一種環(huán)保型高彈性硫化膠及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫化膠，特別涉及一種環(huán)保型高彈性硫化膠及制備方法，屬于橡 膠材料的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活水平的提高，人們對(duì)兒童玩具環(huán)保性能和使用壽命的要求也越來(lái)越高， 特別是兒童玩具汽車的輪胎即要求要有較高的環(huán)保性能，又要求彈性好，同時(shí)又要具有較 好的耐磨性和耐侯性?，F(xiàn)有技術(shù)的輪胎多采用硫化膠加工而成。傳統(tǒng)的硫化膠具有良好的 耐熱油，但其彈性性能并不是十分理想。一般硫化膠使用溫度范圍為100°c-120°c，其在在 100°C*48H的老化條件下，拉伸強(qiáng)度變化率為-18%，斷裂伸長(zhǎng)率變化率為-17%。
[0003] 專利200680011289.0公開(kāi)了一種熱塑性硫化膠共混物，這種熱塑性硫化膠是由聚 醚酯熱塑性彈性體和交聯(lián)乙烯-丙烯酸酯橡膠或丙烯酸酯橡膠共混而制成的。通過(guò)這種方 法制得的熱塑性硫化膠具有優(yōu)良的耐油性，耐熱性，但其力學(xué)性能較差，拉伸強(qiáng)度只有 17MPa左右，扯斷伸長(zhǎng)率只有190%左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種環(huán)保型高彈性硫化膠，通過(guò)組份的調(diào)整， 大大提高了硫化膠的彈性及耐磨性，延長(zhǎng)其使用壽命，且該硫化膠環(huán)保無(wú)污染；同時(shí)，提供 了該硫化膠的制備方法，該方法操作方便、工藝合理且生產(chǎn)成本低，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種環(huán)保型彈性硫化膠，由下列成份組成，按重量 份計(jì)： 改良丁基橡膠 60份一70份 天然橡膠 15份一25份 充油橡膠 20份一30份 炭黑 20份一 30份 白炭黑 20份一 30份 環(huán)烷油 30份一 40份 氧化鋅 3份一 5份 硬脂酸 1份一 2份 防老劑 3份一 5份 硫磺 1份一2份 促進(jìn)劑 2份一4份。
[0006] 上述的環(huán)保型彈性硫化膠，其中，所述防老劑為橡膠防老劑MB、橡膠防老劑MBI和 2-硫醇基苯并咪唑中的任一種或一種以上。
[0007] 上述的環(huán)保型彈性硫化膠，其中，所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑DPG、促進(jìn)劑TMTD和促進(jìn)劑 CZ中的一種或一種以上。
[0008] 上述的環(huán)保型彈性硫化膠的制備方法，包括如下步驟： 1 )、將改良丁基橡膠，天然橡膠，充油橡膠依次投入密煉機(jī)，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速在30-35r/ min，壓力為0 · 4MPa-0 · 6MPa，混煉時(shí)間為 2min-3min，混煉溫度為 140°C-150°C; 2)、將炭黑，白炭黑，環(huán)烷油，氧化鋅，硬脂酸，非污染防老劑投入密煉機(jī)，混煉時(shí)間為 4min-6min，壓力為0 · 4MPa-0 · 6MPa，混煉溫度為140°C-150°C，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速在30-35r/ min，出料后再在開(kāi)煉機(jī)上壓成7mm的薄片，冷卻至室溫； 將步驟2)中的薄片存放8小時(shí)，再次投入密煉機(jī)，在35°C的溫度下預(yù)熱lmin，再將促進(jìn) 劑，硫磺投入密煉機(jī)，進(jìn)行終煉，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為15_20r/min，壓力為0.4MPa-0.6MPa，混煉 時(shí)間為2min-4min，混煉溫度為90°C-105°C，出料，冷卻至室溫即可。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明通過(guò)各組份之間的協(xié)同作用，使硫化膠中的交聯(lián)密度提高，從而使硫化膠在具 備優(yōu)異的耐熱油性能、耐熱性及抗氧老化性能的同時(shí)具有較好的彈性性能及顯著的力學(xué)性 能，本發(fā)明在l〇〇°C*48H的老化條件下，拉伸強(qiáng)度變化率由原來(lái)的-18%提升到大于-6%，斷裂 伸長(zhǎng)率變化率由原來(lái)的-17%提升到大于-5%，從而延長(zhǎng)了此類產(chǎn)品的使用壽命;且本發(fā)明沒(méi) 有任何的污染性能，環(huán)保性能得到顯著的提高；另外，本發(fā)明的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、反 應(yīng)條件溫和及便于規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011] 促進(jìn)劑DM購(gòu)買于上海成錦化工有限公司；促進(jìn)劑TMTD購(gòu)買于沈陽(yáng)東北助劑化工有 限公司；酚醛樹(shù)脂為酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-48,購(gòu)買于濟(jì)南鑫冉化工有限公司，2-硫醇基苯并噻 唑購(gòu)買于濮陽(yáng)市蔚林化工有限公司，羥基線性聚酯樹(shù)脂可以選用Bayer 1652,日本大成 TX3100、TX1100。防老劑為橡膠防老劑MB、橡膠防老劑MBI，購(gòu)買于衡水市武邑創(chuàng)華化工商貿(mào) 有限公司；充油橡膠為丁苯橡膠1502或丁苯橡膠1712,購(gòu)買于南京揚(yáng)子石化金浦橡膠有限 公司；環(huán)烷油購(gòu)買于廣州市琦勝化工有限公司，其型號(hào)為ΚΝ4006/ΚΝ4010;橡膠炭黑Ν990 購(gòu)買于天津?qū)汃Y化工科技有限公司；白炭黑購(gòu)買于安徽俊峰化工產(chǎn)品貿(mào)易有限公司。
[0012] 實(shí)施例一 制備改良橡膠，將粒度為200um的丁基橡膠95份、硬脂酸鋅1份、促進(jìn)劑0.8份、硫磺1.75 份、氧化鋅3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度為120r/min 的速度攪拌均勻作為原料，將其投入已加有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)裝置中，以速度為80r/min的速 度攪拌均勻形成混合物料，原料與反應(yīng)介質(zhì)的固液比為2.7:6.7,按質(zhì)量比計(jì);所述反應(yīng)介 質(zhì)由水、乙二醇和甲醇組成，所述水：乙二醇：甲醇為2:1:1，按重量比計(jì)，再向反應(yīng)裝置通入 熱源使混合物料升溫至70°C以上，并以80r/min的速度攪拌，在攪拌條件下通入混合氣體， 混合氣體的通入速度為20ml/分，同時(shí)對(duì)反應(yīng)裝置加熱使反應(yīng)溫度控制在85°C之間，保持反 應(yīng)溫度20分鐘，再向反應(yīng)裝置通入冷卻水，使混合物料溫度降至35°C，混合氣體由氦氣和氯 氣組成，氦氣:氯氣為0.8:1，按質(zhì)量比計(jì);最后將物料固液分離，得到的固體物料再經(jīng)凈化 水洗滌、干燥后即可得到丁基橡膠，干燥溫度為120°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)。所述填料由槽法 炭黑、硅酸鈣、酚醛樹(shù)脂、滑石粉和羥基線性聚酯樹(shù)脂組成，所述槽法炭黑：硅酸鈣:酚醛樹(shù) 月旨:滑石粉:羥基線性聚酯樹(shù)脂為2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比計(jì);酚醛樹(shù)脂的粒徑為 1 OOum;所述促進(jìn)劑由促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑DM和2-硫醇基苯并噻唑組成，促進(jìn)劑TMTD:促進(jìn) 劑DM: 2-硫醇基苯并噻唑?yàn)?:0.8:1.5:2，按重量比計(jì)。
[0013] 一種環(huán)保型彈性硫化膠，將改良丁基橡膠60份，天然橡膠15份，丁苯橡膠1502 20 份依次投入密煉機(jī)，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速在30r/min，壓力為0.4MPa，混煉時(shí)間為2min，混煉溫度為 140°C;再將炭黑20份，白炭黑20份，環(huán)烷油30份，氧化鋅3份，硬脂酸1份，橡膠防老劑MB 3份 投入密煉機(jī)，混煉時(shí)間為4min，壓力為0.45MPa，混煉溫度為145°C，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速在30r/ min，出料后再在開(kāi)煉機(jī)上壓成7mm的薄片，冷卻至室溫;再將薄片在存放8小時(shí)，再次投入密 煉機(jī)，在35°C的溫度下預(yù)熱lmin，再將促進(jìn)劑DPG 2份，硫磺1份投入密煉機(jī)，進(jìn)行終煉，密煉 機(jī)的轉(zhuǎn)速為15r/min，壓力為0.4MPa，混煉時(shí)間為2min，混煉溫度為90°C，出料，冷卻至室溫 即可，存放溫度為_(kāi)5°C。
[0014] 實(shí)施例二 制備改良橡膠，將粒度為200um的丁基橡膠95份、硬脂酸鋅1份、促進(jìn)劑0.8份、硫磺1.75 份、氧化鋅3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度為120r/min 的速度攪拌均勻作為原料，將其投入已加有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)裝置中，以速度為80r/min的速 度攪拌均勻形成混合物料，原料與反應(yīng)介質(zhì)的固液比為2.7:6.7,按質(zhì)量比計(jì);所述反應(yīng)介 質(zhì)由水、乙二醇和甲醇組成，所述水：乙二醇：甲醇為2:1:1，按重量比計(jì)，再向反應(yīng)裝置通入 熱源使混合物料升溫至70°C以上，并以80r/min的速度攪拌，在攪拌條件下通入混合氣體， 混合氣體的通入速度為20ml/分，同時(shí)對(duì)反應(yīng)裝置加熱使反應(yīng)溫度控制在85°C之間，保持反 應(yīng)溫度20分鐘，再向反應(yīng)裝置通入冷卻水，使混合物料溫度降至35°C，混合氣體由氦氣和氯 氣組成，氦氣:氯氣為0.8:1，按質(zhì)量比計(jì);最后將物料固液分離，得到的固體物料再經(jīng)凈化 水洗滌、干燥后即可得到丁基橡膠，干燥溫度為120°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)。所述填料由槽法 炭黑、硅酸鈣、酚醛樹(shù)脂、滑石粉和羥基線性聚酯樹(shù)脂組成，所述槽法炭黑：硅酸鈣:酚醛樹(shù) 月旨:滑石粉:羥基線性聚酯樹(shù)脂為2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比計(jì);酚醛樹(shù)脂的粒徑為 1 OOum;所述促進(jìn)劑由促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑DM和2-硫醇基苯并噻唑組成，促進(jìn)劑TMTD:促進(jìn) 劑DM: 2-硫醇基苯并噻唑?yàn)?:0.8:1.5:2，按重量比計(jì)。
[0015] 一種環(huán)保型彈性硫化膠，將改良丁基橡膠65份，天然橡膠20.7份，丁苯橡膠1502 25份依次投入密煉機(jī)，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速在30r/min，壓力為0.4MPa，混煉時(shí)間為2min，混煉溫度 為14〇°C;再將炭黑25份，白炭黑25份，環(huán)烷油35份，氧化鋅3.89份，硬脂酸1.67份，2-硫醇基 苯并咪唑3.9份投入密煉機(jī)，混煉時(shí)間為4min，壓力為0.45MPa，混煉溫度為145°C，密煉機(jī)的 轉(zhuǎn)速在30r/min，出料后再在開(kāi)煉機(jī)上壓成7mm的薄片，冷卻至室溫;再將薄片在存放8小時(shí)， 再次投入密煉機(jī)，在35°C的溫度下預(yù)熱lmin，再將促進(jìn)劑CZ 2.4份，硫磺1.5份投入密煉機(jī)， 進(jìn)行終煉，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為15r/min，壓力為0.4MPa，混煉時(shí)間為2min，混煉溫度為90°C，出 料，冷卻至室溫即可，存放溫度為-5°C。
[0016] 實(shí)施例三 制備改良橡膠，將粒度為200um的丁基橡膠95份、硬脂酸鋅1份、促進(jìn)劑0.8份、硫磺1.75 份、氧化鋅3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度為120r/min 的速度攪拌均勻作為原料，將其投入已加有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)裝置中，以速度為80r/min的速 度攪拌均勻形成混合物料，原料與反應(yīng)介質(zhì)的固液比為2.7:6.7,按質(zhì)量比計(jì);所述反應(yīng)介 質(zhì)由水、乙二醇和甲醇組成，所述水：乙二醇：甲醇為2:1:1，按重量比計(jì)，再向反應(yīng)裝置通入 熱源使混合物料升溫至70°C以上，并以80r/min的速度攪拌，在攪拌條件下通入混合氣體， 混合氣體的通入速度為85ml/分，同時(shí)對(duì)反應(yīng)裝置加熱使反應(yīng)溫度控制在100°C之間，保持 反應(yīng)溫度20分鐘，再向反應(yīng)裝置通入冷卻水，使混合物料溫度降至35°C，混合氣體由氦氣和 氯氣組成，氦氣:氯氣為0.8:1，按質(zhì)量比計(jì);最后將物料固液分離，得到的固體物料再經(jīng)凈 化水洗滌、干燥后即可得到丁基橡膠，干燥溫度為120°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)。所述填料由槽 法炭黑、硅酸鈣、酚醛樹(shù)脂、滑石粉和羥基線性聚酯樹(shù)脂組成，所述槽法炭黑：硅酸鈣:酚醛 樹(shù)脂:滑石粉:羥基線性聚酯樹(shù)脂為2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比計(jì);酚醛樹(shù)脂的粒徑 為lOOum;所述促進(jìn)劑由促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑DM和2-硫醇基苯并噻唑組成，促進(jìn)劑TMTD:促 進(jìn)劑DM: 2-硫醇基苯并噻唑?yàn)?:0.8:1.5:2，按重量比計(jì)。
[0017] -種環(huán)保型彈性硫化膠，將改良丁基橡膠70份，天然橡膠25份，丁苯橡膠1712 30 份依次投入密煉機(jī)，密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速在35r/min，壓力為0.6MPa，混煉時(shí)間為3min，混煉溫度為 150°C;將炭黑30份，白炭黑30份，環(huán)烷油40份，氧化鋅5份，硬脂酸2