CN102030925A

CN102030925A - 一种添加tpi来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法

Info

Publication number: CN102030925A
Application number: CN 201010558707
Authority: CN
Inventors: 王平; 王海峰; 韩学英; 文进
Original assignee: Jiangsu Pacific Rubber Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Xisha Technology Co., Ltd
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: CN102030925B

Abstract

一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，其组成：TPI 7.1%-8.9%、天然橡胶(NR)28.2%-38.2%、顺丁橡胶(BR)9.4%-14.8%、碳黑7.0%-35.0%、芳烃油2.0%-15.0%、氧化锌1.0%-5.0%、硫黄0.3%-1.5%、促进剂 0.3%-1.8%、防老剂1.0%-4.0%，硬脂酸1.0%-4.0%、增粘树脂0.1%-2.0%、古马隆树脂0.1%-6.0%。制备方法，包括：1)塑炼：2)混炼：3)加硫磺与促进剂：4)加工成型：5)硫化：6)冷却。本发明，胶料的拉伸强度、硬度、扯断伸长率，耐热氧老化性能比原有配方提高一倍左右，做成疏浚胶管，耐磨性能可以提高1/3左右，延长了整根胶管的使用寿命。

Description

一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶制品，尤其是关于一种添加TPI来提高疏浚领域中大型疏浚胶管耐磨性胶料的制备方法。

背景技术

本申请人是在申请中国专利：2010202145178自浮式排泥橡胶管以及2009202352033铠装胶管等实用新型专利的基础上，重点提高以上疏浚胶管的内层胶耐磨性，借此延长疏浚胶管在输送海水、淡水、淤泥、砂和粘土等介质时的使用寿命。TPI(反式-1，4-聚异戊二烯)又称人工合成古塔波胶，与普通天然橡胶(NR)或顺式异戊橡胶(IR)具有完全相同的化学组成，但分子链节却为反式结构，因此赋予了TPI具有多种不同于通用橡胶的性能。而目前TPI的应用研究逐步在轮胎领域开展，其主要提高轮胎胎面胶的耐磨性、胎肩垫胶的动态疲劳性能、从整体上降低轮胎滚动阻力、减少汽车燃油率，提高轮胎使用寿命，近而实现汽车工业的节能减排。同样，目前随着经济的发展以及大型疏浚工程(港口、码头、河道清淤等)的开展，对与各种挖泥船配套的橡胶软管的各项性能提出了更高要求，尤其对疏浚胶管耐磨这一性能提出了更为苛刻的要求，因此将TPI应用到与轮胎同样具有高耐磨要求的疏浚胶管上，成为改善疏浚胶管耐磨性的一种途径。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种性能优异、成本适中、加工工艺良好的胶料配方及其制备方法，以提高疏浚胶管的耐磨性，延长胶管的使用寿命。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，其组成包含以下组分，以wt.％表示：TPI7.1％-8.9％、天然橡胶(NR)28.2％-38.2％、顺丁橡胶(BR)9.4％-14.8％、碳黑7.0％-35.0％、芳烃油2.0％-15.0％、氧化锌1.0％-5.0％、硫黄0.3％-1.5％、促进剂0.3％-1.8％、防老剂1.0％-4.0％，硬脂酸1.0％-4.0％、增粘树脂0.1％-2.0％、古马隆树脂0.1％-6.0％。

上述的每份促进剂是包含：二硫化苯并噻唑11.8％-16.1％、二硫化四基甲秋兰姆6.7％-10％、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺74.2％-81％。

本发明的制备方法依次包括以下步骤：1)、塑炼：2)、混炼：3)、加硫磺与促进剂：4)、加工成型：5)、硫化：6)、冷却；其特征在于：

1)、塑炼：将16-18寸开炼机温度调至TPI的熔点到105℃-110℃，将TPI粉料在开炼机上进行塑化5min-8min，然后下片，为下一部混炼做准备；

2)、混炼：将预先称量的TPI 7.1％-8.9％、天然橡胶(NR)28.2％-38.2％、顺丁橡胶(BR)9.4％-14.8％、，碳黑7.0％-35.0％、芳烃油2.0％-15.0％、氧化锌1.0％-5.0％、防老剂1.0％-4.0％，硬脂酸1.0％-4.0％、增粘树脂0.1％-2.0％及古马隆树脂0.1％-6.0％加入密炼机中混炼；待混炼胶的温度到140℃-145℃时排胶冷却；在开炼机上进行下片，停放20～24h；

所述的密炼机中混炼的条件是：冷却水压力0.36MPa-0.65MPa、气压0.50MPa-0.80MPa、混炼时间700-800秒；

3)、加硫磺与促进剂：在开炼机上加入硫黄0.25％-1.5％、促进剂0.30％-1.8％，薄通5～8次出片；将出好的胶片停放，并测试是否达到工艺要求。

所述的硫化工艺是：硫化温度130℃-140℃，硫化时间2～4h。

本发明，由于加入了TPI，胶料的拉伸强度、硬度、扯断伸长率，耐热氧老化性能基本不变或稍微提高的情况下，反映耐磨性能的DIN磨耗和阿克隆磨耗指标比原有配方提高一倍左右，将胶料一步做成疏浚胶管，产品的耐磨性能可以提高1/3左右或者更高，从而延长整根胶管的使用寿命。

具体实施方式

实施例1：

一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，以wt.％表示，其组成包含以下组分：TPI 7.5％、天然橡胶(NR)24％、顺丁橡胶(BR)12％、碳黑34.7％、芳烃油14.5％、氧化锌2.8％、硫黄1.0％、促进剂0.5％、防老剂1.7％、硬脂酸1.1％、增粘树脂0.1％、古马隆树脂0.1％。其中：1份促进剂含量中：二硫化苯并噻唑占13％、二硫化四基甲秋兰姆占12％、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺占75％。

实施例2：一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法，其组成包含以下组分(以wt.％表示)：TPI 8％、天然橡胶(NR)25％、顺丁橡胶(BR)13％、碳黑35％、芳烃油6.6％、氧化锌2.2％、硫黄1％、促进剂0.50％、防老剂1.6％、硬脂酸1.6％、增粘树脂1.5％、古马隆树脂4％。其中：1份促进剂含量中：二硫化苯并噻唑占15％、二硫化四基甲秋兰姆占8％、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺占77％。

本发明的生产方法依次包括以下步骤：

1、塑炼：将16-18寸开炼机温度调至TPI的熔点105℃-110℃，将TPI粉料在开炼机上进行塑化5min-8min，然后下片，为下一部混炼做准备。

2、混炼：将预先称量的TPI 7.1％-8.9％、天然橡胶(NR)13.5％-28.2％、顺丁橡胶(BR)9.4％-14.8％、，碳黑7.0％-35.0％、芳烃油2.0％-15.0％、氧化锌1.0％-5.0％、防老剂1.0％-4.0％，硬脂酸1.0％-4.0％、增粘树脂0.1％-2.0％以及古马隆树脂0.1％-6.0％加入35-55L的密炼机中混炼。冷却水压力0.36MPa-0.65MPa、气压0.50MPa-0.80MPa、混炼时间700-800秒，待混炼胶的温度到140℃-145℃时排胶冷却；在开炼机上进行下片，停放20～24h。

3、加硫磺与促进剂：按配方要求称取需用的两种材料，在开炼机上加入硫黄0.25％-1.5％、促进剂0.30％-1.8％，薄通5～8次出片；将出好的胶片停放，并测试是否达到工艺要求。

4、加工成型按照产品的实际生产加工成型。

5、按照厂内产品的实际硫化工艺硫化(130℃-140℃，硫化2～4h)。

6、冷却将产品置于水中进行冷却。

TPI(反式-1，4-聚异戊二烯)是一种不饱和度很高的橡胶，它的分子链结构决定其具有良好的结晶性能。为了保证胶料的力学性能和挤出性能需大量填充炭黑、操作油，并与其他种类的橡胶进行并用，同时适当增加硫磺的用量，来破坏TPI的结晶性能，而TPI本身是天然橡胶反式结构，与天然橡胶的相容性比其他合成橡胶好，这就使其在加工上存在着有利条件，但仍要控制好加入TPI的量，以避免胶料的硬度太大，影响工艺性能。

以往的橡胶配方往往是添加超高耐磨炭黑、高耐磨炭黑，或者提高配方的含胶率，来改善胶料的耐磨性，但是近年来天然胶价格呈现不断上升的趋势，导致产品成本增加，竞争力减弱，而合成橡胶的使用成为减少成本的一种途径，尤其在在占橡胶使用量60％的轮胎行业，对国内的一些企业造成了不小的冲击。在疏浚行业，同样面临着相同的问题，由于疏浚环境的恶劣，加上在海上施工的各种不利条件，疏浚橡胶管在海洋上的使用成为一种极好的选择，然而疏浚胶管一般口径较大，重量高达几吨，十几吨的均有，其消耗大量的橡胶，然而内层橡胶一旦磨穿，整根胶管就会报废，即使修补，产品性能已大不如前。因此国内外疏浚公司对疏浚胶管的耐磨性极其关注，各个生产厂家也在不断探索提高疏浚胶管耐磨性的方案。

TPI橡胶自身的强度比较高，但是由于其具有结晶性，在未硫化前具有塑料的性质，在胶管和轮胎领域要和其他橡胶并用才会具有工艺价值和使用价值。同时为了降低产品成本，需添加一定量的填充剂和补强剂，在一定程度上为了改善加工性，降低胶料硬度，需添加一定量的操作油。

胶料综合性能对比：

1、原有胶料配方

2、实施例1配方

3、实施例2配方

Claims

1.一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，以wt.%表示，其特征在于：其组成包含以下组分：TPI 7.1%-8.9%、天然橡胶（NR）28.2%-38.2%、顺丁橡胶（BR）9.4%- 14.8%、碳黑 7.0%-35.0%、芳烃油2 .0%-15.0%、氧化锌1.0%-5.0%、硫黄 0.3%-1.5%、促进剂 0.3%-1.8%、防老剂 1.0%-4.0%，硬脂酸1.0%-4.0%、增粘树脂0.1%-2.0%、古马隆树脂0.1%-6.0%。

2.根据权利要求1所述的一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，其特征在于：所述的每份促进剂是包含：二硫化苯并噻唑11.8%-16.1%、二硫化四基甲秋兰姆6.7%-10%、 N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺74.2% - 81%。

3.一种根据权利要求1所述的添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法，依次包括以下步骤：1）、塑炼：2）、混炼：3）、加硫磺与促进剂：4）、加工成型：5）、硫化：6）、冷却；其特征在于：

1）、塑炼：将16-18寸开炼机温度调至TPI的熔点到105℃-110℃，将TPI粉料在开炼机上进行塑化5min-8min，然后下片，为下一部混炼做准备；

2）、混炼：将预先称量的TPI 7.1%-8.9%、天然橡胶（NR ）28.2%-38.2%、顺丁橡胶（BR ）9.4%- 14.8%、，碳黑 7.0%-35.0%、芳烃油2.0 %-15.0%、氧化锌 1.0%-5.0%、防老剂 1.0%-4.0%，硬脂酸1.0%-4.0%、增粘树脂0.1%-2.0%以及古马隆树脂0.1%-6.0%加入密炼机中混炼；待混炼胶的温度到140℃-145℃时排胶冷却；在开炼机上进行下片，停放20~24h；

3）、加硫磺与促进剂：在开炼机上加入硫黄0.25%-1.5%、促进剂 0.30%-1.8%，薄通5~8次出片；将出好的胶片停放，并测试是否达到工艺要求。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

所述的步骤1）中密炼机中混炼的条件是：冷却水压力0.36 MPa -0.65MPa、气压0.50 MPa -0.80MPa、混炼时间700-800秒。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤5）中的硫化工艺是：硫化温度130℃-140℃，硫化时间2~4h。