CN102875859A - 一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶及其制备方法，共混胶的组分为丁晴胶、PVC预塑化料、氧化锌、防老剂和促进剂，其中：PVC预塑化料的组分为：PVC树脂粉、增塑剂、耐寒增塑剂或耐高温增塑剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、粒蜡和润滑剂。丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备过程为：⑴制备PVC预塑化料；⑵NBR切碎；⑶NBR-PVC在捏炼型密炼机中共混；⑷共混胶在开炼机中压片；⑸滤胶机过滤掉杂质和异物；⑹制成NBR-PVC共混胶压片；⑺通过冷却液槽和风冷设备冷却至室温和⑻包装。本发明通过在配方中添加了增塑剂、阻燃剂和耐寒或耐高温材料，改善了共混胶的性能。PVC经预塑化后与NBR共混，温度可降低20-30℃，优化了生产操作，降低了生产成本。

Description

一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶及其制备方法
技术领域
本发明属于化学组合物及生产技术领域，涉及一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶及其制备方法。
背景技术
丁晴橡胶也叫腈基丁二烯橡胶（NBR），具有优良的耐油性和韧性，聚氯乙烯（PVC）材料具有耐腐蚀、强度高、牢固耐用的特性。丁晴橡胶和聚氯乙烯（NBR -PVC）共混胶是指将丁晴橡胶和聚氯乙烯塑料混合后形成橡塑共混胶。NBR-PVC共混胶具有耐油、耐磨、耐臭氧、耐化学介质、良好的动态性能，是目前最具发展潜力的硫化胶品种。NBR-PVC共混胶广泛应用在汽车、航天航空、石油化工、纺织、电线电缆、耐油胶板、耐油胶管、胶辊、密封件等行业。由于PVC软化点较高，在160℃以上，可温度接近180℃时发生严重分解，因此NBR-PVC共混温度应为160℃-180℃，若将NBR-PVC在高温开炼机上共混，即使提高辊温，PVC树脂粉粒塑化不开，不溶于NBR中，得不到质量均匀的共混物，因此，先将PVC与增塑剂稳定剂及各种辅料在捏合机中充分搅拌，使之预塑化，试验证明，未经预塑化的NBR-PVC共混物中，PVC未塑化粉粒较多，降低了NBR-PVC的共混性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，通过丁晴胶和PVC预塑化料及辅料共混制备丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，改善NBR–PVC共混胶的性能。本发明的另一目的是提供一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备方法，优化PVC预塑化和共混工艺条件。
本发明丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，按重量百分比，其组成如下：
丁晴胶 60～80、PVC预塑化料 15～40、防老剂 2.0～4.0、促进剂 0.5～1.5和氧化锌2-3。其中：PVC预塑化料的组分，按重量份为：PVC树脂粉 58～73、主增塑剂 20～35、耐寒增塑剂或耐高温增塑剂 1～3、阻燃剂 3～5、热稳定剂 0.5～1.0、光稳定剂  1～3、粒蜡 0.5～1.0和润滑剂 0.5～1.0。
防老剂为乙氧喹和2-硫醇基苯骈噻唑，促进剂为二硫化四甲基秋兰姆，阻燃剂为三氧化二锑和氯化石蜡52#，增塑剂为二甘醇二苯甲酸脂，耐高温增塑剂为T-160混合聚酯，耐寒增塑剂为癸二酸二辛酯或STA-T40耐寒稳定剂，热稳定剂为钙锌复合热稳定剂，光稳定剂为环氧大豆油，润滑剂为硬脂酸。
本发明丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备方法，过程如下：
⑴制备PVC预塑化料：按配比依次将PVC树脂粉、增塑剂、耐寒增塑剂或耐高温增塑剂、光稳定剂、阻燃剂、润滑剂投入捏合机中，在高速搅拌状态下加热，进行预塑化；捏合机转速为1000～1400r/min；捏合机温度达到70～80℃后加入稳定剂，然后继续搅拌5～8分钟。
⑵NBR切碎：将NBR置于切碎机中切碎成切片。
⑶NBR-PVC混炼：将密炼机预热至125～135℃左右，加入NBR切片、氧化锌、防老剂和促进剂，搅拌加热2min后加入PVC预塑化料，密炼2～3min。当密炼温度达到140～145℃时打开冷却水循环设备进行冷却，密炼温度达到150～155℃后，恒温搅拌2min，停止加热和搅拌，制成共混胶，卸料。
⑷压片过程：将开炼机预热到130～135℃，调整转速50～80r/min，辊距为1mm±0.5mm，将步骤⑶中共混胶加入到开炼机中，薄通三次，制成NBR-PVC共混胶压片。
⑸滤胶：将步骤⑷中NBR-PVC共混胶压片通过100目滤网的滤胶机过滤掉物料中的杂质和异物
⑹压片过程：将开炼机预热到130～135℃，调整转速60r/min，辊距为1±0.5mm，将步骤⑸中共混胶加入到开炼机中，薄通三次，制成NBR-PVC共混胶压片。
⑺冷却：将步骤⑹制成NBR-PVC共混胶压片连续通过有隔离剂的冷却液槽，再通过风冷设备，将胶片温度冷却至室温。
⑻包装：将步骤⑺的NBR-PVC共混胶压片冷却至室温后存放8～16h，进行包装。
密炼机为捏炼型密炼机。
    本发明通过丁晴胶和PVC预塑化料及辅料共混制备丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶具有优良的耐老化性能、耐油性、耐溶剂性和耐化学腐蚀性。由于配方中添加了阻燃剂和耐热、耐寒材料，共混胶具有耐热性、耐寒性和阻燃性能。氯化石蜡52#主要对PVC起阻燃剂和润滑效果的作用。阻燃剂三氧化二锑和氯化石蜡52#并用时则有良好的协同效应，阻燃效果明显提高。环氧大豆油B-220具有优良的热稳定性和、光稳定性、耐水性和耐油性，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性。制备过程通过PVC树脂粉的预塑化、NBR的塑炼、NBR-PVC的共混及开练、滤胶和冷却过程，实现了捏炼机械法共混代替传统工艺制备NBR-PVC共混胶。PVC经预塑化后与NBR共混，温度可降低20-30℃，简化了操作降低了生产成本，优化了生产过程。
附图说明
图1为本发明丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶制备过程的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本发明丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，按重量百分比，其组成如下：
丁晴胶 67，PVC预塑化料 27，防老剂乙氧喹 1.5 ，防老剂2-硫醇基苯骈噻唑 1.5、促进剂 0.5和氧化锌2.5。
其中：PVC预塑化料配方按重量份为：PVC树脂粉 64，增塑剂二甘醇二苯甲酸脂 27，耐寒增塑剂癸二酸二辛酯 2，光稳定剂环氧大豆油 2，阻燃剂氯化石蜡52#  2，阻燃剂三氧化二锑 0.7，粒蜡 0.8，润滑剂硬脂酸 0.7和稳定剂钙锌复合热稳定剂 0.8。
如图1所示，丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备过程为：
     ⑴制备PVC预塑化料：按重量配比依次将PVC树脂粉、增塑剂、耐寒增塑剂、光稳定剂、阻燃剂、粒蜡和润滑剂投入捏合机中，在高速搅拌状态下加热。进行预塑化，捏合机转速为1200r/min。捏合机温度达到70～80℃后加入稳定剂，然后继续搅拌5～8分钟。使PVC树脂粉充分吸收增塑剂，达到预塑化目的。
⑵NBR切碎：将NBR置于切碎机中切碎成切片。
⑶NBR-PVC混炼：将密炼机预热至125～135℃左右，加入NBR切片、氧化锌、防老剂和促进剂，搅拌加热2min后加入PVC预塑化料，密炼2～3min。当密炼温度达到140～145℃时打开冷却水循环设备进行冷却，密炼温度达到150～155℃后，恒温搅拌2min，停止加热和搅拌，制成共混胶，卸料。
⑷压片过程：将开炼机预热到130～135℃，调整转速60r/min，辊距为1mm±0.5mm，将步骤⑶中共混胶加入到开炼机中，薄通三次，制成宽度为10cmNBR-PVC共混胶压片。
    ⑸滤胶：将步骤（4）中NBR-PVC共混胶压片通过100目滤网的滤胶机过滤掉物料中的杂质和异物
⑹压片过程：将开炼机预热到130～135℃，调整转速60r/min，辊距为1mm±0.5mm，将步骤（5）中共混胶加入到开炼机中，薄通三次，制成NBR-PVC共混胶压片。
⑺冷却：将步骤（6）制成NBR-PVC共混胶压片连续通过有隔离剂的冷却液槽，再通过风冷设备，将胶片温度冷却至室温。
⑻包装：将步骤（7）的NBR-PVC共混胶压片冷却至室温后存放8～16h，进行包装。
本发明丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备方法克服了现有技术高温机械共混方法的缺陷，提高了产品质量和NBR-PVC共混胶的性能，优化了生产过程，本发明捏炼型高温机械制备的NBR-PVC共混胶与现有技术高温机械共混共混胶物性对比见表1。本发明捏炼型高温机械共混硫化胶与传统高温机械共混硫化胶性能对比见表2。
本发明生产的共混胶停放24h后再用于混炼，此共混胶料直接用于混炼（开炼和密炼）不需要再经过密炼或开炼高温塑化。
表1 本发明捏炼型高温机械制备的NBR-PVC共混胶与现有技术高温机械共混共混胶物性对比
共混胶 传统高温机械共混胶
生胶压合时间短 生胶压合时间长
胶料易包辊 胶料不易包辊
与其他胶料并用易混合 与其他胶料并用不易混合
混合时间短 混合时间长
捏炼过程吃粉快 混炼过程吃粉慢
表2捏炼型高温机械共混硫化胶与传统高温机械共混硫化胶性能对比
项目 单位 捏炼硫化胶 传统硫化胶
硬度 绍尔 78 82
300%定伸应力 Mpa 8.5 8.1
拉伸强度 Mpa 12.8 12.8
拉断伸长率 % 284 238
撕裂强度 KN.m 60 45
拉断永久变形 % 28 13
回弹值 % 12 19
压缩永久变形 % 51 36
脆性温度 ℃ -40 -30
耐臭氧老化 40℃X72H； 浓度50X10-8， 预拉升20% 无龟裂 无龟裂
绍尔A型硬度变化 度 +1 +1
拉伸强度变化率 % 20 11
拉断伸长变化率 % -43 -38
绍尔A型硬度变化 ° +4 +3
拉伸强度变化率 % +28 +22
拉伸伸长变化率 % -40 -35
质量变化率 % -6 -6
体积变化率 % -8 -7

Claims (8)

1.一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，按重量百分比，其组分如下：
丁晴胶 60～80、PVC预塑化料 15～40、防老剂 2.0～4.0、促进剂 0.5～ 1.5和氧化锌 2-3；
其中：PVC预塑化料的组分，按重量份为：PVC树脂粉 58～73、增塑剂 20～35、耐寒增塑剂或耐高温增塑剂 1～3、阻燃剂 3～5、热稳定剂 0.5～1.0、光稳定剂 1～3、粒蜡 0.5～1.0和润滑剂 0.5～1.0。
2.根据权利要求1所述的丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，其特征是：所述防老剂为乙氧喹和2-硫醇基苯骈噻唑；所述促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。
3.根据权利要求1所述的丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，其特征是：所述阻燃剂为三氧化二锑和氯化石蜡52#。
4.根据权利要求1所述的丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，其特征是：所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸脂，所述耐高温增塑剂为T-160混合聚酯，所述耐寒增塑剂为癸二酸二辛酯和STA-T40耐寒稳定剂。
5.根据权利要求1所述的丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，其特征是：所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
6.根据权利要求1所述的丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶，其特征是：所述光稳定剂为环氧大豆油；所述润滑剂为硬脂酸。
7.一种丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备方法，过程如下：
⑴制备PVC预塑化料：按配比依次将PVC树脂粉、增塑剂、耐寒增塑剂或耐高温增塑剂、光稳定剂、阻燃剂、粒蜡和润滑剂投入捏合机中，在高速搅拌状态下加热，进行预塑化；捏合机转速为1000～1400r/min；捏合机温度达到70～80℃后加入热稳定剂，然后继续搅拌5～8分钟；
⑵NBR切碎：将NBR置于切碎机中切碎成切片；
⑶NBR-PVC混炼：将密炼机预热至125～135℃左右，加入NBR切片、氧化锌、防老剂和促进剂，搅拌加热2min后加入PVC预塑化料，密炼2～3min；当密炼温度达到140～145℃时打开冷却水循环设备进行冷却，密炼温度达到150～155℃后，恒温搅拌2min，停止加热和搅拌，制成共混胶，卸料；
⑷压片过程：将开炼机预热到130～135℃，调整转速50～80r/min，辊距为1mm±0.5mm，将步骤⑶中共混胶加入到开炼机中，薄通三次，制成NBR-PVC共混胶压片；
⑸滤胶：将步骤⑷中NBR-PVC共混胶压片通过100目滤网的滤胶机过滤掉物料中的杂质和异物；
⑹压片过程：将开炼机预热到130～135℃，调整转速60r/min，辊距为1±0.5mm，将步骤⑸中共混胶加入到开炼机中，薄通三次，制成NBR-PVC共混胶压片；
⑺冷却：将步骤⑹制成NBR-PVC共混胶压片连续通过有隔离剂的冷却液槽，再通过风冷设备，将胶片温度冷却至室温；
⑻包装：将步骤⑺的NBR-PVC共混胶压片冷却至室温后存放8～16h，进行包装。
8.根据权利要求7所述的丁腈橡胶和聚氯乙烯共混胶的制备方法，其特征是：所述密炼机为捏炼型密炼机。
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