CN103483658A - 一种加工安全性能高的混炼胶及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加工安全性能高的混炼胶及其工艺，其特征在于，所述的混炼胶按照重量份组成如下：母炼胶成分：生胶80-100份、白炭黑50-70份、炭黑5-10份、硅烷偶联剂8-12份、树脂3-5份、氧化锌5-8份、硬脂酸0.5-2.5份、硫磺0.1-0.5份、其它组分：9-11份终炼胶成分：母胶、硫磺0.5-2.5份、促进剂0.5-1.8份。炼胶工艺包括以下步骤：(1)一段混炼(2)二段混炼(3)三段混炼(4）终炼胶混炼。与现有技术相比，本发明通过创新炼胶工艺，改变加料顺序，把部分份数的硫磺放在母炼胶中加入延长胶料焦烧时间，保证胶料加工安全性能。
Description
技术领域
本发明属于炼胶技术领域，具体涉及一种加工安全性能高的混炼胶及其工艺。
背景技术
在目前流行的白炭黑配方中通常会加入硅烷偶联剂，它可将其亲水性白炭黑表面转变成亲有机表面，既可避免体系中白炭黑粒子集结及聚合物急剧稠化，还可提高有机聚合物对补强填料的润湿性。通过碳键连接，硅烷还可使补强填料与聚合物实现牢固键合，达到改善白炭黑材料的分散，提高胶料的综合物理性能的目的。但烷偶联剂的加入，使得白炭黑材料表面的化学活性降低，被束缚的一部分硫化促进剂被释放出来，另外同时硅烷偶联剂中也含有硫元素，在硫化过程中也会被释放出，这两方面原因加快了硫化速率，从而导致胶料易发生早期硫化，影响胶料的加工工艺稳定性和加工安全性，从而对半成品质量造成不良影响。
发明内容：
本发明的目的在于提供的一种新的炼胶工艺，该炼胶工艺创新性的把部分份数的硫磺放在母炼胶中加入，用以达到延长焦烧时间，提高胶料加工安全性的目的。本发明的机理如下：
硅烷偶联剂的分子结构中既含有机基团，又含无机结构，是一种杂化结构。这种特殊组分和分子结构使它兼具有机物特性和无机物功能，它能与无机填料白炭黑表面的羟基发生硅烷化反应形成化学键，表面被有机物包覆，使表面由亲水性变为疏水性，既避免了填料粒子的相互聚集，又提高了其分散性，从而提升胶料综合物理性能。硅烷偶联剂中含有硫元素，它在胶料硫化过程中会释放出从而加剧焦烧倾向。本专利通过在母炼胶高温混炼过程中加入少量的硫磺粉，使其硫磺粉中的S8分子与硅烷偶联剂中的硫元素结合，用以延缓硅烷偶联剂中硫元素中的释放，从而达到迟延焦烧时间的目的。具体反应如图1所示。
本发明提供了一种加工安全性能高的混炼胶及其工艺，其特征在于，所述的混炼胶按照重量份组成如下：
母炼胶成分：生胶80-100份、白炭黑50-70份、炭黑5-10份、硅烷偶联剂8-12份、树脂3-5份、氧化锌5-8份、硬脂酸0.5-2.5份、硫磺0.1-0.5份、其它组分：9-11份
终炼胶成分：母胶、硫磺0.5-2.5份、促进剂0.5-1.8份
一种加工安全性能高的炼胶工艺包括以下步骤：
(1)一段混炼：在F305密炼机中加生胶混炼压上顶栓30s，提砣，加白炭黑、硅烷偶联剂压上顶栓50s，提砣，压栓35s，提砣，压上顶栓30s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(2)二段混炼：在F305密炼机中加母胶、炭黑、硫磺等药品混炼压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压栓30s，155℃排胶，胶料由挤出机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(3)三段混炼：在F305密炼机中加母胶压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，提砣，压栓20s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(4）终炼胶混炼：在F305密炼机中加一段混炼母胶、终炼药品压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，100℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛。
上述的一种加工安全性能高的混炼胶，其特征在于，所述的混炼胶优选重量配比为：
母炼胶成分：生胶100份、白炭黑60份、炭黑7份、硅烷偶联剂10份、树脂4份、氧化锌5份、硬脂酸2份、硫磺0.3份、其它组分：10份
终炼胶成分：母胶、硫磺2份、促进剂1.5份。
上述的一种加工安全性能高的混炼胶，其特征在于，所述的其它组分为防老剂、白炭黑分散剂、操作油；促进剂为促进剂CZ/CBS和/或促进剂DPG。
在理论基础的指导下，在母炼胶中加入不同份数的硫磺用以验证硫磺份数最佳用量，在母炼胶中加入不同份数的硫磺影响表如下：
从上表可以看出，硫磺粉在母炼胶中加入0.3Phr为最佳用量，因为随着硫磺粉用量的增加多余出的部分会在高温混炼的过程中与胶料发生硫化反应而影响胶料性能。
发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过创新炼胶工艺，改变加料顺序，把部分份数的硫磺放在母炼胶中加入延长胶料焦烧时间，保证胶料加工安全性能。
附图说明
图1：硫磺粉中的S8分子与硅烷偶联剂中的硫元素结合图
图2：在母炼胶中加入不同份数的硫磺效果图
具体实施方式：
实施例1：
一种加工安全性能高的混炼胶按照重量份组成如下：
母炼胶成分：生胶80份、白炭黑50份、炭黑5份、硅烷偶联剂8份、树脂3份、氧化锌5份、硬脂酸0.5份、硫磺0.1份、其它组分：9份
终炼胶成分：母胶、硫磺0.5份、促进剂0.5份。
其中，其它组分为防老剂、白炭黑分散剂、操作油；促进剂为促进剂CZ/CBS和促进剂DPG。
一种加工安全性能高的炼胶工艺包括如下步骤：
(1)一段混炼：在F305密炼机中加生胶80份混炼压上顶栓30s，提砣，加白炭黑50份、硅烷偶联剂8份压上顶栓50s，提砣，压栓35s，提砣，压上顶栓30s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(2)二段混炼：在F305密炼机中加一段混炼母胶、炭黑5份、树脂3份、氧化锌5份、硬脂酸0.5份、硫磺0.1份、其它组分9份混炼压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压栓30s，155℃排胶，胶料由挤出机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(3)三段混炼：在F305密炼机中加二段混炼母胶压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，提砣，压栓20s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(4）终炼胶混炼：在F305密炼机中加三段混炼母胶、硫磺0.5份、促进剂0.5份压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，100℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛。
实施例2
一种加工安全性能高的混炼胶按照重量份组成如下：
母炼胶成分：生胶100份、白炭黑70份、炭黑10份、硅烷偶联剂12份、树脂5份、氧化锌8份、硬脂酸2.5份、硫磺0.5份、其它组分：11份
终炼胶成分：母胶、硫磺0.5-2.5份、促进剂0.5-1.8份。
其中，其它组分为防老剂、白炭黑分散剂、操作油；促进剂为促进剂CZ/CBS和促进剂DPG。
一种加工安全性能高的炼胶工艺包括以下步骤：
(1)一段混炼：在F305密炼机中加生胶100份混炼压上顶栓30s，提砣，加白炭黑70份、硅烷偶联剂12份压上顶栓50s，提砣，压栓35s，提砣，压上顶栓30s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(2)二段混炼：在F305密炼机中加一段混炼母胶、炭黑10份、树脂5份、氧化锌8份、硬脂酸2.5份、硫磺0.5份、其它组分11份混炼压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压栓30s，155℃排胶，胶料由挤出机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(3)三段混炼：在F305密炼机中加二段混炼母胶压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，提砣，压栓20s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(4）终炼胶混炼：在F305密炼机中加三段混炼母胶、硫磺2.5份、促进剂1.8份压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，100℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛。
实施例3：
一种加工安全性能高的混炼胶按照重量份组成如下：
母炼胶成分：生胶100份、白炭黑60份、炭黑7份、硅烷偶联剂10份、树脂4份、氧化锌5份、硬脂酸2份、硫磺0.3份、其它组分：10份
终炼胶成分：母胶、硫磺2份、促进剂1.5份。
其中，其它组分为防老剂、白炭黑分散剂、操作油；促进剂为促进剂CZ/CBS和促进剂DPG。
一种加工安全性能高的炼胶工艺包括如下步骤：
(1)一段混炼：在F305密炼机中加生胶100份混炼压上顶栓30s，提砣，加白炭黑60份、硅烷偶联剂10份压上顶栓50s，提砣，压栓35s，提砣，压上顶栓30s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(2)二段混炼：在F305密炼机中加一段混炼母胶、炭黑7份、树脂4份、氧化锌5份、硬脂酸2份、硫磺0.3份、其它组分10份混炼压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压栓30s，155℃排胶，胶料由挤出机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(3)三段混炼：在F305密炼机中加二段混炼母胶压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，提砣，压栓20s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛；
(4）终炼胶混炼：在F305密炼机中加三段混炼母胶、硫磺2份、促进剂1.5份压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，100℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后,经风机冷却系统冷却、建垛。
胶料总体性能评价：
把最佳份数的硫磺粉在母炼胶混炼过程中加入，其性能对比如下表所示：
从上表可以看出，与参比配方相比，在不影响胶料综合物理性能的条件下，试验配方显著延长了胶料的焦烧时间，达到了提高胶料加工安全性能的要求。
Claims (4)
1.一种加工安全性能高的混炼胶，其特征在于，所述的混炼胶按照重量份组成如下：
母炼胶成分：生胶80-100份、白炭黑50-70份、炭黑5-10份、硅烷偶联剂8-12份、树脂3-5份、氧化锌5-8份、硬脂酸0.5-2.5份、硫磺0.1-0.5份、其它组分：9-11份；
终炼胶成分：母胶、硫磺0.5-2.5份、促进剂0.5-1.8份。
2.一种加工安全性能高的炼胶工艺包括以下步骤：
(1)一段混炼：在F305密炼机中加生胶混炼压上顶栓30s，提砣，加白炭黑、硅烷偶联剂压上顶栓50s，提砣，压栓35s，提砣，压上顶栓30s，155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后, 经风机冷却系统冷却、建垛；
(2)二段混炼：在F305密炼机中加一段混炼母胶、炭黑、树脂、氧化锌、硬脂酸、硫磺、其它组分混炼压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压栓30s， 155℃排胶，胶料由挤出机压片、经隔离剂池后, 经风机冷却系统冷却、建垛；
(3)三段混炼：在F305密炼机中加二段混炼母胶压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，提砣，压栓20s， 155℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、经隔离剂池后, 经风机冷却系统冷却、建垛；
(4）终炼胶混炼：在F305密炼机中加三段混炼母胶、硫磺、促进剂压上顶栓35s，提砣，压上顶栓30s，提砣，压上顶栓25s，100℃排胶，胶料由双螺杆挤出压片机压片、在开炼机上左右切刀各3次、经隔离剂池后, 经风机冷却系统冷却、建垛。
3.根据权利要求1所述的一种加工安全性能高的混炼胶，其特征在于，所述的混炼胶优选重量配比为：
母炼胶成分：生胶100份、白炭黑60份、炭黑7份、硅烷偶联剂10份、树脂4份、氧化锌5份、硬脂酸2份、硫磺0.3份、其它组分：10份；
终炼胶成分：母胶、硫磺2份、促进剂1.5份。
4.根据权利要求1或3所述的一种加工安全性能高的混炼胶，其特征在于，所述的其它组分为防老剂、白炭黑分散剂、操作油；促进剂为促进剂CZ/CBS和/或促进剂DPG。
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