CN102352074A - 一种三元乙丙胶胶料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及一种三元乙丙胶胶料及其制备方法。本胶料以三元乙丙生胶胶构成原料组成的主料，由补强剂、软化剂、吸湿剂、填充剂、功能性助剂、改性剂、促进剂、硫化剂构成原料的辅料和添加剂，经挤出工艺制备得到。按重量计，各原料组成为：主料：三元乙丙胶25-30%，辅料：补强剂36%-40%软化剂15%-17%，吸湿剂3.1%-3.4%，填充剂0-10%，添加剂：促进剂为0.9%-1.3%，活性剂为1.7%-2.5%，功能性助剂为7-10%，硫化剂为0.4%-0.5%，改性剂为1.3-1.6%。本材料耐天候老化、耐高低温性能、耐紫外线及耐臭氧性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及一种三元乙丙胶胶料及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶是一种聚烯烃，属于低密度橡胶，具有良好的耐老化性能、电绝缘性能和耐臭氧性能，可广泛应用于汽车轮胎及零部件，作为电线、电缆包皮、高压及超高压绝缘材料，还可制造皮鞋、卫生用品等浅色制品。在现有技术中，普通三元乙丙胶料经挤出后，其硬度一般都低于80SHA。为保证橡胶制品的硬度，通常采用模压法生产，而模压法生产三元乙丙橡胶制品劳动强度高，生产效率极低，且模压模具费用昂贵，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三元乙丙胶胶料及其制备方法，本发明制备的三元乙丙胶胶料耐天候老化、耐高低温、耐紫外线和耐臭氧，为达到上述目的，本发明根据三元乙丙胶特点，加入一种功能性助剂，使其挤出硫化后的硬度达到邵氏80SHA度以上。
本发明的三元乙丙胶胶料，其要点于以三元乙丙生胶为为主料，由补强剂、软化剂、吸湿剂、填充剂构成辅料，同时加入改进材料性能和工艺性能的添加剂，各组成成分及其比重，按重量计为：
主 料：三元乙丙生胶 25%-30%；
辅 料：补强剂 36%-40%；
软化剂 15%-17%；
吸湿剂 3.1%-3.4%；
填充剂0-10%；
添加剂：促进剂 0.9%-1.3%；
活性剂 1.7%-2.5%；
功能性助剂 7%-10%；
硫化剂 0.4%-0.5%；
改性剂 1.3%-1.6%。
其中，补强剂选用低结构快压出炭黑，软化剂选用石蜡油，吸湿剂选用氧化钙，填充剂选用轻质碳酸钙，功能性助剂选用高苯乙烯树脂，硫化剂选用硫磺，活性剂选用氧化锌和硬脂酸按照质量比5:(1-2.5)比例混合，改性剂选用聚乙二醇，促进剂为选取二丁基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑或N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺其中的四种混合而成。
本发明的高硬度挤出三元乙丙胶胶料的生产工艺按以下步骤进行：
（1）按照主料：三元乙丙生胶 25%-30%；
辅 料：补强剂 36%-40%；
软化剂 15%-17%；
吸湿剂 3.1%-3.4%；
填充剂0-10%；
添加剂：促进剂 0.9%-1.3%；
活性剂 1.7%-2.5%；
功能性助剂 7%-10%；
硫化剂 0.4%-0.5%；
改性剂 1.3%-1.6%的原料组成配比称量各组分原料备用；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙胶、塑化后的功能型助剂、补强剂、填充剂、活性剂、改性剂、软化剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为8-10min，混炼温度为60-90℃；
（4）将混炼后的胶料装入开炼机中在50-60℃的辊温下薄通2-3遍；
（5）放厚开炼机的辊距到6-10mm，加入促进剂、硫化剂，进行捣胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，停放8小时以上后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为50-70℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆按照3-10℃的梯度温度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为200-270℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的高硬度胶料是以三元乙丙生胶为主料，配以补强剂、软化剂、吸湿剂和填充剂为辅料，以功能性助剂、促进剂、活性剂、改性剂和硫化剂为添加剂，使材料耐天候老化、耐高低温性能、耐紫外线、耐臭氧性能优良。适于大批量流水线作业，提高了生产效率。
具体实施方式
本发明实施例中所用的化学原料为市场中购买的工业纯级原料；
本发明实施例中所用的密炼机及开炼机为市场中销售的橡胶通用机械设备。
实施例1
（1）各组分原料按照重量比进行称重配料：
主 料：三元乙丙生胶30%；
辅 料：补强剂为低结构快压出炭黑36%；
软化剂为石蜡油15%；
吸湿剂为氧化钙3.1%；
填充剂为轻质碳酸钙10%；
添加剂：促进剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌0.2%、二甲基二硫代氨基甲酸锌0.1%、二硫化二苯并噻唑0.2%和N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺0.40%混合；
活性剂为氧化锌和硬脂酸合计按照质量比5：2混合，合计1.7%；
功能性助剂为高苯乙烯树脂7%；
硫化剂为硫磺0.4%；
改性剂为聚乙二醇0.9%，所有组成合计为100%；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙胶、塑化后的功能型助剂、补强剂、填充剂、软化剂、活性剂、改性剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为8min，混炼温度为90℃；
（4）将混炼后的原料装入开炼机中在50℃的辊温下薄通3遍；
（5）放厚辊距到6mm，加入促进剂、硫化剂，进行倒胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，停放8小时后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为50℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆温度以3℃的温度梯度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，然后将挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为200℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
实施例2
（1）各组分原料按照重量比计进行称重配料：
主 料：三元乙丙生胶30%；
辅 料：补强剂为低结构快压出炭黑36%；
软化剂为石蜡油15%；
吸湿剂为氧化钙3.1%；
填充剂为轻质碳酸钙0；
添加剂：促进剂二丁基二硫代氨基甲酸锌0.35%、二硫醇基苯并噻唑0.15%、二硫化二苯并噻唑0.3%、和N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺0.5%混合；
活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比2:1合计2.5%；
功能性助剂为高苯乙烯树脂10%；
硫化剂为硫磺0.5%；
改性剂为聚乙二醇1.6%，所有组成合计为100%；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙胶、塑化后的功能型助剂、补强剂、填充剂、软化剂、活性剂、改性剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为10min，混炼温度为60℃；
（4）将混炼后的原料装入开炼机中在60℃的辊温下薄通2遍；
（5）放厚辊距到10mm，加入促进剂、硫化剂，进行捣胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，停放8小时后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为70℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆温度以10℃的温度梯度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，然后将挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为270℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
实施例3
（1）各组分原料按照重量比计进行称重配料：
主 料：三元乙丙生胶27%；
辅 料：补强剂为低结构快压出炭黑40%；
软化剂为石蜡油17%；
吸湿剂为氧化钙3.4%；
填充剂为轻质碳酸钙0；
添加剂：促进剂二硫醇基苯并噻唑0.3%、二甲基二硫代氨基甲酸锌0.3%、二硫化二苯并噻唑0.2%、或N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺0.4%混合；
活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比5:1合计1.7%；
功能性助剂为高苯乙烯树脂8.1%；
硫化剂为硫磺0.4%；
改性剂为聚乙二醇1.4%，所有组成合计为100%；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙胶、塑化后的功能型助剂、补强剂、填充剂、软化剂、活性剂、改性剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为9min，混炼温度为80℃；
（4）将混炼后的胶料装入开炼机中在50℃的辊温下薄通3遍；
（5）放厚辊距到8mm，加入促进剂、硫化剂，进行倒胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，停放8小时后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为60℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆温度以3℃的温度梯度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，然后将挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为220℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
实施例4
（1）各组分原料按照重量比计进行称重配料：
主 料：三元乙丙生胶25%；
辅 料：补强剂为低结构快压出炭黑38%；
软化剂为石蜡油16%；
吸湿剂为氧化钙3.2%；
填充剂为轻质碳酸钙5.1%；
添加剂：促进剂二丁基二硫代氨基甲酸锌0.35%、二甲基二硫代氨基甲酸锌0.2%、二硫化二苯并噻唑0.35%和二硫醇基苯并噻唑0.45%混合；
活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比5:2，合计1.8%；
功能性助剂为高苯乙烯树脂7.7%；
硫化剂为硫磺0.4%；
改性剂为聚乙二醇1.3%，所有组成合计为100%；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙胶、塑化后的功能型助剂、补强剂、填充剂、软化剂、活性剂、改性剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为8min，混炼温度为90℃；
（4）将混炼后的原料装入开炼机中在60℃的辊温下薄通2遍；
（5）放厚辊距到6mm，加入促进剂、硫化剂，进行捣胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，停放8小时后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为50℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆温度以3℃的温度梯度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，然后将挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为250℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
实施例5
（1）各组分原料按照重量比计进行称重配料：
主 料：三元乙丙生胶25%；
辅 料：补强剂为低结构快压出炭黑37%；
软化剂为石蜡油15.3%；
吸湿剂为氧化钙3.1%；
填充剂为轻质碳酸钙7.5%；
添加剂：促进剂二丁基二硫代氨基甲酸锌0.35%、二甲基二硫代氨基甲酸锌0.15%、二硫醇基苯并噻唑0.3%、和N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺0.4%混合；
活性剂为氧化锌和硬脂酸按质量比10:3，合计1.7%；
功能性助剂为高苯乙烯树脂7.5%；
硫化剂为硫磺0.4%；
改性剂为聚乙二醇1.3%，所有组成合计为100%；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙胶、塑化后的功能型助剂、补强剂、填充剂、软化剂、活性剂、改性剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为8min，混炼温度为90℃；
（4）将混炼后的原料装入开炼机中在50℃的辊温下薄通3遍；
（5）放厚辊距到6mm，加入促进剂、硫化剂，进行捣胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，停放8小时后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为60℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆温度以5℃的温度梯度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，然后将挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为210℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
Claims (4)
1..一种三元乙丙胶料，其特征在于由主料、辅料和添加剂构成，其组成成分按重量计为：
主料：三元乙丙生胶 25%-30%；
辅 料：补强剂 36%-40%；
软化剂 15%-17%；
吸湿剂 3.1%-3.4%；
填充剂0-10%；
添加剂：促进剂 0.9%-1.3%；
活性剂 1.7%-2.5%；
功能型助剂 7%-10%；
硫化剂 0.4%-0.5%；
改性剂 1.3%-1.6%。
2.根据权利要求1所述的一种三元乙丙胶料，其特征在于所述的补强剂选用低结构快压出炭黑，所述的软化剂选用石蜡油，所述的吸湿剂选用氧化钙，所述的填充剂选用轻质碳酸钙，所述的功能性助剂选用高苯乙烯树脂，所述的硫化剂选用硫磺，所述的活性剂选用氧化锌和硬脂酸按照5／2.5～1比例混合，所述的改性剂选用聚乙二醇，所述的二丁基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑或N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺其中的四种混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种三元乙丙胶料的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）按照主料：三元乙丙生胶 25%-30%；
辅 料：补强剂 36%-40%；
软化剂 15%-17%；
吸湿剂 3.1%-3.4%；
填充剂0-10%；
添加剂：促进剂 0.9%-1.3%；
活性剂 1.7%-2.5%；
功能性助剂 7%-10%；
硫化剂 0.4%-0.5%；
改性剂 1.3%-1.6%的原料组成配比称量各组分原料备用；
（2）将功能性助剂在开炼机上塑化；
（3）将三元乙丙生胶、塑化后的功能性助剂、补强剂、填充剂、软化剂、活性剂、改性剂、吸湿剂投入密炼机中进行混炼，混炼时间为8-10min，混炼温度为60-90℃；
（4）将混炼后的胶料装入开炼机中在50-60℃的辊温下薄通2-3遍；
（5）放厚开炼机的辊距到6-10mm，加入促进剂、硫化剂，进行捣胶混匀；
（6）在开炼机下窄片，挂在胶架上通风冷却，至少停放8小时后挤出备用；
（7）将挤出机机头温度预设为50-70℃，机筒的一段、二段、三段及螺杆的温度以3-10℃的温度梯度依次降低，按需要产品形状用相应模具挤出胶条，挤出的胶条送入硫化箱中硫化，硫化箱各段温度为200-270℃；
（8）硫化后的胶条经冷却水槽冷却后，由牵引辊牵出，并检测其尺寸和硬度，合格后裁剪包装。
4.根据权利要求3所述的一种三元乙丙胶料的制备方法，其特征在于所述的补强剂选用低结构快压出炭黑，所述的软化剂选用石蜡油，所述的吸湿剂选用氧化钙，所述的填充剂选用轻质碳酸钙，所述的功能性助剂选用高苯乙烯树脂，所述的硫化剂选用硫磺，所述的活性剂选用氧化锌和硬脂酸按照任意比例混合，所述的改性剂选用聚乙二醇，所述的二丁基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑或N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺其中的四种混合而成。
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