚烯烃熔体中均匀分布，并确保挤出稳定，克服压力波动对进气量影响和混和的均匀性，螺杆的设计要具有很大的长径比，应具有不得大于25MPa的氮气输入工作区域以及很好的氮气和聚烯烃熔体的混合性能，才能确保氮气与熔体均匀混和，否则，糙面会出现不均匀以及破膜的现象。同时，由于氮气和聚烯烃熔体混合过程，氮气的温度非常低，而聚烯烃熔体温度为170℃～200℃，低温的氮气对聚烯烃熔体的正常温度影响极大，熔体受到急剧冷却，破坏正常的挤出工作，对此，结构上除保留常规必要的加料段、压缩段和计量段设计之外，针对如何很好地加入氮气并确保氮气混和均匀，专门设计用于提高熔体温度的螺杆特殊剪切元件，还特别设计了氮气和聚烯烃熔体屏障、混合结构和加气结构，以确保系统的正常工作。还有一个必须解决的问题，就是氮气入口直径只有φ0.3mm～0.5mm，容易被胶料堵塞，影响氮气输入流量、产品质量和连续生产，因此必须带一个结构特殊的阀门，使氮气顺利进入挤出机。上述是为什么要针对糙面层挤出机进行选用了小螺杆、大长径比、熔体压力分布合理、特殊剪切功能的螺杆特殊设计，这样既保证了螺杆很好的塑化效果，确保了加气段压力很好地控制在较低的范围，同时又提高了氮气与熔体的均匀混合，保证了2mm橡胶板糙面的质量。

基层（具有防渗和强度功能）占总厚度的80%～90%，对性能起重要作用，一方面，如何确保挤出机对原料加工的适应性，对挤出过程的稳定性，确保优异的塑化质量非常重要。

4、光糙面可控机头

从糙面2mm橡胶板制品可以看出，模头结构最少要求三层及以上结构，且层间比例为1：8：1，而目前国内外挤出层间比例1：5：1难度已经很高，不少塑机厂商都难以做好这个层间配比（1：5：1）的塑机，技术不过关会出现窜层（挤出紊乱）现象，可见项目的要求与难度并非一般。因此模头的设计不同于常规的设计，首先，在结构设计上要充分考虑糙面层熔体的加工特性，尽可能减少熔体停留的时间，避免氮气混合物中的氮气过早析出，并确保在与基层内复合时对制品性能的影响；在参数设计上还要考虑超大层间比的设计，避免熔体在模内破裂的现象。另外，糙面2mm橡胶板制品除了单面加糙和双面加糙两种要求之外，有时还要求在糙面层留出一定宽度不需要糙面的光面部分，以方便在使用过程中相互搭接，提高焊接强度。为了解决这一问题，我们对模头作了特殊设计，首先，在糙面层增加了可调节的滑块，当需要整面加糙时，调节块打开，这样，糙面流道形成一个完整的环形流道，当氮气混合物经流道出口模时就形成整面加糙的2mm橡胶板；当需要生产光滑带的糙面2mm橡胶板时，只要将调节块关闭，使糙面层流道形成一个不完整的环形流道，当氮气混合物经流道出口模时，由于调节块挡住的弧形流道没有氮气混合物，因此，在所需的位置就形成了一定宽度的没有糙面的光面部分（即糙面2mm橡胶板之间焊接搭接用的条状光滑面）。

为了实现糙面2mm橡胶板曲状纹粗细的控制，口模定型段的长度不得过长，糙面层出口模前的锥角不宜过小，否则，氮气太容易从机头析出，使糙面条纹过细，摩擦力不够大。同时，口模间隙的大小也很重要，间隙大小直接影响到氮气的析出速度，对糙面条纹也会造成一定的影响。我们经过多次试验对比，口模间隙的大小与氮气量的大小、制品厚度、挤出速度等等因素有关。

另外，在机头的加工方面，我们采用了先进的加工设备——精密加工中心进行加工，从加工工艺上保证了层与层之间的配合紧密，避免漏料现象；同时流道表面也采用特殊的工艺处理达到了较高的加工质量，保证流道的光滑、顺畅。另外，机头材料也选用了优质合金钢，为加工质量和使用性能提供保证；加热方面采用节能的陶瓷加热器，使机头受热充分、均匀；实践证明，通过对机头材料的严格选用、结构的合理设计、先进的设备加工等多方面的配合，机头的塑化共挤效果达到最佳状态，制品的厚薄均匀度得到了有效的保证。

5、IBC自动膜泡系统

糙面2mm橡胶板的厚度一般在0.5mm～2.5mm，比一般的薄膜要厚得多，如何有效解决其冷却是提高产量的关键，除了在外部采用冷却风环之外，薄膜的内部冷却也非常有必要；另一方面，在生产2mm橡胶板时为了减少折边处的强度，牵引装置需采用特殊结构，即对两折边处不夹紧，因而在生产过程中，膜泡内部的空气会随牵引排出，膜泡直径会逐渐减小，因此为了确保糙面2mm橡胶板的有效冷却和保证薄膜的宽度精度，我们采用了IBC自动膜泡控制系统，它通过及时排出膜泡内部的热气，补充新的冷气，降低膜泡内部的温度，再通过超声波检测和智能自动控制系统平衡进、排风机的风速风量，达到了快速冷却膜泡提高产量和薄膜的质量的目的。

6、集流式双风口风环

糙面2mm橡胶板制品的生产过程中，吹涨比一般在1.2以下，且厚度在0.5mm～2.5mm之间，如何在确保出风均匀的情况下提高薄膜的冷却效果非常关键。原来项目使用常规的精密双风口风环，出现膜泡冷却速度不理想，而且在机头口模区域堆积熔料，导致冷却不均，制品厚薄不均，机械性能不一致，甚至膜路跑偏无法纠正，无法正常工作。为了解决问题，把风环改进设计为精密型集流式双风口风环，它主要由风室、上下两个独立的出风口和集流圈组成。2mm橡胶板风环与其它吹塑机械风环的不同，在于必须具备很大出风量（风量比常规风环要大一倍），设计时必须保证风道流畅、阻力小。气流的分布必须均匀，气口根据制品的规格能够进行相应的调节，使气流射速均匀，压力稳定，气流调节的方向必须保证气流高效地喷射到的膜泡冷凝线以及下部的圆柱形膜泡的冷却区域上，使膜泡得到快速、高效、均匀的冷却，保证制品的质量与性能。下风口预冷却刚挤出的管坯，消除口模真空度，形成膜泡不粘贴风环壁的气垫层，使熔融管坯初始吹胀及初始拉伸时得到预冷却。由于上风口气量大，流速高，气流分散度广，因此通过集流圈对气流进行诱导、压缩、集合，有助于快速冷却膜泡，又不因风量大需要过大增加风机的功率与规格，该结构不仅大大提高了膜泡的稳定性，而且令膜泡更稳定，冷却效果更佳，同时具备一定的节能效果。我们将风环所用的气流通过冷冻水机组恒温控制到15℃～20℃，更好地提高冷却效果，使设备更具先进性，产能更高。

7、2mm橡胶板牵引装置

吹塑2mm橡胶板一般在经过第一牵引装置后，需要将其展开以便获得更加宽幅的2mm橡胶板（片），常规的设计是薄膜经过牵引后形成两个折边，当薄膜展开后会在膜上出现两道折痕，不但影响薄膜的卷取质量，而且对薄膜的强度等性能指标影响极大。因此，要求糙面2mm橡胶板的牵引装置在牵引的过程中对两端的折边不夹紧，避免或减少薄膜的折边。针对这一问题，我们采用了2mm橡胶板专用牵引装置，它主要由主动辊和特殊结构的被动辊组成，被动辊采用宽度比主动辊要窄，在生产不同规格时，宽度还能根据需要调节，确保在牵引的过程中不会形成不可逆转的折痕，确保制品的质量。

8、2mm橡胶板强力收卷机

糙面2mm橡胶板如果采用表面收卷，则无法卷取；如果采用中心收卷，一方面需要使用6寸以上气涨轴，取轴和上轴操作要用专用工具，同时还要考虑收卷轴的刚性。因此，针对这一问题我们采用了2mm橡胶板厂家专用的2mm橡胶板强力收卷机，它通过表面加中心的结构，解决上述问题。大直径刚性好的摩擦辊支撑6寸纸芯，无需使用气涨轴，操作方便；中心动力随卷径增大自动调节位置，确保膜卷卷取质量。

9、电气控制系统

传统的2mm橡胶板吹塑设备控制方式简陋，通常采用按钮式的操作，分布比较分散，操作时容易出现误动作或者控制精度差，程序运行的速度慢，操作人员要求多等问题，从而无法满足高自动化生产的要求。因此，设计时采用了先进的计算机集中操作自动控制技术，实现整机自动配料计量控制、温度控制、螺杆控制、氮气量的控制、风环风速控制、稳泡器控制、人字板和护膜板角度控制、牵引系统控制、薄膜线速度控制、自动收卷机控制等，同时显示和监控温度、电流、电压、压力、长度、张力、速度等各种参数，并具有打印、自动报警和自诊断等功能，实施现场智能化的精确控制、监测以及远程参数化，方便操作。