CN101255242B - 丁苯橡胶发泡板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丁苯橡胶发泡板材及其制备方法。所述丁苯橡胶发泡板材由下述材料按重量份数比制备而成：丁苯橡胶、天然橡胶及顺丁橡胶合计100份，填充剂70～180份、黑油膏或白油膏10～20份、环烷油20～60份、炭黑或白炭黑0～25份、石蜡1～4份、发泡剂10～20份、助发泡剂2～8份、硫黄0.5～3份、促进剂0.2～3份、防老剂1～4份、分散剂1～4份、钛白粉0～15份。其制备方法包括开炼机塑炼、加压式捏炼机混炼、开炼机混炼、挤出机挤出、一次发泡硫化、二次发泡硫化、冷却等步骤。本发明所制备的丁苯橡胶发泡板材具有弹性好、伸长率高、强度高、压缩永久变形小、耐磨止滑、减震效果好、无毒无味、价格低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种丁苯橡胶发泡板材及其制备方法，属于聚合物加工领域。
背景技术
发泡材料是一种应用越来越广泛的高分子材料。其不同于实心固体材料最大的差别就是在压缩过程中具有较宽的塌陷平台，因而在几乎不变的应力作用下能够经历很大的压缩应变，这导致其在压缩过程中具有较高的能量吸收能力而被广泛的使用在包装防护领域。发泡材料中曲折相连的孔隙能够改变声音的直线传播，由于粘滞流动而使其能量损失。多孔体内部存在的许多表面，在气流压力作用下彼此之间能相对的发生很短距离的位移，具有良好的声音阻尼能力，是理想的防噪声材料。
中国专利CN101070405A公开的是一种抗菌防霉的丁苯橡胶发泡板材的制备方法，该方法以丁苯橡胶为基本原料，添加苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、抗菌剂、环烷油、陶土、OBSH、正丁基磺原酸钠、DCP、硬脂酸单甘油酯，经密炼塑化、双辊混炼、一次模压发泡、冷却、二次模压发泡、冷却定型、冲剪加工而成。该专利未提及挤出过程，且生产过程不连续化。如何使生产过程连续化，达到节能降耗的目的，以满足当今社会节约能源的需求，已引起研究人员的关注。
发明内容
为解决上述现有技术所存在的生产过程不连续等问题，本发明提出一种新的丁苯橡胶发泡板材及其制备方法。
本发明由下述材料制备而成：
丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)及顺丁橡胶(BR)合计100份，填充剂70～180份、黑油膏或白油膏10～20份、环烷油20～60份、炭黑或白炭黑0～25份、石蜡1～4份、发泡剂10～20份、助发泡剂2～8份、硫黄0.5～3份、促进剂0.2～3份、防老剂1～4份、分散剂1～4份、钛白粉0～15份。
上述丁苯橡胶、天然橡胶及顺丁橡胶按下述重量份数比复配成100份：丁苯橡胶55～85份、天然橡胶10～30份、顺丁橡胶5～20份。
以上原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
上述丁苯橡胶选用SBR1808、SBR1502、SBR1778、SBR1718、SBR1712、SBR1904中的一种。
上述填充剂是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、白土、滑石粉、氧化锌中的一种。
上述发泡剂是偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺中的一种。
上述助发泡剂是氧化锌、尿素脂中的一种。
上述发泡剂与助发泡剂按2∶1重量比进行复配。
上述促进剂是2-硫醇基苯并噻唑与二硫化苯二并噻唑按1∶1～2重量比的复配物、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N′-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍中的一种。
上述防老剂是N-苯基-β-萘胺、苯乙烯化苯酚、2，2′-亚甲基-双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺、N，N′-二苯基对苯二胺中的一种。
上述分散剂是Aflux16、Aflux25、Aflux42、Aflux54、聚羟胺缩水剂、W33中的一种。
本发明的制备方法包括如下步骤：
1)将天然橡胶在开炼机上塑炼至门尼粘度为40-50(约45min左右)；
2)将塑炼后的天然橡胶与丁苯橡胶、顺丁橡胶、填充剂、黑油膏或白油膏、环烷油、炭黑或白炭黑、石蜡、发泡剂、助发泡剂、硫黄、促进剂、防老剂、分散剂等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次投入加压式捏炼机中，混炼6～9min；
3)将混炼后的物料放入开炼机中，再混炼6～7min，出片供挤出机喂料；
4)将混炼后的物料送入挤出机挤出并计量，使料片的体积稍大于第一台模压发泡机模框体积；
5)将挤出的料片送到第一台模压发泡机中进行一次发泡硫化，时间为28～35min，得到一次发泡体；
6)将一次发泡体接着送到第二台模压发泡机进行二次发泡硫化，时间为20～25min，得到二次发泡体；
7)将二次发泡体冷却至室温即得到成品。
开炼机、加压式捏炼机、挤出机在制备过程中均通有10～20℃的冷却水。
加压式捏炼机混炼过程中加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，同时由于随着料温的不断升高，加压式捏炼机剪切作用越来越强，因此混炼结束时下料温度不应超过100℃。
挤出机采用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
一次发泡硫化时第一台模压发泡机的层压板温度为134±5℃，该温度由蒸汽控制，蒸汽压力为0.2～0.45MPa。
二次发泡硫化时第二台模压发泡机的层压板温度为160±5℃，由蒸汽控制，蒸汽压力为0.5～0.7MPa。
冷却采用风扇强制冷却至室温。
本发明的有益效果是：①采用环烷油为软化油，提高了SBR发泡板材的环保性能；②设计了塑炼天然橡胶→混炼所有胶料→开炼机混炼→挤出→一次发泡硫化→二次发泡硫化的流水线式连续生产工艺，工艺过程连续性强，过程简单，节能降耗，不仅大大降低了人力资源成本，而且提高了生产效率；③本发明由于加入了天然橡胶，因此产品的机械性能得到提高、弹性得到改善，而顺丁橡胶的加入使得产品的弹性和耐寒性都得到提高，因此采用本发明所制备的SBR发泡板材具有弹性好(回弹率≥50％)、伸长率高(断裂伸长率≥160％)、强度高(撕裂强度≥10N/cm，拉伸强度≥250KPa)、压缩永久变形小(压缩永久变形≤25％)、耐磨止滑、减震效果好、无毒无味、价格低等优点，广泛应用在保温、隔热、包装、减震、密封、电声设备、汽车、家电、家具、潜水衣、潜水手套、运动(健身)器材等日常生活领域。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是以下实施例只能用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例1
将20kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将40kg SBR1808、30kg SBR1712、10kg BR、130kg重质碳酸钙、12kg黑油膏、34kg环烷油、2kg石蜡、12kg偶氮二甲酰胺、6kg氧化锌、1kg硫黄、0.2kg 2-硫醇基苯并噻唑、0.4kg二硫化苯二并噻唑、2kg苯乙烯化苯酚、2kg Aflux16等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼7min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼7min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为30min，控制层压板温度为132℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为23min，控制层压板温度为160℃，最后用风扇强力冷却至室温得到SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
实施例2
将22kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将64kg SBR1502、14kg BR、140kg轻质碳酸钙、16kg白油膏、36kg环烷油、10kg白炭黑、2.5kg石蜡、12kg偶氮二甲酰胺、6kg氧化锌、1kg硫黄、0.4kg 2-硫醇基苯并噻唑、0.4kg二硫化苯二并噻唑、2.5kg 2，2′-亚甲基-双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、2kg Aflux25、10kg钛白粉等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼8min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼8min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为32min，控制层压板温度为133℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为24min，控制层压板温度为158℃，最后用风扇强力冷却至室温得到米色的SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
实施例3
将28kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将34kg SBR1904、26kg SBR1502、12kg BR、70kg白土、10kg黑油膏、20kg环烷油、2kg石蜡、10kg二亚硝基五亚甲基四胺、5kg尿素脂、1kg硫黄、1kg二甲基二硫代氨基甲酸锌、2kg N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺、1.6kg Aflux42等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼8min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼8min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为30min，控制层压板温度为134℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为22min，控制层压板温度为156℃，最后用风扇强力冷却至室温得到SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
实施例4
将14kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将44kg SBR1904、34kg SBR1778、8kg BR、160kg滑石粉、16kg黑油膏、50kg环烷油、3kg石蜡、14kg二亚硝基五亚甲基四胺、7kg尿素脂、1.4kg硫黄、1.4kg二乙基二硫代氨基甲酸锌、3.6kgN-苯基-β-萘胺、3.6kg Aflux54等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼6min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼6min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为28min，控制层压板温度为132℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为20min，控制层压板温度为160℃，最后用风扇强力冷却至室温得到SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
实施例5
将24kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将70kg SBR1778、6kg BR、128kg氢氧化铝、14kg白油膏、40kg环烷油、16kg白炭黑、2kg石蜡、12kg偶氮二甲酰胺、6kg氧化锌、1.2kg硫黄、1.2kg N，N′-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2kg N，N′-二苯基对苯二胺、2kg聚羟胺缩水剂、10kg钛白粉等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼7min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼7min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为30min，控制层压板温度为133℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为22min，控制层压板温度为158℃，最后用风扇强力冷却至室温得到米色的SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
实施例6
将14kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将80kg SBR1718、6kg BR、160kg轻质碳酸钙、18kg白油膏、52kg环烷油、24kg白炭黑、3kg石蜡、14kg二亚硝基五亚甲基四胺、7kg尿素脂、1.4kg硫黄、1.4kg N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、3kg N-苯基-β-萘胺、3kg W33、12kg钛白粉等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼6min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼6min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为28min，控制层压板温度为134℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为20min，控制层压板温度为156℃，最后用风扇强力冷却至室温得到米色的SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
实施例7
将20kg NR在开炼机上塑炼门尼粘度为40-50(约45min左右)，再将40kg SBR1808、30kg SBR1712、10kg BR、130kg氢氧化铝、12kg黑油膏、34kg环烷油、2kg石蜡、12kg偶氮二甲酰胺、6kg氧化锌、1.2kg硫黄、0.2kg 2-硫醇基苯并噻唑、0.5kg二硫化苯二并噻唑、2.6kg苯乙烯化苯酚、2kg Aflux16等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次放入加压式捏炼机中混炼7min；控制加压式捏炼机加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa，温度低于100℃下料，开炼机混炼7min，打成卷送入挤出机，挤出片计量后进送到第一台模压发泡机，一次发泡硫化时间为30min，控制层压板温度为132℃，弹出的一次发泡体接着送到第二台模压发泡机，二次发泡硫化时间为23min，控制层压板温度为160℃，最后用风扇强力冷却至室温得到SBR发泡板材。整个过程中开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
Claims (10)
1.一种丁苯橡胶发泡板材，其特征是由下述材料按重量份数比制备而成：
丁苯橡胶、天然橡胶及顺丁橡胶合计100份，填充剂70～180份、黑油膏或白油膏10～20份、环烷油20～60份、炭黑或白炭黑0～25份、石蜡1～4份、发泡剂10～20份、助发泡剂2～8份、硫黄0.5～3份、促进剂0.2～3份、防老剂1～4份、分散剂1～4份、钛白粉0～15份；
其中丁苯橡胶、天然橡胶及顺丁橡胶按下述重量份数比复配成100份：丁苯橡胶55～85份、天然橡胶10～30份、顺丁橡胶5～20份；
发泡剂是偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺中的一种；
助发泡剂是氧化锌、尿素脂中的一种；
促进剂是2-硫醇基苯并噻唑与二硫化苯二并噻唑按1∶1～2重量比的复配物、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N′-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二苯胍中的一种。
2.如权利要求1所述丁苯橡胶发泡板材，其特征在于发泡剂与助发泡剂按2∶1重量比进行复配。
3.如权利要求1所述丁苯橡胶发泡板材，其特征在于防老剂是N-苯基-β-萘胺、苯乙烯化苯酚、2，2′-亚甲基-双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺、N，N′-二苯基对苯二胺中的一种。
4.如权利要求1至3任意一项所述丁苯橡胶发泡板材的制备方法，其特征是包括如下步骤：
1)将天然橡胶在开炼机上塑炼至门尼粘度为40-50；
2)将塑炼后的天然橡胶与丁苯橡胶、顺丁橡胶、填充剂、黑油膏或白油膏、环烷油、炭黑或白炭黑、石蜡、发泡剂、助发泡剂、硫黄、促进剂、防老剂、分散剂等按照粉剂、油剂、胶料的顺序依次投入加压式捏炼机中，混炼6～9min；
3)将混炼后的物料放入开炼机中，再混炼6～7min，出片供挤出机喂料；
4)将混炼后的物料送入挤出机挤出并计量，使料片的体积稍大于第一台模压发泡机模框体积；
5)将挤出的料片送到第一台模压发泡机中进行一次发泡硫化，时间为28～35min，得到一次发泡体；
6)将一次发泡体接着送到第二台模压发泡机进行二次发泡硫化，时间为20～25min，得到二次发泡体；
7)将二次发泡体冷却至室温即得到成品。
5.如权利要求4所述丁苯橡胶发泡板材的制备方法，其特征是开炼机、加压式捏炼机、挤出机均通有10～20℃的冷却水。
6.如权利要求4所述丁苯橡胶发泡板材制备方法，其特征是加压式捏炼机混炼过程中加压盖的空气压力为0.5～0.8MPa。
7.如权利要求4所述的丁苯橡胶发泡板材制备方法，其特征是所述的加压式捏炼机混炼结束时下料温度不超过100℃。
8.如权利要求4所述的丁苯橡胶发泡板材制备方法，其特征是所述的挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
9.如权利要求4所述的丁苯橡胶发泡板材制备方法，其特征是一次发泡硫化时第一台模压发泡机的层压板温度为134±5℃。
10.如权利要求4所述的丁苯橡胶发泡板材制备方法，其特征是所述的二次发泡硫化时第二台模压发泡机的层压板温度的层压板温度为160±5℃。
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