CN102452137A - 用于制备橡胶叠合板坯的方法 - Google Patents
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Abstract
用于制备橡胶叠合板坯的方法。通过使用配备有挤出机模头的挤出机将橡胶熔融并混合，所述橡胶通过该挤出机模头以熔融状态挤出，通过切割挤出的橡胶制备粒料，将粒料在冷却水中冷却5秒以上并且20秒以下的时间，将该粒料与冷却水分离，将粒料在5℃以上并且40℃以下的空气流中干燥，称量所需量的粒料，并且将称量的粒料压塑一定的时间，其中所称量粒料的平均经历时间为30秒以上并且100秒以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备橡胶叠合板坯(bale)的方法。
背景技术
合成橡胶如苯乙烯丁二烯橡胶或者乙烯丙烯二烯橡胶在很多情况是以叠合板坯的形式船运的。叠合板坯在此意为压塑为基本上矩形的平行六面体形状的橡胶。
作为用于制备合成橡胶的叠合板坯的方法，例如，专利文献1公开了下列方法：将乙烯/α-烯烃/非共轭多烯聚合物橡胶和聚烯烃树脂进料到挤出机中熔融并且混合，并且将通过挤出机模头从挤出机挤出的所得橡胶组合物用旋转式刮刀连续切割为粒料的形状，用60℃至100℃的传送水传送该粒料，并且对所传送的粒料进行压塑以得到叠合板坯。
专利文献1是日本公开专利申请11-90926。
发明内容
然而，在上述方法中，由于压塑是在分离传送水后立即进行的，所以由于残留在粒料表面的水分而降低了粒料之间的融合强度，这可能改变叠合板坯在储存过程中的形状，并因此，鉴于叠合板坯形状的稳定性该方法是不够令人满意的。
上述情况下，本发明所要达到的目的是提供用于制备在叠合板坯形状稳定性方面优异的橡胶叠合板坯的方法，所述方法通过用挤出机熔融和混合合成橡胶如苯乙烯丁二烯橡胶、通过切割挤出的橡胶制备粒料、以及压塑该粒料而进行。
本发明提供用于制备橡胶叠合板坯的方法，其包括：通过使用配备有挤出机模头的挤出机熔融和混合橡胶；将处于熔融状态的橡胶通过所述挤出机模头挤出；通过切割所挤出的橡胶制备粒料；将粒料在冷却水中冷却5秒以上并且20秒以下的冷却时间；将粒料与冷却水分离；将粒料在5℃以上并且40℃以下的空气流中干燥；称量所需量的粒料；以及将该称量的粒料压塑一定的时间，其中所述称量的粒料在分离后的平均经历时间为30秒以上并且100秒以下。
本发明能够提供用于制备在叠合板坯形状方面具有优异稳定性的橡胶叠合板坯的方法，所述方法通过用挤出机熔融和混合合成橡胶如苯乙烯丁二烯橡胶、通过切割挤出的橡胶制备粒料以及压塑该粒料而进行。
附图说明
图1是说明本发明中所要采用的方法实施方案的一个实例的示意图。
图2是说明本发明中所要采用的方法实施方案的另一个实例的示意图。
具体实施方式
将要用于本发明中的橡胶的实例是芳族乙烯基化合物/共轭二烯共聚物橡胶、共轭二烯聚合物橡胶以及乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶。芳族乙烯基化合物/共轭二烯共聚物橡胶的实例是苯乙烯丁二烯共聚物橡胶。共轭二烯聚合物橡胶的实例是聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶和氯丁橡胶。乙烯/α-烯烃/非共轭二烯共聚物橡胶的实例是乙烯/丙烯/亚乙基降冰片烯共聚物橡胶和乙烯/丙烯/二环戊二烯共聚物橡胶。可以单独使用这些橡胶中的一种，或者可以混合使用它们中的两种以上。此外，可以加入不同于上述橡胶的其它橡胶、树脂，以及添加剂如稳定剂，只要橡胶的性能不受损害即可。
作为用于制备上述聚合物橡胶中任一种的方法，可以采用包括溶液聚合、嵌段聚合、悬浮聚合和乳液聚合的已知方法中的任一方法。
将橡胶进料到配备有挤出机模头的挤出机中进行熔融和混合。将要进料到挤出机中的橡胶可以是粉末、粒料或碎屑料的形式。备选地，在通过溶液聚合制备橡胶的情况下，可以将仍然含有溶剂的橡胶进料到挤出机中以在熔融和混合的同时进行脱气。还备选地，可以将仍然含有水分的橡胶进料到挤出机中以在熔融和混合的同时进行脱水。
作为挤出机，优选使用双螺杆挤出机来改善混合性能。当使用双螺杆挤出机时，螺杆的旋转方向可以相同或者不同。备选地，可以使用串联挤出机。在进料仍然溶解在溶剂中的橡胶的情况下，挤出机配备有排气口，通过该排气口进行脱气。此外，需要时可以提供齿轮泵。
在用挤出机将橡胶熔融并混合后，通过挤出机模头挤出处于熔融状态的橡胶，并将这样挤出的橡胶切割以制备粒料，将粒料在冷却水中冷却。作为用于制备和冷却粒料的方法，优选采用所谓的″水下切割方法″，即，其中将通过挤出机模头挤出的处于熔融状态的橡胶切割并立即在冷却水中冷却的方法。
为了通过在叠合板坯的制备过程中将粒料的表面温度设置为高于预定温度来提高粒料之间的融合强度以改善叠合板坯形状的稳定性，在通过挤出机模头挤出的橡胶的温度优选为100℃以上，更优选110℃以上，并且还更优选120℃以上。此外，为了通过降低在所储存的叠合板坯之间的粘着力来改善在从储存叠合板坯的箱中取出叠合板坯时的叠合板坯拿取容易性，或者为了减少工艺故障如粒料在干燥过程或称重过程中相互附着所导致的管道堵塞，正在挤出的橡胶的温度优选为160℃以下、更优选150℃以下并且还更优选140℃以下。
而且，为了通过在叠合板坯的制备过程中将粒料的表面温度设置为高于预定温度来提高粒料之间的融合强度以改善叠合板坯形状的稳定性，要制备的每个粒料的质量优选为0.3g以上并且更优选0.4g以上。此外，为了通过降低储存的叠合板坯之间的附着力来改善在从储存叠合板坯的箱中取出叠合板坯时的叠合板坯拿取容易性，或者为了减少工艺故障如粒料在干燥过程或称重过程中相互附着所导致的管道堵塞，每个粒料的质量优选为0.7g以下并且更优选为0.6g以下。作为用于调节每个粒料质量的方法，例如可以改变旋转式刮刀的旋转速度。
将这样制备的粒料在冷却水中冷却，并在其后将该粒料与冷却水分离。从切割粒料到与冷却水分离的冷却时间为20秒以下。当冷却时间太长时，粒料被过度冷却，并因而在叠合板坯制备后获得的粒料之间的融合强度降低，使得叠合板坯形状的稳定性降低。此外，为了进一步改善叠合板坯形状的稳定性，冷却时间优选为18秒以下并且更优选为15秒以下。此外，为了通过降低在储存的叠合板坯之间的附着力来改善在从储存叠合板坯的箱中取出叠合板坯时的叠合板坯拿取容易性，或者为了减少工艺故障如粒料在干燥过程或称重过程中相互附着所导致的管道堵塞，冷却时间优选为5秒以上，更优选为7秒以上，并且进一步优选为10秒以上。
为了通过在叠合板坯的制备过程中将粒料的表面温度设置为高于预定温度来提高粒料之间的融合强度以改善叠合板坯形状的稳定性，冷却水的温度优选为10℃以上并且更优选为20℃以上。此外，为了通过降低在储存的叠合板坯之间的附着力来改善在从储存叠合板坯的箱中取出叠合板坯时的叠合板坯拿取容易性，或者为了减少工艺故障如粒料在干燥过程或称重过程中相互附着所导致的管道堵塞，冷却水的温度优选为40℃以下并且更优选为35℃以下。
在将粒料在冷却水中冷却的同时，可以将粒料静置或可以移动。将粒料静置的状态的一个实例是将粒料保持在冷却浴中的状态。备选地，移动粒料的状态的一个实例是通过管道连同其中流动的冷却水运载粒料。
作为用于将粒料与冷却水分离的方法，包括用筛分离和离心分离的已知方法中的任何一种都可以采用。
分离后，将粒料在空气流中进行干燥处理。空气流的温度为5℃以上并且40℃以下。当空气流的温度太低时，粒料被过度冷却，并因此叠合板坯制备后获得的粒料之间的融合强度降低，使得叠合板坯形状的稳定性降低。为了进一步改善叠合板坯形状的稳定性，空气流的温度优选为10℃以上。并且，当空气流的温度太高时，粒料冷却不足，并因此从储存叠合板坯的箱中取出叠合板坯时的叠合板坯拿取容易性可能降低，或者发生工艺故障如粒料在干燥过程或称重过程中相互附着所导致的管道堵塞的可能性可能增加。此外，为了改善从储存叠合板坯的箱中取出叠合板坯时的叠合板坯拿取容易性，或者为了进一步减少工艺故障如粒料在干燥过程或称重过程中相互附着所导致的管道堵塞，空气流的温度优选为35℃以下。
作为用于进行干燥处理的方法，可以采用如下方法：其中鼓风干燥机内部的空气对粒料进行鼓风的方法，或者其中使空气在管道中流动并使粒料在管道中与其中流动的空气一起流动的方法。
将粒料在空气流中干燥后，称量所需量的粒料，并且对这样称量的粒料进行压塑一定的时间，其中所称量粒料在分离后的平均经历时间为30秒以上并且100秒以下，从而获得橡胶叠合板坯。当经历时间过长时，粒料被过度冷却，并因此在叠合板坯制备后获得的粒料之间的融合强度降低，使得叠合板坯形状的稳定性降低。经历时间优选为90秒以下并且更优选80秒以下。备选地，当经历时间过短时，粒料内部的热量不足以扩散到粒料表面，并因此，在叠合板坯制备中获得的粒料表面温度没有提高，使得粒料之间的融合强度降低，并且叠合板坯形状的稳定性降低。经历时间优选为45秒以上并且更优选60秒以上。模制压力优选为50kg/cm2至150kg/cm2，并且模制时间优选为5秒至20秒。
此时，称重的粒料在分离后的平均经历时间是从通过分离装置将粒料与冷却水分离至通过压塑制备叠合板坯所经历时间的平均值，其是对在要进行压塑的全部粒料获得的。在粒料分离和压塑之间有多个工序的情况下，经历时间是通过获得每个粒料在各个工序中的保持时间并且对这些保持时间求和而计算出的。例如，在传送过程中的保持时间是基于每个粒料的移动速度而获得的。同样，在称重过程中的保持时间是基于模制循环时间和粒料进料速度而获得的。
在模制中，可以通过切割较大叠合板坯而将大于所需叠合板坯的叠合板坯模制，以获得所需叠合板坯。此外，为了保护叠合板坯的表面，可以用膜包裹模制叠合板坯的表面。
根据本发明制备的橡胶叠合板坯可以适用于多种用途，包括车辆轮胎和密封材料。
根据本发明制备的橡胶叠合板坯在形状稳定性方面是良好的。此外，在干燥过程和称重过程中最低限度地产生工艺故障。用于本发明中的合适方法不包括在粒料的压塑之前加热粒料的步骤，并且此方法在经济上是出众的。
图1显示本发明中所要采用的方法实施方案的一个实例的简图。将对应于原料的橡胶进料到挤出机(1)，通过有孔的模头挤出，并且在造粒机(2)中切割和冷却，从而获得粒料。将这样获得的粒料立即从造粒机中排出，并且通过管道(9)连同冷却水运载至分离装置(3)。使在分离装置中与冷却水分离的粒料穿过鼓风干燥机(4)，并且在压塑机(5)中模制为叠合板坯。
图2显示了本发明中所要采用的方法实施方案的另一个实例的简图。在此实施例中，从原料到挤出机(1)的进料直至粒料向分离装置(3)的运输，都与图1中所示的相同。从分离装置(3)中排出的粒料落在垂直管道(12)的内部，同时暴露于空气，在管道(13)中与鼓风机(6)吹送的空气一起通过旋风分离器(7)和垂直管道(14)运载至压塑机(5)，在那里将它们模制为叠合板坯。
[实施例]
实施例1
将苯乙烯丁二烯聚合物橡胶进料到挤出机中，用旋转切刀片将其切割，并且用冷却水冷却所得物，从而获得粒料。调节挤出机料筒的温度，使得模头中的熔融橡胶的温度可能为130℃。冷却水的温度大约为30℃。取出10个这样获得的粒料，并且发现每1个粒料质量的平均值为0.43g。
将获得的粒料立即从造粒机中排出，并且连同管道中流动的冷却水一起运载至分离装置中。从切割橡胶至将粒料输入到分离装置的冷却时间为大约14秒。
将输入到分离装置中的粒料立即与冷却水分离，由流动通过管道的30℃空气使其在管道中移动，然后称量预定的量。所称重粒料在分离后的平均经历时间67秒内，将该称重的粒料压塑为橡胶叠合板坯。模制压力为150kg/cm2，并且模制时间为10秒。这样模制的叠合板坯在形状稳定性方面良好。此外，在干燥过程和粒料称重过程的任何一个中都没有产生工艺故障比如堵塞管道。
Claims (3)
1.一种用于制备橡胶叠合板坯的方法，所述方法包括：
通过使用配备有挤出机模头的挤出机将橡胶熔融并混合；
通过所述挤出机模头将处于熔融状态的所述橡胶挤出；
通过切割所述挤出的橡胶制备粒料；
将所述粒料在冷却水中冷却5秒以上并且20秒以下的冷却时间；
将所述粒料与所述冷却水分离；
将所述粒料在5℃以上并且40℃以下的空气流中干燥；
称量所需量的粒料；以及
将称量的粒料压塑一定时间，其中所述称量的粒料在分离后的平均经历时间为30秒以上并且100秒以下。
2.根据权利要求1所述的用于制备橡胶叠合板坯的方法，
其中每个粒料的质量为0.3g以上并且0.7g以下。
3.根据权利要求1或2所述的用于制备橡胶叠合板坯的方法，
其中所述橡胶为芳族乙烯基化合物/共轭二烯共聚物橡胶或共轭二烯聚合物橡胶。
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