CN103289151A - 环保型低硬度nbr/pvc共混胶及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保型低硬度NBR/PVC共混胶及制备方法，包含丁腈橡胶：20-30%、聚氯乙烯：10-20%、复合稳定剂：0.5%-1%、乙酰柠檬酸三正丁酯:50-60%、纳米高岭土：3-10%、氧化锌：2-3%、硬脂酸：0.5-1%、促进剂M：0.5-1%、硫黄：0.3-0.5%。用该配方制备的共混胶具有较低的硬度，可以达到20-30邵尔A，并且具有良好的回弹性、耐油性和耐臭氧老化性能，同时具有成本低、加工工艺性好等优点。该材料可以用于制作印刷、印染、家电等行业用低硬度、高弹性橡胶制品。

Description

环保型低硬度NBR/PVC共混胶及制备方法

技术领域

本发明涉及环保型低硬度NBR/PVC共混胶及制备方法。用该配方制备的共混胶具有较低的硬度，可以达到20-30邵尔A，并且具有良好的回弹性、耐油性和耐臭氧老化性能，同时具有成本低、加工工艺性好等优点。该材料可以用于制作印刷、印染、家电等行业用低硬度、高弹性橡胶制品。

背景技术

聚氯乙烯在加工过程中需要使用大量的增塑剂，目前使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类产品。邻苯二甲酸酯类增塑剂具有增塑性能良好，耐久性能突出，尤其在PVC软制品(软质人造革、玩具等)领域得到了广泛应用。但是由于邻苯二甲酸酯类增塑剂存在潜在的致癌性，国外已经严格控制其使用。我国也已经制订了相关的法律和法规，将逐步淘汰邻苯二甲酸酯类在食品包装材料、医疗器具以及儿童玩具等方面使用。因此，传统增塑剂的应用领域受到限制，研究开发新型环保型增塑剂已经成为当务之急。但是环保型增塑剂与传统的DOP增塑剂相比，难以保证产品的耐油性和耐臭氧老化性能。环保型增塑剂种类很多，综合考虑增塑剂的性能与价格因素，目前研究较多、应用比较广泛的环保型增塑剂主要有环氧类增塑剂和柠檬酸三酯类增塑剂。

乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）是一种综合性能优良的无毒增塑剂，在国外得到广泛应用，并形成工业化生产。ATBC具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点，其增塑效果与DOP相当，可替代DOP做增塑剂，但由于其价格相对较高，目前主要应用于无毒安全性要求高的领域，例如食品包装塑料薄膜、塑料玩具加工、药品包裹及医疗器械制造等。

    NBR/PVC共混胶的主要优点是兼有PVC的耐臭氧性和丁腈橡胶的耐油性和可交联性。与纯NBR 相比,NBR/PVC共混胶具有以下的特点:显著提高了耐臭氧和耐天候老化性能；提高了耐油、耐燃油和耐化学药品等性能；提高了压出、压延性能,同时胶料不易自硫化,增强了贮存稳定性。

发明内容

本发明涉及环保型低硬度NBR/PVC共混胶及制备方法。用该配方制备的共混胶具有较低的硬度，可以达到20-30邵尔A，并且具有良好的回弹性、耐油性和耐臭氧老化性能，同时具有成本低、加工工艺性好等优点。该材料可以用于制作印刷、印染、家电等行业用低硬度、高弹性橡胶制品。

具体的技术方案如下：环保型低硬度NBR/PVC共混胶，在聚氯乙烯（PVC）中加入环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯和稳定剂，经过浸润后在加热箱中塑化，然后与丁腈橡胶（NBR）在开炼机或密炼机中混合均匀后加入纳米高岭土即制得低硬度橡塑合金，其组成包含以下组分（wt.%表示），丁腈橡胶：20-30%、聚氯乙烯：10-20%、复合稳定剂：0.5-1%、乙酰柠檬酸三正丁酯:50-60%、纳米高岭土：3-10%、氧化锌：2-3%、硬脂酸：0.5-1%、促进剂M：0.5-1%、硫黄：0.3-0.5%。。

所述复合稳定剂为环保型稳定剂，尤其是钙锌复合稳定剂。

上述环保型低硬度NBR/PVC共混胶的制备方法，包括如下步骤：

    a)将聚氯乙烯、环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯和环保型稳定剂按照配比混合均匀后在容器中浸润2小时；

b）把上述容器放入加热箱中升温至170℃，在塑化过程中适当搅拌，使得混合料温度均匀；待混合料颜色透明，色泽均匀即塑化完全，取出后冷却；

C）将上述塑化好的物料与丁腈橡胶（NBR）按比例在开炼机或密炼机中混合均匀后加入纳米高岭土、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫黄即制得低硬度橡塑合金。

用该配方制备的共混胶具有较低的硬度，最低可以达到20邵尔A，并且具有良好的回弹性和耐臭氧老化性能，同时具有成本低、加工工艺性好等优点。

具体实施方式

实施方式一：

选用聚氯乙烯（PVC）牌号为XS-2，加入环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯和钙锌复合稳定剂，配比为20:60:1，混合均匀后浸润2小时，放入加热箱中升温至170℃塑化，塑化完全后常温冷却。然后将上述混合料与丁腈橡胶（牌号为2865）在开炼机上常温混合均匀后加入纳米高岭土、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫黄，其组成为（wt.%表示），丁腈橡胶：22.5%、聚氯乙烯：17%、复合稳定剂：0.85%、乙酰柠檬酸三正丁酯:51%、纳米高岭土：5%、氧化锌：2%、硬脂酸：0.5%、促进剂M：0.65%、硫黄：0.5%，即制得低硬度橡塑合金。所得硫化胶的硬度（邵尔A）为30，拉伸强度为5MPa，拉断伸长率为800%。臭氧老化后（拉伸比为20%，温度为40℃，臭氧浓度为100pphm，测试时间为3h），硫化胶的硬度（邵尔A）为30，拉伸强度为4.7MPa，拉断伸长率为720%，性能保持率92%左右。

实施方式二：

选用聚氯乙烯（PVC）牌号为XS-2，加入环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯和复合稳定剂，配比为,20:70:1，混合均匀后浸润2小时，放入加热箱中升温至170℃塑化，塑化完全后常温冷却。然后将上述混合料与丁腈橡胶（牌号为国产N41）在开炼机中混合均匀后加入纳米高岭土、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫黄，其组成为（wt.%表示），丁腈橡胶：20%、聚氯乙烯：16%、复合稳定剂：0.8%、乙酰柠檬酸三正丁酯:56%、纳米高岭土：3.5%、氧化锌：2%、硬脂酸：0.5%、促进剂M：0.7%、硫黄：0.5%，即制得低硬度橡塑合金。采用本发明的材料所制得硫化胶的硬度（邵尔A）为25，拉伸强度为4MPa，拉断伸长率为900%。臭氧老化后（拉伸比为20%，温度为40℃，臭氧浓度为100pphm，测试时间为3h），硫化胶的硬度（邵尔A）为26，拉伸强度为3.7MPa，拉断伸长率为800%，性能保持率90%以上。

实施方式三：

选用聚氯乙烯（PVC）牌号为XS-2，加入环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯、复合稳定剂和纳米高岭土，配比为,20:80:1:10，混合均匀后浸润2小时，放入加热箱中升温至170℃塑化，塑化完全后常温冷却。然后将上述混合料与丁腈橡胶（牌号为国产N41）在开炼机中混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫黄，其组成为（wt.%表示），丁腈橡胶：21.5%、聚氯乙烯：13.5%、复合稳定剂：0.68%、乙酰柠檬酸三正丁酯:54%、纳米高岭土：6.75%、氧化锌：2%、硬脂酸：0.5%、促进剂M：0.77%、硫黄：0.5%，即制得低硬度橡塑合金。采用本发明的材料所制得硫化胶的硬度（邵尔A）为21，拉伸强度为4MPa，拉断伸长率为900%。臭氧老化后（拉伸比为20%，温度为40℃，臭氧浓度为100pphm，测试时间为3h），硫化胶的硬度（邵尔A）为23，拉伸强度为3.6MPa，拉断伸长率为850%，性能保持率90%以上。

比较例1

选用聚氯乙烯（PVC）牌号为XS-2，加入增塑剂DOP和钙锌复合稳定剂，配比为20:60:1，混合均匀后浸润2小时，放入加热箱中升温至170℃塑化，塑化完全后常温冷却。然后将上述混合料与丁腈橡胶（牌号为2865）在开炼机上常温混合均匀后加入纳米高岭土、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫黄，其组成为（wt.%表示），丁腈橡胶：22.5%、聚氯乙烯：17%、复合稳定剂：0.85%、DOP:51%、纳米高岭土：5%、氧化锌：2%、硬脂酸：0.5%、促进剂M：0.65%、硫黄：0.5%，即制得低硬度橡塑合金。所得硫化胶的硬度（邵尔A）为28，拉伸强度为4MPa，拉断伸长率为900%。臭氧老化后（拉伸比为20%，温度为40℃，臭氧浓度为100pphm，测试时间为3h），硫化胶的硬度（邵尔A）为30，拉伸强度为3.8MPa，拉断伸长率为800%，性能保持率90%左右。

Claims (4)

1.环保型低硬度NBR/PVC共混胶，其特征在于：采用丁腈橡胶（NBR）和聚氯乙烯（PVC）共混加入环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯制备低硬度橡塑合金，其组成包含以下组分（wt.%表示），丁腈橡胶：20-30%、聚氯乙烯：10-20%、复合稳定剂：0.5-1%、乙酰柠檬酸三正丁酯:50-60%、纳米高岭土：3-10%、氧化锌：2-3%、硬脂酸：0.5-1%、促进剂M：0.5-1%、硫黄：0.3-0.5%。

2.根据权利要求1的环保型低硬度NBR/PVC共混胶，其特征在于：所述的复合稳定剂为钙锌复合稳定剂。

3.权利要求1所述环保型低硬度NBR/PVC共混胶的制备方法，包括以下步骤：

将聚氯乙烯、环保型增塑剂乙酰柠檬酸三正丁酯和环保型稳定剂按照配比混合均匀后在容器中浸润2小时；

b）把上述容器放入加热箱中升温至170℃，在塑化过程中适当搅拌，使得混合料温度均匀；待混合料颜色透明，色泽均匀即塑化完全，取出后冷却；

C）将上述塑化好的物料与丁腈橡胶（NBR）按比例在开炼机或密炼机中混合均匀后加入纳米高岭土、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫黄即制得低硬度橡塑合金。

4.权利要求1所述环保型低硬度NBR/PVC共混胶的用途，可以用于制作印刷、印染、家电等行业用低硬度、高弹性橡胶制品。