CN103804737A - 一种可发泡的橡胶颗粒 - Google Patents

Abstract

一种可发泡的橡胶颗粒，由橡胶组合物和橡胶助剂两大组分组成，橡胶组合物组分由聚氯丁二烯、标准天然橡胶、EVA、POE弹性体、三元乙丙胶或丁晴橡胶组成；橡胶助剂组分由填充剂、补强剂、分散剂、改性流动剂、发泡剂、硫化剂组成。按比例配制的橡胶组合物和橡胶助剂经融合造粒成可发泡的橡胶胶颗粒料后，用任何一种的站位式注射成型机对该橡胶颗粒加热加压，使其成紊流态胶料，将该紊流态胶料注射入模具腔内，以及硫化该模具腔内的紊流态胶料，橡胶颗粒进行硫化时同时发泡，经发泡的橡胶制品在其他物理性能不变的情况下，减轻重量和增加弹性。

Description

一种可发泡的橡胶颗粒

技术领域

 本发明涉及一种可发泡的橡胶颗粒，具体为一种可以在室温下长期保存的可发泡、可硫化的橡胶组合物并制作成橡胶颗粒，属高分子聚合物技术领域。

背景技术

橡胶其应用范围之广，从航空航天、精密仪器、普通机械的不可或缺，到人们的日常生活中的衣食住行均离不开其身影的存在是众所周知的。随着橡胶制品应用范围的日趋广泛和需求量的不断增加，原始的天然橡胶远远无法满足工业社会发展中对其需求量的不断膨胀。由于乙烯工业的发展，于是科学家们根据市场对橡胶制品性能的不同要求，不断创造出了如丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶等等。传统的橡胶制品的制作方法，由于各种橡胶材料的流动性差、分子量高，只能采用模压成型、加温模具硫化的办法。这样的成型工艺首先需要把橡胶材料以及各种添加剂，通过炼胶机融合制成俗称的“生胶”经裁切后填充模腔，较之注射成型而言其边角料、残次品必然很多，不但增加制品成本还严重污染环境，其缺陷一；填充在模腔的“生胶”必须经过加温硫化才能成为俗称的“熟胶”，而对模具的加温需要配置昂贵的热源产生和传导设备，设备投资大、能源消耗高，其缺陷二；由于橡胶分子量高，分子间缠结严重，导致橡胶原料在开炼或密炼过程中大量生热，且热量不易传出，从而使得胶料容易部分硫化，容易导致硫化成型后的产品缺陷，其缺陷三；采用硫磺硫化传统工艺，融合后的胶料在环境温度稍高时容易发生自硫化，因此融合后的胶料不能在室温下长期保存，其缺陷四。

居于上述传统橡胶制品硫化工艺的种种缺陷，本发明人于2009年发明了一种以苯乙烯系热塑性弹性体为主体橡胶、可制成橡胶颗粒料长期室温保存不自硫化、可注射成型的橡胶组合物，并得到发明专利授权。但是，该橡胶组合物采用了较单一的苯乙烯系热塑性弹性体，而这类弹性体仅仅通过物理交联点来保持力学性能，不能满足某些制品的高性能要求，虽然采取了添加如再生橡胶、PE再生料、EVA再生料、PP再生料等以作性能补充，但因再生料的成分复杂致使制品物理性能的不可控，仍然无法满足高端制品的物理指标需求，其缺陷一；传统的橡胶原料、硫化工艺和前发明的橡胶组合物，均不能发泡硫化成型，致使制品的比重高进而制作成本高，制品的弹性受局限，无法满足重量轻、质感柔软、高弹性性能要求，其缺陷二。

发明内容

为了克服上述橡胶制品的缺陷，本发明公开一种可发泡的橡胶颗粒，本可发泡的橡胶颗粒除保留“可交联的橡胶组合物”的可注射成型、可交联、可在室温环境长期存放的技术优势外，其橡胶组合物还可根据制品的性能要求，采用标准天然胶和合成橡胶的不同配伍来满足，且可发泡。

本发明所采用的技术方案是：可发泡的橡胶颗粒由橡胶组合物和橡胶助剂两大组分组成，橡胶组合物组分由30~70质量份的聚氯丁二烯、3~20质量份的标准天然橡胶、20~50质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1~15质量份的POE弹性体、2~15质量份的三元乙丙胶或丁晴橡胶组成；橡胶助剂组分由0~20质量份的填充剂、1~20质量份的补强剂、0.2~2质量份的分散剂、0.5~3质量份的改性流动剂、1~5质量份的发泡剂、0.5~2质量份的硫化剂组成。

所述的补强剂采用炭黑和二氧化硅中的最少一种。

所述的分散剂虽然品类较多，如三乙基已基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酸铵、脂肪酸聚乙二醇酯等，本发明优选采用的是脂肪酸聚乙二醇酯。

所述的改性流动剂可以是乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。

所述的发泡剂包含偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物等，本发明优选采用的为偶氮化合物中的偶氮二甲酰胺。

所述的硫化剂可以采用如过氧化苯甲酰、双对过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化氢异丙苯等其中的一种，本发明优选采用的为过氧化二异丙苯。

根据预定用途，在对本发明的目的不产生不利影响的前提下，可向本发明可发泡的橡胶颗粒中加入迄今已知的常规用量的辅助助剂，如硫化促进剂、防老剂、脱模剂、阻燃剂、增黏剂、交联剂、着色剂、抗氧剂和导电性材料等。

按比例配制的橡胶组合物和橡胶助剂经融合造粒成可发泡的橡胶颗粒料后，可按以下方法进行注射成型：用任何一种的站位式注射成型机对该橡胶颗粒加热加压，使其成紊流态胶料，此过程的温度为60~120℃，压力为50~ 120MPa，将该紊流态胶料注射入模具腔内，以及硫化该模具腔内的紊流态胶料，硫化温度为140~190℃，硫化时间为1~10分钟，橡胶颗粒进行硫化时同时发泡，经发泡的橡胶制品在其他物理性能不变的情况下，减轻重量和增加弹性。

本发明的有益效果是：本可发泡的橡胶颗粒除保留“可交联的橡胶组合物”的可注射成型、可交联、可在室温环境长期存放的技术优势外，其制品的物理性能可控，采用不同的配伍可满足各种制品的物理指标需求，且可发泡，经发泡的橡胶制品重量轻、质感柔软、高弹性、制作成本低。

附图说明：

无

具体实施方式：

实施例1：

聚氯丁二烯                50份

标准天然橡胶              15份

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物     20份

POE弹性体                1份

发泡剂                    1份

硫化剂                    1份

补强剂                   10份

分散剂                   0.5份

改性流动剂               1.5份

本配方为适应高耐磨、高抗拉伸、微孔发泡的制品要求。制作步骤是：先将配方量的橡胶组合物、改性流动剂、补强剂、分散剂投入到密炼机中密炼，混合12分钟后加入发泡剂和硫化剂，再混合5分钟，密炼机温度95℃，再经开炼、挤出后成橡胶颗粒。将可发泡的橡胶颗粒投入到站位式注射成型机，对橡胶颗粒加热加压，使其成紊流态胶料，此过程的温度为120℃，压力为110MPa，将该紊流态胶料注射入模具腔内，以及硫化该模具腔内的紊流态胶料，硫化温度为150℃，硫化时间为8分钟，橡胶颗粒进行硫化时同时发泡。

实施例2：

聚氯丁二烯                30份

标准天然橡胶              10份

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物     15份

POE弹性体               10份

三元乙丙胶               10份

填充剂                   10份

发泡剂                    2份

硫化剂                    1份

补强剂                   10份

分散剂                   0.5份

改性流动剂               1.5份

本配方为适应高弹性、抗老化、耐酸碱、轻发泡的制品要求，如建筑、机械的密封制品等。制作步骤是：先将配方量的橡胶组合物、改性流动剂、补强剂、分散剂投入到密炼机中密炼，混合8分钟后加入发泡剂和硫化剂，再混合3分钟，密炼机温度90℃，再经开炼、挤出后成橡胶颗粒。将可发泡的橡胶颗粒投入到站位式注射成型机，对橡胶颗粒加热加压，使其成紊流态胶料，此过程的温度为110℃，压力为100MPa，将该紊流态胶料注射入模具腔内，以及硫化该模具腔内的紊流态胶料，硫化温度为170℃，硫化时间为5分钟，橡胶颗粒进行硫化时同时发泡。

实施例3： 

聚氯丁二烯                15份

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物     20份

POE弹性体               15份

三元乙丙胶               15份

填充剂                   15份

发泡剂                    5份

硫化剂                   0.5份

补强剂                   7.5份

分散剂                   0.5份

改性流动剂               1.5份

本配方为适应高弹性、高耐磨、重发泡的制品要求，如鞋底、拖鞋制品等。制作步骤是：先将配方量的橡胶组合物、改性流动剂、补强剂、分散剂投入到密炼机中密炼，混合10分钟后加入发泡剂和硫化剂，再混合5分钟，密炼机温度95℃，再经开炼、挤出后成橡胶颗粒。将可发泡的橡胶颗粒投入到站位式注射成型机，对橡胶颗粒加热加压，使其成紊流态胶料，此过程的温度为80℃，压力为90MPa，将该紊流态胶料注射入模具腔内，以及硫化该模具腔内的紊流态胶料，硫化温度为150℃，硫化时间为5分钟，橡胶颗粒进行硫化时同时发泡。

Claims (9)

1.一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：可发泡的橡胶颗粒由橡胶组合物和橡胶助剂两大组分组成，橡胶组合物组分由30~70质量份的聚氯丁二烯、3~20质量份的标准天然橡胶、20~50质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1~15质量份的POE弹性体、2~15质量份的三元乙丙胶或丁晴橡胶组成；橡胶助剂组分由0~20质量份的填充剂、1~20质量份的补强剂、0.2~2质量份的分散剂、0.5~3质量份的改性流动剂、1~5质量份的发泡剂、0.5~2质量份的硫化剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：所述的补强剂采用炭黑和二氧化硅中的最少一种。

3.根据权利要求1所述的一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：所述的分散剂采用的是脂肪酸聚乙二醇酯。

4.根据权利要求1所述的一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：所述的改性流动剂可以是乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：所述的发泡剂采用的为偶氮化合物中的偶氮二甲酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：所述的硫化剂采用的为过氧化二异丙苯。

7.根据权利要求1所述的一种可发泡的橡胶颗粒，其特征是：所述橡胶助剂还包含已知的其他橡胶助剂，如硫化促进剂、防老剂、脱模剂、阻燃剂、增黏剂、交联剂、着色剂、抗氧剂和导电性材料等，在对本发明的目的不产生不利影响的前提下，可向本发明可发泡的橡胶颗粒中加入迄今已知的常规用量的已知的其他橡胶助剂。

8.一种可发泡的橡胶颗粒的注射成型方法，其特征是：按比例配制的橡胶组合物和橡胶助剂经融合造粒成可发泡的橡胶胶料后，可按以下方法进行注射成型：用站位式注射成型机对该橡胶颗粒加热加压，使其成紊流态胶料，此过程的温度为60~120℃，压力为50~ 120MPa，将该紊流态胶料注射入模具腔内，以及硫化该模具腔内的紊流态胶料，硫化温度为140~190℃，硫化时间为1~10分钟，橡胶颗粒进行硫化时同时发泡。

9.根据权利要求8所述的一种可发泡的橡胶颗粒的注射成型方法，其特征是：所述站位式注射成型机包括任何一种的站位式注射成型机。