一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明將脂肪酸、硬脂酸鋅、白炭黑、瀝青、C9石油樹脂、辛基酚醛樹脂、防護(hù)蠟、聚乙二醇按比例摻混，然后于70℃下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑，將其用于橡膠共混體系能降低混煉膠的粘度，提高了膠料共混的均勻性，改善了膠料的加工性能，減少了混煉過程的能量損耗，利于炭黑均勻分散于膠料中，并且在某些物理機(jī)械性能上已經(jīng)超過使用商用均勻劑40MS的物理機(jī)械性能，具有非常重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于精細(xì)化工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)橡膠產(chǎn)品的性能要求也越來越高，為了滿足社會(huì)需求及成本，需要對(duì)橡膠配方進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中，橡膠膠種間的并用是提高膠料性能的重要途徑，通過并用膠的適度混合可以有效改善橡膠制品的物理機(jī)械性能及加工性能，并擴(kuò)大了其適用范圍。但是大部分橡膠由于大分子結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、極性和溶解度參數(shù)等不同，缺乏必要的相容性，混煉膠的分散的穩(wěn)定性差，在微觀結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為非均相體系，進(jìn)而限制了并用膠性能的發(fā)揮，如何提高橡膠并用體系的分散效果已經(jīng)成為橡膠研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為了緩解橡膠加工過程中的這些矛盾，研究并開發(fā)一種橡膠均勻-分散劑具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]均勻分散劑主要是一些不同極性的低分子量樹脂的混合物，其能改善不同分子量、極性和粘度的并用膠間的分散性，并使相態(tài)穩(wěn)定，并能發(fā)揮樹脂增粘、增塑及潤(rùn)滑效果。為了滿足橡膠工業(yè)高速發(fā)展的需要，研究和開發(fā)一種對(duì)橡膠加工工藝的改進(jìn)具有重要意義的均勻分散劑具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明以廉價(jià)的原材料制備橡膠共混體系的均勻分散劑，并能接近國(guó)外產(chǎn)品的性能，降低了橡膠共混體系用均勻分散劑的使用門檻和成本。
[0005]一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑，其特征在于該均勻分散劑采用如下重量份數(shù)比原料制成:C12-C22脂肪酸0.5-2.5份，硬脂酸鋅1-5份，白炭黑0-10份，浙青25份，C9石油樹脂25份，辛基酚醛樹脂20份，防護(hù)蠟0.3-2.0份，聚乙二醇1_3份。
[0006]進(jìn)一步地，所述C12-C22脂肪酸選自羥基脂肪酸、大豆油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、花生油脂肪酸和棕櫚油脂肪酸中的一種。
[0007]進(jìn)一步地，所述的防護(hù)蠟為聚乙烯蠟WAX-420P或氧化聚乙烯蠟AC-629。
[0008]進(jìn)一步地，所述的聚乙二醇為聚乙二醇200或聚乙二醇400。
[0009]一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下:
[0010]將脂肪酸、硬脂酸鋅、白炭黑、浙青、C9、辛基酚醛樹脂、防護(hù)蠟、聚乙二醇按比例摻混，然后于70°C下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑。
[0011]一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑的應(yīng)用，其特征在于包括如下應(yīng)用步驟:
[0012](I)將天然橡膠投入HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中塑煉2min,然后加入均勻-分散劑混煉1.5min，再加入順丁橡膠塑煉1.5min，再加入硬脂酸SA、防老劑RD、氧化鋅等混煉lmin,再加入炭黑和環(huán)燒油4010混煉1.5min,排料停放冷卻。
[0013](2)在開煉機(jī)上分別加促進(jìn)劑DM和硫磺，薄通打三角包數(shù)次，停放24小時(shí)后，在平板硫化機(jī)上硫化成型，硫化溫度150°C，硫化時(shí)間由硫化曲線確定。
[0014]上述原料的重量份數(shù)如下:
[0015]天然橡膠60份，順丁橡膠40份，氧化鋅4份，環(huán)烷油40105份，硬脂酸SA 2份，促進(jìn)劑DMl.2份，硫磺2份，防老劑RDl.5份，炭黑50份，均勻-分散劑0_6份。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017](I)橡膠共混體系用均勻分散劑具有較好的應(yīng)用效果，降低混煉膠的粘度，提高了膠料共混的均勻性，改善了膠料的加工性能，減少了混煉過程的能量損耗，并且在某些物理機(jī)械性能上已經(jīng)超過使用商用均勻劑40MS的物理機(jī)械性能，接近商用均勻分散劑的標(biāo)準(zhǔn)。
[0018](2)橡膠共混體系用均勻分散劑使膠料中相態(tài)分散均勻，顆粒尺寸變小，改善了不同橡膠并用體系的均勻分散問題。
[0019](3)橡膠共混體系用均勻分散劑的加入降低了炭黑聚集體的數(shù)量，減少了炭黑粒徑的大小，利于炭黑均勻分散于膠料中，且其對(duì)膠料的均勻分散效果接近商用均勻分散劑。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]將羥基脂肪酸0.5份，硬脂酸鋅I份，白炭黑O份，浙青25份，C9石油樹脂25份，辛基酚醛樹脂20份，聚乙烯蠟WAX-420P0.3份，聚乙二醇2001份摻混，然后于70°C下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑。
[0023]均勻分散劑在橡膠共混體系中的應(yīng)用:
[0024]將60份天然橡膠投入HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中塑煉2min，然后加入均勻分散劑I份混煉1.5min，再加入40份順丁橡膠塑煉1.5min，再加入2份硬脂酸SA、1.5份防老劑RD、4份氧化鋅等混煉lmin，再加入50份炭黑和5份環(huán)烷油4010混煉1.5min,排料停放冷卻。在開煉機(jī)上分別加1.2促進(jìn)劑DM和2份硫磺，薄通打三角包數(shù)次，停放24小時(shí)后，在平板硫化機(jī)上硫化成型，硫化溫度150°C，硫化時(shí)間由硫化曲線確定。
[0025]混煉膠的能耗、排膠溫度采用HAAKE Rheomix OS轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試，測(cè)試條件:轉(zhuǎn)速50r/pm,溫度 90 °C。
[0026]混煉膠的門尼粘度采用GB/T1232.1-2000，由MOONEY MV 2000型門尼粘度儀測(cè)定，測(cè)試條件:100°C預(yù)熱lmin,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4min,松弛60s。
[0027]硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度采用GB/T528-1998，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0028]硫化膠力學(xué)性能撕裂強(qiáng)度采用GB/T529-1999，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0029]將制好的試樣停放16小時(shí)后進(jìn)行阿克隆磨耗測(cè)試，采用GB/T1689-1998，在GT-7012-A型阿克隆磨耗機(jī)上測(cè)試。
[0030]硫化膠的炭黑分散度采用GB6038，在EKT-2002MG型炭黑分散儀上測(cè)試。
[0031]經(jīng)測(cè)試，混煉膠的能耗為352.2KJ、排膠溫度分別為126°C，門尼粘度為30.4M，硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度為20.2Mpa，撕裂強(qiáng)度為41KN/m，阿克隆磨耗為0.508cm3，炭黑平均分散度(ASTM)為96.1。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]將棕櫚油脂肪酸I份，硬脂酸鋅3份，白炭黑5份，浙青25份，C9石油樹脂25份，辛基酚醛樹脂20份，聚乙烯蠟WAX-420P0.3份，聚乙二醇4001份摻混，然后于70°C下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑。
[0034]均勻分散劑在橡膠共混體系中的應(yīng)用:
[0035]將60份天然橡膠投入HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中塑煉2min，然后加入均勻-分散劑3份混煉1.5min，再加入40份順丁橡膠塑煉1.5min，再加入2份硬脂酸SA、1.5份防老劑RD、4份氧化鋅等混煉lmin，再加入50份炭黑和5份環(huán)烷油4010混煉1.5min,排料停放冷卻。在開煉機(jī)上分別加1.2促進(jìn)劑DM和2份硫磺，薄通打三角包數(shù)次，停放24小時(shí)后，在平板硫化機(jī)上硫化成型，硫化溫度150°C，硫化時(shí)間由硫化曲線確定。
[0036]混煉膠的能耗、排膠溫度采用HAAKE Rheomix OS轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試，測(cè)試條件:轉(zhuǎn)速50r/pm,溫度 90 °C。
[0037]混煉膠的門尼粘度采用GB/T1232.1-2000，由MOONEY MV 2000型門尼粘度儀測(cè)定，測(cè)試條件:100°C預(yù)熱lmin,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4min,松弛60s。
[0038]硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度采用GB/T528-1998，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0039]硫化膠力學(xué)性能撕裂強(qiáng)度采用GB/T529-1999，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0040]將制好的試樣停放16小時(shí)后進(jìn)行阿克隆磨耗測(cè)試，采用GB/T1689-1998，在GT-7012-A型阿克隆磨耗機(jī)上測(cè)試。
[0041]硫化膠的炭黑分散度采用GB6038，在EKT-2002MG型炭黑分散儀上測(cè)試。
[0042]經(jīng)測(cè)試，混煉膠的能耗為344.2KJ、排膠溫度分別為118°C，門尼粘度為34.SM，硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度為19.8Mpa，撕裂強(qiáng)度為43KN/m，阿克隆磨耗為0.431cm3，炭黑平均分散度(ASTM)為97.3。
[0043]實(shí)施例3:
[0044]將棕櫚油脂肪酸1.5份，硬脂酸鋅3份，白炭黑10份，浙青25份，C9石油樹脂25份，辛基酚醛樹脂20份，聚乙烯蠟WAX-420P0.3份，聚乙二醇4001份摻混，然后于70°C下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑。
[0045]均勻分散劑在橡膠共混體系中的應(yīng)用:
[0046]將60份天然橡膠投入HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中塑煉2min，然后加入均勻-分散劑5份混煉1.5min，再加入40份順丁橡膠塑煉1.5min，再加入2份硬脂酸SA、1.5份防老劑RD、4份氧化鋅等混煉lmin，再加入50份炭黑和5份環(huán)烷油4010混煉1.5min,排料停放冷卻。在開煉機(jī)上分別加1.2促進(jìn)劑DM和2份硫磺，薄通打三角包數(shù)次，停放24小時(shí)后，在平板硫化機(jī)上硫化成型，硫化溫度150°C，硫化時(shí)間由硫化曲線確定。
[0047]混煉膠的能耗、排膠溫度采用HAAKE Rheomix OS轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試，測(cè)試條件:轉(zhuǎn)速50r/pm,溫度 90 °C。
[0048]混煉膠的門尼粘度采用GB/T1232.1-2000，由MOONEY MV 2000型門尼粘度儀測(cè)定，測(cè)試條件:100°C預(yù)熱Imin,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4min,松弛60s。
[0049]硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度采用GB/T528-1998，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0050]硫化膠力學(xué)性能撕裂強(qiáng)度采用GB/T529-1999，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0051]將制好的試樣停放16小時(shí)后進(jìn)行阿克隆磨耗測(cè)試，采用GB/T1689-1998，在GT-7012-A型阿克隆磨耗機(jī)上測(cè)試。
[0052]硫化膠的炭黑分散度采用GB6038，在EKT-2002MG型炭黑分散儀上測(cè)試。
[0053]經(jīng)測(cè)試，混煉膠的能耗為336.2KJ、排膠溫度分別為116°C，門尼粘度為29.8M，硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度為18.89Mpa，撕裂強(qiáng)度為44KN/m，阿克隆磨耗為0.417cm3，炭黑平均分散度(ASTM)為97.8。
[0054]實(shí)施例4:
[0055]將蓖麻油脂肪酸2.5份，硬脂酸鋅5份，白炭黑10份，浙青25份，C9石油樹脂25份，辛基酚醛樹脂20份，氧化聚乙烯蠟AC-6290.3份，聚乙二醇4001份摻混，然后于70°C下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑。
[0056]均勻分散劑在橡膠共混體系中的應(yīng)用:
[0057]將60份天然橡膠投入HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中塑煉2min，然后加入均勻-分散劑6份混煉1.5min，再加入40份順丁橡膠塑煉1.5min，再加入2份硬脂酸SA、1.5份防老劑RD、4份氧化鋅等混煉lmin，再加入50份炭黑和5份環(huán)烷油4010混煉1.5min,排料停放冷卻。在開煉機(jī)上分別加1.2促進(jìn)劑DM和2份硫磺，薄通打三角包數(shù)次，停放24小時(shí)后，在平板硫化機(jī)上硫化成型，硫化溫度150°C，硫化時(shí)間由硫化曲線確定。
[0058]混煉膠的能耗、排膠溫度采用HAAKE Rheomix OS轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試，測(cè)試條件:轉(zhuǎn)速50r/pm,溫度 90 °C。
[0059]混煉膠的門尼粘度采用GB/T1232.1-2000，由MOONEY MV 2000型門尼粘度儀測(cè)定，測(cè)試條件:100°C預(yù)熱lmin,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4min,松弛60s。
[0060]硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度采用GB/T528-1998，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0061]硫化膠力學(xué)性能撕裂強(qiáng)度采用GB/T529-1999，在Zwick/Roell Zoo5型電子拉力測(cè)試機(jī)進(jìn)行測(cè)試，拉伸速率為500mm/min，測(cè)試溫度為25°C。
[0062]將制好的試樣停放16小時(shí)后進(jìn)行阿克隆磨耗測(cè)試，采用GB/T1689-1998，在GT-7012-A型阿克隆磨耗機(jī)上測(cè)試。
[0063]硫化膠的炭黑分散度采用GB6038，在EKT-2002MG型炭黑分散儀上測(cè)試。
[0064]經(jīng)測(cè)試，混煉膠的能耗為332.2KJ、排膠溫度分別為113°C，門尼粘度為29.3M，硫化膠力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度為18.23Mpa，撕裂強(qiáng)度為42KN/m，阿克隆磨耗為0.473cm3，炭黑平均分散度(ASTM)為98.5。
[0065]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑，其特征在于該均勻分散劑采用如下重量份數(shù)比原料制成:C12-C22脂肪酸0.5-2.5份，硬脂酸鋅1_5份，白炭黑0-10份，浙青25份，C9石油樹脂25份，辛基酚醛樹脂20份，防護(hù)蠟0.3-2.0份，聚乙二醇1-3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑，其特征在于:所述C12-C22脂肪酸選自羥基脂肪酸、大豆油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、花生油脂肪酸和棕櫚油脂肪酸中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑，其特征在于:所述的防護(hù)蠟為聚乙烯蠟WAX-420P或氧化聚乙烯蠟AC-629。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑，其特征在于:所述的聚乙二醇為聚乙二醇200或聚乙二醇400。
5.一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 將脂肪酸、硬脂酸鋅、白炭黑、浙青、C9、辛基酚醛樹脂、防護(hù)蠟、聚乙二醇按比例摻混，然后于70°C下在HAAKE Rheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中攪拌熔融混煉，轉(zhuǎn)速60r/min，最后出料冷卻即得橡膠共混體系用均勻分散劑。
6.一種用于橡膠共混體系的均勻分散劑的應(yīng)用，其特征在于包括如下應(yīng)用步驟: (1)將下述原料按重量份數(shù)稱重:天然橡膠60份，順丁橡膠40份，氧化鋅4份，環(huán)烷油40105份，硬脂酸SA 2份，促進(jìn)劑DMl.2份，硫磺2份，防老劑RDl.5份，炭黑50份，均勻分散劑0-6份。 (2)將天然橡膠投入HAAKERheomix DS轉(zhuǎn)矩流變儀中塑煉2min，然后加入均勻分散劑混煉1.5min，再加入順丁橡膠塑煉1.5min，再加入硬脂酸SA、防老劑RD、氧化鋅等混煉Imin,再加入炭黑和環(huán)燒油混煉1.5min,排料停放冷卻。 (3)在開煉機(jī)上分別加促進(jìn)劑和硫磺，薄通打三角包數(shù)次，停放24小時(shí)后，在平板硫化機(jī)上硫化成型，硫化溫度150°C，硫化時(shí)間由硫化曲線確定。
【文檔編號(hào)】C08K5/09GK104292862SQ201410515933
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張維仁, 岳姝雅, 高強(qiáng), 盛晨軍 申請(qǐng)人:天津一化化工有限公司