CN104559123B - 橡胶硫化促进剂cbs造粒专用添加剂、该添加剂的制备方法以及造粒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂，包括以下重量百分含量的组分：聚氧乙烯醚类物质15%~50%，工业白油5%~15%，乙烯‑醋酸乙烯共聚物2%~5%，余量为水。本发明还公开了该添加剂的制备方法以及使用其对CBS进行造粒的方法，本发明方法过程简单，原料价廉易得，易于工业化配制，造粒生产时添加方便，少量加入即可，颗粒产品成型好，成型率达95%以上，颗粒强度低，单个粒子强度值均匀，在橡胶中有良好的分散性能，不影响橡胶制品生产和质量；同时，有助于防止颗粒产品在运输和贮存过程中结块成团的倾向，采用该专用添加剂生产的硫化促进剂CBS颗粒产品得到了国内外用户的普遍认可和青睐。

Description

橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂、该添加剂的制备方法以 及造粒方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶硫化促进剂造粒用添加剂，还涉及该添加剂的制备方法以及使用该添加剂对橡胶硫化促进剂进行造粒的造粒方法，属于橡胶硫化促进剂造粒技术领域。

背景技术

现有用于橡胶生产的硫化促进剂产品大多制成颗粒状产品，以克服粉状促进剂在包装、运输过程中粉尘污染，以及在使用过程中粉状促进剂存在的流动性差、易架桥、不能在使用自动加料系统时准确计量等缺陷。硫化促进剂在造粒时需要加入造粒添加剂以起到将粉末粘合成型、方便造粒的作用，目前常用的造粒添加剂为聚乙稀醇单品或者聚乙稀醇与一些无机盐类物质等的复配产品，该类添加剂具有以下缺陷：添加量偏多时，造粒所得颗粒虽然成型率较高，但强度偏大（大于5N），导致物料在使用过程中分散性差；减少添加量后，造粒所得颗粒强度平均强度虽然较低，但均匀性较差，忽高忽低。聚乙稀醇的使用量无法同时满足崩碎和分散性的问题，强度偏低的易破碎，强度偏高的分散性差，而强度偏低的颗粒产品在长期的贮存和运输过程中或在受到外力作用时易致崩碎而结块成团，进而影响使用时的分散性。因而使用这类添加剂所得到的颗粒硫化促进剂产品在用于橡胶制造过程时，因为分散性能较差，不利于保证橡胶的质量。另外，添加剂中含有的聚乙稀醇成分会成膜状出现，进一步影响其分散性，且此化学成分与橡胶组成不相容，不被橡胶制造业所接受；同样，其中所含有的无机盐类物质都归类于产品的灰分，也会影响到橡胶制品，特别是轮胎的质量，也不提倡采用。

发明内容

针对现今硫化促进剂造粒添加剂存在的不足，本发明提供了一种橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂，该添加剂对CBS造粒效果好，成型率高，质量稳定，对橡胶制品质量不会产生影响。

本发明还提供了该添加剂的制备方法，该方法制备简单，易于实施，便于工业化应用。

本发明还提供以该添加剂对硫化促进剂进行造粒的方法，使用该添加剂所得颗粒强度适中，在储存和运输过程中不会出现崩碎情况，也不会出现结块现象，性能好。

本发明经过研究得到了一种性能好的添加剂，该添加剂在硫化促进剂CBS造粒时使用有很好的效果，可以使颗粒状产品流动性得到改善，运输和储存过程不会粉碎，减少了粉尘污染；同时所得颗粒强度适中，单个颗粒强度均匀接近，在橡胶中有良好的分散性能，不影响橡胶制品的生产和质量，分散性得到提高，也降低了其在运输和贮存过程中结块成团的倾向。

本发明技术方案如下：

一种橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂，包括以下重量百分含量的组分：聚氧乙烯醚类物质 15%~50%，工业白油5%~15%，乙烯-醋酸乙烯共聚物2%~5%，余量为水。

上述添加剂中，优选包括以下重量百分含量的组分：聚氧乙烯醚类物质25%~40%，工业白油7.5%~12.5%，乙烯-醋酸乙烯共聚物3~4%，余量为水。

本发明添加剂以聚氧乙烯醚类物质、工业白油和乙烯-醋酸乙烯共聚物为有效成分，聚氧乙烯醚类物质为表面活性剂，具有粘结性和防结块性，可以提高颗粒产品的成粒率，减少颗粒破碎，阻止颗粒在贮存期间成团结块。工业白油和乙烯-醋酸乙烯共聚物起到辅助和配合作用，使颗粒成型良好，强度适中，同时也具有一定的防结块性能。各成分协同配合能降低颗粒表面溶液的表面张力，使毛细管吸附力降低，从而阻止产品结块；并能吸附于晶体表面形成疏水层，阻碍晶体与大气进行水分交换，进一步达到防止颗粒产品结块的效果。

上述添加剂中，所述聚氧乙烯醚类物质包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚等。

上述添加剂中，所述聚氧乙烯醚类物质分子量为300~1200。

上述添加剂中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量70%～95%。

上述橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂的制备方法，包括以下步骤：将聚氧乙烯醚类物质、工业白油、乙烯-醋酸乙烯共聚物与水混合均匀，得添加剂。

上述制备方法中，聚氧乙烯醚类物质、工业白油、乙烯-醋酸乙烯共聚物与水在40~50℃条件下搅拌混合60~90分钟，即可混合均匀，得到添加剂产品。

用本发明添加剂进行造粒的方法，具体包括以下步骤：将橡胶硫化促进剂CBS、添加剂与水捏合，捏合后进行造粒，所得颗粒烘干，得橡胶硫化促进剂颗粒。

上述造粒方法中，以聚氧乙烯醚类物质和工业白油总质量计，添加剂的用量为橡胶硫化促进剂CBS质量的0.3%~1.1%，优选0.6-1.1%。

上述造粒方法中，水的用量满足以下要求：使造粒前物料（橡胶硫化促进剂CBS和添加剂）中的水分含量为橡胶硫化促进剂CBS和添加剂总质量的20%~30%。

上述造粒方法中，造粒所得颗粒经流化床烘干。

上述造粒方法中，流化床的进风温度为90～110℃，出风温度为40～80℃，颗粒在流化床中的停留时间为3-10分钟。

本发明具有以下优点：

1、本发明添加剂含有聚氧乙烯醚类物质、工业白油和乙烯-醋酸乙烯共聚物有效成分，通过它们的自身性能以及协同配合，使添加剂具有一定的粘结性和分散性，可以提高造粒时颗粒产品的成形，减少破碎率；使所得颗粒产品强度稳定均匀，颗粒强度均在1~2N之间，易于分散，不易破碎和成团。

2、本发明添加剂制备过程简单、原料价廉易得，易于工业化配制，添加剂中不含聚乙稀醇和无机盐类物质，不影响橡胶制品生产和质量。

3、本发明添加剂为液态产品，造粒时添加方便，少量加入即可，所得颗粒产品成型好，成型率达95%以上，在橡胶中有良好的分散性能，颗粒强度低，单个颗粒强度值均匀，运输和储存过程不会粉碎，同时有助于防止颗粒产品在运输和贮存过程中结块成团的倾向。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明，下述说明仅是示例性的，并不对其内容进行限制。

本发明所用添加剂各组分均能在市场中买到。

实施例1

添加剂配方为：烷基酚聚氧乙烯醚（分子式为C₃₄H₆₂O₁₁，平均分子量646.85）600公斤，15#工业白油200公斤，乙烯-醋酸乙烯共聚乳液（分子式为(C2H4)x.(C4H6O2)y，醋酸乙烯含量：70%～95%，平均分子量2000）80公斤，水1120升。

制备方法为：向3000升反应釜内投入水、烷基酚聚氧乙烯醚、15#工业白油和乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌升温至48℃并保温反应90分钟后，得到添加剂产品。

实施例2

添加剂配方为：烷基酚聚氧乙烯醚（平均分子量646.85）300公斤，15#工业白油300公斤，乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯含量：70%～95%，平均分子量2000）100公斤，水1300升。

制备方法同实施例1。

实施例3

添加剂配方为：烷基酚聚氧乙烯醚（平均分子量646.85）1000公斤，15#工业白油100公斤，乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯含量：70%～95%，平均分子量2000）40公斤，水860升。

制备方法同实施例1。

实施例4

添加剂配方为：脂肪醇聚氧乙烯醚（分子式为C₁₂H₂₅O.(C₂H₄O)n，分子量300~605）800公斤，15#工业白油150公斤，乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯含量：70%～95%，平均分子量2000）80公斤，水970升。

制备方法为：向3000升反应釜内投入水、脂肪醇聚氧乙烯醚、15#工业白油和乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌升温至45℃并保温反应80分钟后，得到添加剂产品。

实施例5

添加剂配方为：月桂醇聚氧乙烯醚（分子式为C₅₈H₁₁₈O₂₄，分子量1199.55）500公斤，15#工业白油250公斤，乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯含量：70%～95%，平均分子量2000）60公斤，水1190升。

制备方法为：向3000升反应釜内投入水、月桂醇聚氧乙烯醚、15#工业白油和乙烯-醋酸乙烯共聚物，搅拌升温至50℃并保温反应60分钟后，得到添加剂产品。

实施例6

将500公斤(折算成干品重量)的硫化促进剂CBS加入捏合机内，加入10公斤实施例1的添加剂和水进行混料捏合，使物料中的水分含量在20—30%，捏合完成后卸料，通过喂料机输送至造粒机的进口，经造粒 机成粒后进入振动流化床，控制振动流化床的进风温度为90～110℃，出风温度为40～80℃，物料在振动流化床停留5-7分钟，得到颗粒成品。

实施例7

采用实施例6的方法对CBS进行造粒，不同的是：所用添加剂为实施例2制得的添加剂。

实施例8

采用实施例6的方法对CBS进行造粒，不同的是：所用添加剂为实施例3制得的添加剂。

实施例9

将500公斤(折算成干品重量)的硫化促进剂CBS加入捏合机内，加入8公斤实施例4的添加剂和水进行混料捏合，使物料中的水分含量在20—30%，捏合完成后卸料，通过喂料机输送至造粒机的进口，经造粒机成粒后进入振动流化床，控制振动流化床的进风温度为90～110℃，出风温度为40～80℃，物料在振动流化床停留7-10分钟左右后得到颗粒成品。

实施例10

将500公斤(折算成干品重量)的硫化促进剂CBS加入捏合机内，加入12公斤实施例5的添加剂和水进行混料捏合，使物料中的水分含量在20—30%，捏合完成后卸料，通过喂料机输送至造粒机的进口，经造粒机成粒后进入振动流化床，控制振动流化床的进风温度为90～110℃，出风温度为40～80℃，物料在振动流化床停留5-8分钟，得到颗粒成品。

实施例11

将500公斤(折算成干品重量)的硫化促进剂CBS加入捏合机内，加入3.75公斤实施例1的添加剂和水进行混料捏合，使物料中的水分含量在20—30%，捏合完成后卸料，通过喂料机输送至造粒机的进口，经造粒机成粒后进入振动流化床，控制振动流化床的进风温度为90～110℃，出风温度为40～80℃，物料在振动流化床停留5-8分钟，得到颗粒成品。

对比例1

采用实施例6的方法对CBS进行造粒，不同的是：所用添加剂为聚乙稀醇单品，用量为橡胶硫化促进剂CBS质量的1%。

对比例2

采用实施例6的方法对CBS进行造粒，不同的是：所用添加剂为聚乙稀醇单品，用量为橡胶硫化促进剂CBS质量的0.5%。

对比例3

采用实施例6的方法对CBS进行造粒，不同的是：所用添加剂为：烷基酚聚氧乙烯醚（分子式为C₃₄H₆₂O₁₁，平均分子量646.85）200公斤，15#工业白油400公斤，乙烯-醋酸乙烯共聚物（醋酸乙烯含量：70%～95%，平均分子量2000）150公斤，水1250升。

性能验证

实施例6-11和对比例所得CBS颗粒的质量如下表1所示：

所述粉化率的计算方法为：取100克样品过20目筛后，称量筛出的细粉和细粒，从而计算出粉化率。

平均颗粒强度的计算方法为：测量24颗粒子的强度，对测定结果进行排序，除去两个最高值，除去两个最低值，计算其平均值。

从表1 可以看出：对比例1，虽说产品成型率较高，颗粒强度均匀，粉化率低，不结块，但颗粒强度偏高，在橡胶制品生产中分散性差；而对比例2，产品成型率偏低，颗粒强度高低不均匀，高低差别较大，颗粒强度偏高，在橡胶制品生产中分散性差，颗粒强度低的，易粉化结块，也不利于橡胶制品的生产；同时，由于其中含有的聚乙稀醇成分会成膜状出现，进一步影响其分散性，且此化学成分与橡胶组成不相容，不被橡胶制造业所接受；而对比例3，产品成型率不高，颗粒强度不均匀，粉化率高，在工业生产上来说经济性稍差；且长期存放易结块，导致分散性差，影响其在橡胶制品生产中的使用。

从实施例6-11看，采用本发明添加剂对橡胶硫化促进剂CBS进行造粒，产品成型率高，颗粒强度均匀、适中，粉化率低，不结块，质量稳定，对产品的各项理化性质和硫化反应性质没有任何影响，在橡胶制品生产中易分散，适应工业化大生产的要求，符合国家环保政策，满足工业卫生要求和对从业人员的健康保护；且运输和储存过程不会粉碎，并有助于防止颗粒产品CBS在运输和贮存过程中结块成团的倾向。

Claims (9)

1.一种橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂，其特征是包括以下重量百分含量的组分：聚氧乙烯醚类物质 15%~50%，工业白油5%~15%，乙烯-醋酸乙烯共聚物2%~5%，余量为水；所述聚氧乙烯醚类物质包括脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征是包括以下重量百分含量的组分：聚氧乙烯醚类物质25%~40%，工业白油7.5%~12.5%，乙烯-醋酸乙烯共聚物3~4%，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征是：所述聚氧乙烯醚类物质分子量为300~1200；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量70%～95%。

4.一种权利要求1所述的橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂的制备方法，其特征是：将聚氧乙烯醚类物质、工业白油、乙烯-醋酸乙烯共聚物与水混合均匀，得添加剂。

5.一种橡胶硫化促进剂造粒方法，其特征是：将橡胶硫化促进剂CBS、添加剂与水捏合，捏合后进行造粒，所得颗粒烘干，得橡胶硫化促进剂CBS颗粒；所述添加剂为权利要求1所述的橡胶硫化促进剂CBS造粒专用添加剂。

6.根据权利要求5所述的造粒方法，其特征是：添加剂中聚氧乙烯醚类物质和工业白油的总质量为橡胶硫化促进剂CBS质量的0.3%~1.1%。

7.根据权利要求5所述的造粒方法，其特征是：造粒前物料中的水分含量为橡胶硫化促进剂CBS和添加剂总质量的20%~30%。

8.根据权利要求5所述的造粒方法，其特征是：造粒所得颗粒经流化床烘干。

9.根据权利要求8所述的造粒方法，其特征是：流化床的进风温度为90～110℃，出风温度为40～80℃，颗粒在流化床中的停留时间为5-10分钟。