CN102161220B - 一种未硫化橡胶粉碎造粒的方法 - Google Patents

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Abstract

一种未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，该方法包括下列步骤：1)在橡胶混炼时，将水加入到混炼的橡胶中；2)将混炼后的橡胶冷冻；3)将冷冻后的橡胶进行粉碎、过筛；4)将过筛后的橡胶干燥，除去含水未硫化橡胶颗粒中的水份；即可得到直径为0.5～5mm的未硫化橡胶颗粒。上述未硫化橡胶中的各种主要成分及其含量为：橡胶：100份；水：10～350份；补强剂或填充剂：20～350份；硫化剂：1～10份；防老剂：1～10份；着色剂：0～20份；上述各组分用量单位以质量份计。

Description

一种未硫化橡胶粉碎造粒的方法
技术领域
本发明涉及橡胶加工技术领域，特别涉及一种未硫化橡胶粉碎造粒的方法。
背景技术
未硫化橡胶由于在常温下具有粘弹性，无法直接进行粉碎。而其玻璃化温度一般为-40～-70℃，所以粉碎造粒很困难。传统的粉碎造粒方法是采用液氮冷冻的方法，将未硫化橡胶冷冻到-40～-70℃以下，使未硫化橡胶成玻璃态，然后进行粉碎、过筛。液氮冷冻粉碎的方法为目前橡胶行业所采用的唯一的未硫化橡胶粉碎造粒方法，但该方法存在以下缺陷：
1、原材料不易获得、成本较高：液氮需专门厂家生产、价格较贵，而且需要专用的设备进行运输和贮存，贮存过程中挥发量较大；
2、操作不安全：液氮操作比较复杂，使用过程中可达到-100℃以下，容易造成人身冻伤，存在安全事故隐患；
3、设备成本较高：液氮使用需要投资专用设备，设备投资较高。
如何解决原材料不易获得、成本较高、操作不安全和设备投资高等问题，是当前本技术领域中急需研究解决的课题。
发明内容
针对现有技术中未硫化橡胶粉碎造粒中所遇到的问题，本发明提供一种简单易行的未硫化橡胶粉碎造粒方法：该方法具体步骤为：1、在橡胶混炼时，将水加入到混炼的橡胶中；2、将混炼后的橡胶冷冻；3、将冷冻后的橡胶进行粉碎、过筛；4、将过筛后的橡胶干燥，除去含水未硫化橡胶颗粒中的水份；即可得到直径为0.5～5mm的未硫化橡胶颗粒。
进一步，所述未硫化橡胶中的各种主要成分及其含量为：
橡胶：100份；水：10～350份；补强剂或填充剂：20～350份；硫化剂：1～10份；防老剂：1～10份；着色剂：0～20份；上述各组分用量单位以质量份计。
进一步，所述橡胶为天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶中的一种或几种的混合物。
进一步，所述混炼为使用开炼机或密炼机进行混炼，混炼温度范围为20～100℃，混炼时间为2～60分钟。
进一步，所述步骤1具体为：首先将所述水加入到具有吸水性的补强剂或填充剂中，再将补强剂或填充剂和水的混合物在开炼机或密炼机上与橡胶及其它组分进行共混，通过补强剂或填充剂与橡胶的共混将水带到未硫化胶中进行混炼。
进一步，所述水包括一切自然界自然存在的或人工制作的、分子式为H2O的物质。
进一步，所述步骤2中的冷冻温度为0～-40℃。
进一步，所述的冷冻温度为0～-10℃。
进一步，所述步骤4中的干燥温度为室温～200℃。
进一步，所述干燥温度为60～100℃。
进一步，所述补强剂或填充剂为炭黑、白炭黑、钛白粉、陶土、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌等。
进一步，所述硫化剂为硫磺、含硫载体、过氧化物、促进剂等。
进一步，所述防老剂为抗氧剂2246、防老剂MB-2、防老剂MMBI-70、抗紫外线剂TINUVIN P、防老剂RD、防老剂4010NA和防老剂4020等。
进一步，所述着色剂为二氧化钛、氧化锌、锌钡白、氧化铁红、橡胶大红、镉黄、酞青绿、酞青蓝、群青和炭黑等有机或无机着色剂。
本发明具有以下优点：
①克服了技术偏见：橡胶行业在常规情况下为了防止制品有气泡，是严禁混入水份的，因此，在生产过程中要求所有原材料都是干燥的。而本方法针对粉碎和造粒的特点，打破了橡胶行业的这一常规，利用水的玻璃化温度相对较高的这一特点，在未硫化橡胶的混炼过程中加入水份，成功解决了未硫化橡胶玻璃化温度低的问题。另外，本发明利用了补强剂或填充剂，尤其是其中的白炭黑具有较好的吸水性这一在橡胶行业公认的缺点来实现本混炼过程中水的均匀加入，不需要在橡胶生产中另外加入其他原料即达到了将水份均匀的混合在橡胶内的目的；使这个缺点得到良好的应用，将缺点变为优点。通过本发明中的方法混炼后，水份均匀分布在橡胶中，所以，冷冻时不会由于水份分布不均而产生的部分橡胶无法粉碎的情况。再者，在干燥步骤中，水在橡胶中的均匀分布也有利于水份的汽化。由于水的汽化温度低，而粉碎后的橡胶粒又很细小，所以，水份很容易从橡胶粒中汽化挥发出来。达到最后未硫化橡胶颗粒不含水的要求。
②材料容易获得：本方法中采用自来水、蒸馏水或纯净水均可，而且不需要专用的设备进行运输和贮存，贮存过程挥发量小，材料成本和使用成本均较低。
③操作安全：该方法过程中0～-10℃的冷冻温度即能达到要求，不容易造成人身冻伤，不存在安全事故隐患。
④设备成本低：不需额外购买专用设备，只采用普通橡胶工厂所使用的通用机械和日常家用冰箱即可完成制作，投资较少。
综上，本发明克服了橡胶生产领域中严禁混入水份的技术偏见，在橡胶制作过程中加入水份，使各种原材料特性及作用得到了充分的发挥，简化了未硫化橡胶粉碎造粒的工艺。
具体实施方式
本发明的具体生产步骤为：未硫化橡胶配方(质量份)：水：10～350份；补强剂或填充剂：20～350份；硫化剂：1～10份；防老剂：1～10份；着色剂：0～20份。按上述配方先将补强剂或填充剂和水进行混合，再将该混合物在开炼机中与橡胶及其它组分进行共混，通过补强剂或填充剂与橡胶的共混将水带到未硫化胶中；采用密炼机进行混炼，混炼温度范围为20～100℃，混炼时间为2～60分钟。将胶混炼均匀后，下片冷却；然后放入普通冰箱中在0～-40℃条件下进行冷冻；将冷冻后的橡胶用普通橡胶或塑料粉碎机进行粉碎，再过筛，得到直径为0.5～5mm的含有水的未硫化橡胶颗粒。最后在室温～200℃，优选为60～100℃的条件下进行干燥，除去含水的未硫化橡胶颗粒中的水份即可。经上述几个主要步骤制作得到符合要求的未硫化橡胶颗粒。
下面进一步详细描述本发明：
未硫化橡胶配方(质量份)：橡胶：天然橡胶50份，丁苯橡胶30份，高苯乙烯橡胶20份；补强剂或填充剂：白炭黑40份，陶土100份，碳酸钙20份，硬脂酸3份，氧化锌4份；防老剂MB-2：2.0份；硫化剂：硫磺5份；着色剂5份；促进剂CZ：1.5份，促进剂TMTD：0.5份；水30份。
按上述配方先将白炭黑和水进行混合，再将该混合物在开炼机内与橡胶及其它组分进行共混，通过白炭黑与橡胶的共混将水带到未硫化胶中；采用密炼机进行混炼，混炼温度范围为60℃，混炼时间为30分钟。将胶混炼均匀后，下片冷却；然后放入普通冰箱中在-1～-5℃条件下进行冷冻；将冷冻后的橡胶用普通橡胶或塑料粉碎机进行粉碎，再过筛，得到直径为0.5～5mm的含有水的未硫化橡胶颗粒。最后在80℃的条件下进行干燥，除去含水未硫化橡胶颗粒中的水份即可。经上述几个主要步骤制作得到符合要求的未硫化橡胶颗粒。
实施例2：
未硫化橡胶配方：橡胶：天然橡胶50份，丁苯橡胶20份，顺丁橡胶30份；补强剂或填充剂：白炭黑100份，陶土120份、碳酸钙20份，硬脂酸3份，氧化锌4份；防老剂MB-2：2.0份；硫化剂：硫磺5份；着色剂4份，促进剂CZ：1.5；促进剂TMTD：0.5份；水200份。
按上述配方先将补强剂或填充剂中的白炭黑和水进行混合，再将该混合物在密炼机内进行混炼，混炼温度范围为90℃，混炼时间为10分钟。将橡胶混炼均匀后，下片冷却；然后放入普通冰箱中在-10℃条件下进行冷冻；将冷冻后的橡胶用普通橡胶或塑料粉碎机进行粉碎，再过筛，得到直径为0.5～5mm的含有水的未硫化橡胶颗粒。最后在150℃的条件下进行干燥，除去含水未硫化橡胶颗粒中的水份即可。经上述几个主要步骤制作得到符合要求的未硫化橡胶颗粒。
本发明中对未硫化橡胶粉碎造粒所使用的方法的原理是：针对未硫化橡胶需要粉碎和造粒的特点，通过水与橡胶进行共混，利用水的玻璃化温度(冰点温度)远高于橡胶的玻璃化温度这一特点，成功解决了未硫化橡胶玻璃化温度低、粉碎困难的问题，然后利用水汽化温度较低、容易干燥挥发的这一特点，对造粒后的细小未硫化橡胶颗粒进行干燥，达到最后未硫化橡胶颗粒不含水的要求，制得所需要的未硫化橡胶颗粒。
另外，众所周知，橡胶是亲油的，与水不相容，很难直接往橡胶里加水。本发明先利用补强剂或填充剂的吸水性，尤其是其中白炭黑的吸水性将水混合到补强剂或填充剂里，再将补强剂或填充剂和水的混合物在开炼机或密炼机上与橡胶及其它组分进行共混，通过补强剂或填充剂与橡胶的共混将水带到未硫化胶中。

Claims (13)

1.一种未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，该方法包括下列步骤：
1)、在橡胶混炼时，将水加入到混炼的橡胶中；
2)、将混炼后的橡胶冷冻；
3)、将冷冻后的橡胶进行粉碎、过筛；
4)、将过筛后的橡胶干燥，除去含水未硫化橡胶颗粒中的水份；
即可得到直径为0.5～5mm的未硫化橡胶颗粒；
其中，步骤1)具体为：首先将所述水加入到具有吸水性的补强剂或填充剂中，再将补强剂或填充剂和水的混合物在开炼机或密炼机上与橡胶进行共混，通过补强剂或填充剂与橡胶的共混将水带到未硫化胶中进行混炼；利用水的玻璃化温度相对较高的这一特点，在未硫化橡胶的混炼过程中加入水份，解决未硫化橡胶玻璃化温度低的问题。
2.根据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述未硫化橡胶中的各种主要成分及其含量为：
橡胶：100份；水：10～350份；补强剂或填充剂：20～350份；硫化剂：1～10份；防老剂：1～10份；着色剂：0～20份；上述各组分用量单位以质量份计。
3.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述橡胶为天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶中的一种或几种的混合物。
4.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述步骤1)中的混炼为使用开炼机或密炼机进行混炼，混炼温度范围为20～100℃，混炼时间为2～60分钟。
5.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述水包括自然界自然存在的或人工制作的、分子式为H2O的物质。
6.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述步骤2)中的冷冻温度为0～-40℃。
7.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述步骤2)中的冷冻温度为0～-10℃。
8.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述步骤4)中的干燥温度为室温～200℃。
9.据权利要求1中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述干燥温度为60～100℃。
10.据权利要求2中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述补强剂或填充剂为炭黑、白炭黑、钛白粉、陶土、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌中的一种或几种。
11.据权利要求2中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述硫化剂为硫磺、含硫载体、过氧化物、促进剂中的一种或几种。
12.据权利要求2中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述防老剂为抗氧剂2246、防老剂MB-2、防老剂MMBI-70、抗紫外线剂TINUVIN P、防老剂RD、防老剂4010NA和防老剂4020中的一种或几种。
13.据权利要求2中所述未硫化橡胶粉碎造粒方法：其特征为，所述着色剂为二氧化钛、氧化锌、锌钡白、氧化铁红、橡胶大红、镉黄、酞青绿、酞青蓝、群青和炭黑中的一种或几种。
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