CN103627097A - 一种浅色cm/cpe/pvc弹性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料及其制备方法,涉及一种橡胶材料及其制备方法,由以下质量份的组成物组成:氯化聚乙烯橡胶(CM)50~100份、氯化聚乙烯(CPE)40~20份、聚氯乙烯(PVC)10~30份、稳定剂1~6份、吸酸剂1~10份、填充剂30~50份、补强剂30~50份、增塑剂20~50份、乙二醇1~2份、硫化剂2~5份、交联助剂2~4份。由于CM、CPE、PVC都是饱和的,故本发明具有良好的耐候、耐臭氧、耐油等性能,本发明的弹性材料及其制备方法使用硫化温度165℃,解决了硫化时间长生产效率低的问题;增加了CM的耐油性能,拉伸强度;降低了原料成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶材料及其制备方法,特别是涉及一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料及其制备方法。
背景技术
从本世纪70年代开始,通过对高分子弹性体的改性的途径,不断研制和开发了一些新型的高分子弹性体材料。
高分子弹性体的改性有以下三个目的:赋予改性的高分子弹性体某些高新的性能和功能;改善高分子弹性体的加工工艺性能以及降低材料的生产成本。至今已开发了多种高分子弹性体的改性方法,其中主要是共混改性的方法。在实际生产中,采用橡胶与塑料、合成树脂等高分子聚合物机械共混,可以达到对橡胶的共混改性作用。橡胶与塑料及合成树脂的共混,在习惯上称为橡塑并用。通过橡胶与塑料或合成树脂的机械共混,实现对橡胶的改性作用。此外,橡塑并用也可以实现对塑料及合成树脂的改性作用。
CM的用途与作用在不断地拓展,其作为特种合成橡胶,在国外许多领域得到应用。CM是一种性能良好的橡胶,它与多种橡胶的相容性很好,广泛应用于橡胶制品,也可与一些塑料树脂共混,制成CM与塑料树脂的共混物。CM与CPE、PVC有良好的相容性,三者共混制成浅色CM/CPE/PVC共混物,使CM弹性体具有更好的物理性能。
本发明CM、CPE、PVC弹性材料使用165℃的温度,缩短了生产周期,加快了硫化速度,可以使用在电缆、胶管外胶等领域,对耐B液、C液进行了测试,耐油性能良好,降低了成本,并且本实验研究的弹性体是新颖的,未见报道的,因此对浅色CM/CPE/PVC弹性材料及其制备方法的研究具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料及其制备方法,以CM、CPE、PVC为原料,加入稳定剂、吸酸剂、增塑剂、填充剂、补强剂、乙二醇、硫化剂和交联助剂,改善浅色CM/CPE/PVC弹性材料的各项力学性能。使其具有良好的耐油性能,且在165℃下硫化,并且降低了原料成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料,所述材料由以下质量份的组成物组成:氯化聚乙烯橡胶(CM)50~100份、氯化聚乙烯(CPE)40~20份、聚氯乙烯(PVC)10~30份、稳定剂1~6份、吸酸剂1~10份、填充剂30~50份、补强剂30~50份、增塑剂20~50份、乙二醇1~2份、硫化剂2~5份、交联助剂2~4份。
一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料制备方法,所述方法包括以下步骤:
a.将PVC、稳定剂、增塑剂按比例配合后一起加入高速混合机内,等物料蓬松且混合均匀后拿出;
b.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米,将CM、稳定剂、吸酸剂按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟,用三角包法使之混炼均匀取下待用;
c.将CPE、稳定剂、吸酸剂按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟;用三角包法使之混炼均匀并使之包辊;
d.将a、b中所得投入塑炼机,经过2-3分钟的滚压和翻炼,用三角包法使a中所得与b中所得混炼均匀,取下在室温环境下停留15分钟待用;
e.在开炼机上将c中所得分别加入填充剂、补强剂、增塑剂、乙二醇,用三角包法打包6-8次,加入硫化剂与交联助剂,打包6-8次,混炼均匀后下片;
f.将d中所得的混炼胶放置24小时,用硫化仪测定t10,t90 ;
g.按照f中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa,165℃下进行硫化即可。
所述的一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料制备方法,所述稳定剂为稀土稳定剂;吸酸剂为活性氧化镁(MgO);填充剂为超细滑石粉,碳酸钙的其中一种或一种以上的上述成分以任意比例混合;补强剂为白炭黑;增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂(DOP);硫化剂为过氧化二异丙苯(DCP);交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
所述的一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料制备方法,所述高速混合机的温度为90~100℃范围内;塑炼机的温度为130~150℃范围内。
本发明的优点与效果是:
本发明产品可以用在浅色和染色的胶管外胶、电缆等领域,实现了165℃硫化;加快了硫化速度,缩短了生产周期;增加了CM的耐油性能;降低了原料成本;力学性能可能会更好。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步详述。
本发明的浅色CM/CPE/PVC弹性材料包括CM、CPE、PVC、稳定剂、吸酸剂、填充剂、补强剂、增塑剂、乙二醇、硫化剂、交联助剂。各组分的含量按质量份数算分别为氯化聚乙烯橡胶(CM)50~100份、氯化聚乙烯(CPE)40~20份、聚氯乙烯(PVC)10~30份、稳定剂1~6份、吸酸剂1~10份、填充剂30~50份、补强剂30~50份、增塑剂50份、乙二醇1~2、硫化剂2~5份、交联助剂2~4份。
本发明所用的原料和试剂包括:CM,盘锦昌瑞化工有限公司。CPE,盘锦昌瑞化工有限公司。PVC,河北盛华化工有限公司。稀土稳定剂,广东炜林纳,工业级。活性MgO,潍坊远东橡塑有限公司,工业级。碳酸钙,平定县娘子关太行轻钙公司,工业级。超细滑石粉,海城市他山轻烧镁厂,工业级。白炭黑,卡博特化工(天津)有限公司,工业级。DOP,天津市大茂化学试剂厂,化学纯。乙二醇,天津市大茂化学试剂厂,化学纯。DCP,国药集团制药有限公司,化学纯。TAIC,潍坊凯普化工材料有限公司,工业级。
本发明所用的仪器设备包括:CH-10型高速混合搅拌机,北京塑胶仪器厂。X(S)K-160型开放式炼胶(塑)机,上海双翼橡塑机械有限公司。XK-160型双辊开放式炼胶机,青岛环球机械股份有限公司。GT-M2000-A型橡胶无转子硫化仪,台湾高铁科技股份有限公司。XLB-DQ 400×400×2E型平板硫化机青岛环球机械股份有限公司。CP-25型冲片机,上海化工机械四厂。RG L-30A型微机控制电子万能试验机,深圳市瑞格尔仪器有限公司。XHS型邵尔橡塑硬度计,营口市材料试验机厂。GT-7017-M型老化试验箱,台湾高铁科技股份有限公司。MH-200A型数显电子比重计,深圳市群隆仪器设备有限公司。
以下给出13个实施例,但须指出,本发明的实施不限于以下实施方式。
实施例1
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。
本实施例的浅色CM/CPE/PVC弹性材料的制备步骤如下:
a.将PVC、稀土稳定剂、DOP按比例配合后一起加入高速混合机内,高速混合机内温度控制在90~100℃范围内,等物料蓬松且混合均匀后拿出;
b.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米,塑炼机内温度为控制在130~150℃范围。将CM、稀土稳定剂、活性MgO按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟,用三角包法使之混炼均匀取下待用;
c.将CPE、稀土稳定剂、活性MgO按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟;用三角包法使之混炼均匀并使之包辊;
d.将a、b中所得投入塑炼机,经过2-3分钟的滚压和翻炼,用三角包法使a中所得与b中所得混炼均匀,取下在室温环境下停留15分钟待用;
e.在开炼机上将c中所得分别加入碳酸钙(或超细滑石粉)、白炭黑、DOP、乙二醇,用三角包法打包6-8次,加入DCP与TAIC,打包6-8次,混炼均匀后下片;
f.将d中所得的混炼胶放置24小时,用硫化仪测定t10,t90 ;
g.按照f中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa,165℃下进行硫化即可。
h.将g中的试样进行筛选,选择表面光滑,无气泡的试样进行性能测试,主要经过:拉伸实验,按照GB/T528-2009执行;硬度,按照GB/T531.1-2008执行;耐油性能,按照GB/T1690-92执行。
耐油性能测试,使用数显电子比重计,在空气中称量每个试样的质量,精确到lmg。然后在蒸馏水中称量每个试样的质量。在蒸馏水中称量时,应注意排除试样表面上的气泡。然后将试样悬挂在盛有试验液体的试验装置内,实验液体为B液,C液,试验液体的体积不得少于试样总体积的15倍,每片试样之间和试样与装置壁之间不得接触,试验液体只限用一次。试验过程中应使橡胶试样避光。不同胶料的试样不得同时在同一装置中进行浸泡试验。
将实验后的试样立即在空气中称量,精确到lmg,然后在蒸馏水中称量。
耐油体积变化率按下式计算:
式中:
—浸泡前试样在蒸馏水中的质量,g;
—浸泡后试样在空气中的质量,g;
本实施例所得浅色CM/CPE/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例2
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:40份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用40份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。所得浅色CM/CPE/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例3
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:30份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。所得浅色CM/CPE/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例4
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:20份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用20份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。所得浅色CM/CPE/PVC弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例5
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:40份,PVC:10份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用40份CPE,10份PVC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例6
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份CPE,20份PVC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例7
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,超细滑石粉:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例8
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,超细滑石粉:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:4.5份,TAIC:3.5份。本实施例的配比与实施例7的区别在于使用4.5份DCP,3.5份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例9
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,超细滑石粉:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:4份,TAIC:3份。本实施例的配比与实施例7的区别在于使用4份DCP,3份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例10
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:30份,PVC:20份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,超细滑石粉:30份,白炭黑:50份,DOP:50份,乙二醇:1份,DCP:3.5份,TAIC:2.5份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用3.5份DCP,2.5份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例11
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:40份,PVC:10份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:50份,DOP:60份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例5的区别在于使用60份DOP。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例12
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:40份,PVC:10份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:50份,DOP:40份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例5的区别在于使用40份DOP。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例13
按下列质量份配料:CM:50份,CPE:40份,PVC:10份,稀土稳定剂:6份,活性MgO:10份,碳酸钙:30份,白炭黑:50份,DOP:30份,乙二醇:1份,DCP:5份,TAIC:4份。本实施例的配比与实施例5的区别在于使用30份DOP。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同,此处不再赘述。
表1
测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
拉伸强度/MPa | 13.68 | 12.72 | 10.51 | 9.15 |
断裂伸长率/% | 305.58 | 341.38 | 361.81 | 345.12 |
100%定伸应力/MPa | 5.52 | 4.87 | 3.84 | 2.86 |
邵尔硬度/MPa | 80 | 76 | 78 | 70 |
耐B液体积变化率/% | 10.3 | 16.7 | 10.8 | 17.5 |
耐B液质量变化/% | 10.2 | 11.1 | 2.1 | 8.5 |
耐C液体积变化率/% | 23.8 | 21.5 | 25.7 | 19.7 |
耐C液质量变化/% | 2.2 | 15.4 | 8.3 | 10.3 |
Claims (4)
1. 一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料,其特征在于,所述材料由以下质量份的组成物组成:氯化聚乙烯橡胶(CM)50~100份、氯化聚乙烯(CPE)40~20份、聚氯乙烯(PVC)10~30份、稳定剂1~6份、吸酸剂1~10份、填充剂30~50份、补强剂30~50份、增塑剂20~50份、乙二醇1~2份、硫化剂2~5份、交联助剂2~4份。
2.一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
a.将PVC、稳定剂、增塑剂按比例配合后一起加入高速混合机内,等物料蓬松且混合均匀后拿出;
b.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米,将CM、稳定剂、吸酸剂按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟,用三角包法使之混炼均匀取下待用;
c.将CPE、稳定剂、吸酸剂按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟;用三角包法使之混炼均匀并使之包辊;
d.将a、b中所得投入塑炼机,经过2-3分钟的滚压和翻炼,用三角包法使a中所得与b中所得混炼均匀,取下在室温环境下停留15分钟待用;
e.在开炼机上将c中所得分别加入填充剂、补强剂、增塑剂、乙二醇,用三角包法打包6-8次,加入硫化剂与交联助剂,打包6-8次,混炼均匀后下片;
f.将d中所得的混炼胶放置24小时,用硫化仪测定t10,t90 ;
g.按照f中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa,165℃下进行硫化即可。
3.根据权利要求2所述的一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料制备方法,其特征在于,所述稳定剂为稀土稳定剂;吸酸剂为活性氧化镁(MgO);填充剂为超细滑石粉,碳酸钙的其中一种或一种以上的上述成分以任意比例混合;补强剂为白炭黑;增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂(DOP);硫化剂为过氧化二异丙苯(DCP);交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
4.根据权利要求2所述的一种浅色CM/CPE/PVC弹性材料制备方法,其特征在于,所述高速混合机的温度为90~100℃范围内;塑炼机的温度为130~150℃范围内。
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