CN1045801A - 一种可硫化发泡的聚丁二烯橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

一种可硫化发泡的聚丁二烯橡胶组合物，该组合物含有：顺丁橡胶，填充油，硫磺，促进剂，发泡剂，颜料等助剂。该组合物在制造玩具方面，尤其是发泡、实心球类，具有良好的强度、耐磨性、弹性和似海绵的柔软性；外观具有明显的色彩鲜艳、多姿多彩，产生活泼、健康、快乐的效果。还可制造其他适用于用该组合物制造的物品。

Description

本发明涉及的是硫化发泡的聚丁二烯橡胶组合物及其制备，特别是该组合物加工性能好，弹性好，手感柔软，不怕水和油;可用于制造实心、发泡、彩色玩具球。

众所周知，制造空心橡胶玩具球（俗称“橡皮球”）的技术，是将经素炼和混炼后的胶料压成片状，用模压刀切成鞋底状胚料，用人工将两片胚料粘合成空心体，在封口前放入适量发泡剂，然后，放入模具中固紧，经硫化机或硫化罐、加热、定时硫化，出模具后就成为空心，有气体的橡皮球了。这种空心橡皮球工艺复杂、流程长、劳动生产率低，制造的玩具球，外观呆板，色彩是后涂复在表面，易脱落，缺乏吸引力，如不慎被戳破，就瘪了，失去它的功能了。

另外，在美国专利3，241，834中公开了一种制造“高弹性聚丁二烯球”的组合物，用它制造的可玩耍的球，质地坚硬，属高弹性。这种组合物制造的球是不适宜作为玩具球供孩童们玩耍的。

本发明的目的是提供一种可硫化发泡的聚丁二烯橡胶组合物及其制备方法。

本发明的另一目的是用该组合物制造强度高，弹性好，耐磨性好，手感柔软，大规格的，外观色彩鲜艳，新颖的发泡，实心的彩色球。

聚丁二烯橡胶按结构可分为高顺式，低顺式，高1.2等结构的聚丁二烯橡胶，适用于本发明的最好采用顺式1.4，且含量在95～98%以上的聚丁二烯橡胶。

本发明提供的聚丁二烯橡胶组合物中含有（各组分均依重量份为准）：

顺式-1.4-聚丁二烯橡胶（简称顺丁橡胶）        100份

填充油★        36～63份

硫磺        0.9～1.8份

促进剂        0.30～1.05份

发泡剂        9.75～19.8份

硬脂酸        3.6～7.2份

白炭黑        3.6～12.6份

活性氧化锌        5.4～8.1份

碳酸镁        14.4～27份

防臭剂▲        1.8～7.2份

颜料        适量

注：★        Shellflex（壳牌）

Rubber        Extender

▲        CELLTON        N

SANKYO        KASEI        XO.LTD.OSAKA        JAPAN

加入硫磺，是为了使顺丁橡胶具有三维网状结构，这样可大大改善顺丁橡胶的物理机械性能。在本发明中，硫磺的加入量为0.9～1.8份。

本发明为了促进硫化作用，缩短硫化时间，而需要加入硫化促进剂。为此，选择噻唑类促进剂和胍类促进剂并用，噻唑类促进剂可选自：促进剂M（2-硫醇基苯并噻唑，二硫化二苯并噻唑，2-硫醇基苯并噻唑的环己铵盐，2-硫醇基苯并噻唑的锌盐，2-苯并噻唑硫醇甲基，2-硫醇基噻唑啉等。本发明最好采用促进剂M，其用量为0.15～0.525份，优选用量为0.30～0.45份。胍类促进剂可选自：促进剂D（二苯胍），邻甲苯基胍，N-苯基-N′-甲基-N″-二甲苯基胍，邻苯二酚硼酸之二邻甲苯基胍盐等。本发明最好采用促进剂D，其用量为0.15～0.525份，优先选用量为0.30～0.45份。促进剂M具有快速促进硫化的作用，加入中等作用速度的促进剂D，可起到缓和促进剂M快速硫化的作用，有利于硫化安全操作。

在橡胶制品中，加入发泡剂是根据制品的要求，为使制品既有弹性，又有似海棉的柔软性，本发明采用化学发泡剂。要求这种发泡剂的分解温度与顺丁橡胶的熔流温度相近，且产生的气体应无毒，无腐蚀性，无引火性。常用的化学发泡剂有：碳酸氢铵，碳酸氢钠，碳酸铵，碳酸钠，发泡剂H（二亚硝基五次甲基四胺），偶氮二甲苯磺酰丙酮腙，尿素等。本发明为了使制品有良好的似海棉柔软手感，因此，加入碳酸氢铵和发泡剂H（二亚硝基五次甲基四胺）。碳酸氢铵的用量为9～18份，优选用量为12～16份;发泡剂H的用量为0.75～1.8份，优选用量为0.9～1.5份。

在本发明中加入份量较大的橡胶填充油。是为了使加入的配合剂与顺丁橡胶有良好的混和性和加工性能，并增加产品的柔软度，优选用芳烃油-Shellflex        Rubber        Extender（壳牌）为填充油;本发明中填充油的用量为36～63份，优选用量为45～55份。

本发明中加入一定量的硬脂酸，作为硫化活化剂，在胶料中是氢离子和硬脂酸根离子的来源，在硫化系统中起缓冲作用，并能减少混炼时的粘辊现象，有助于白炭黑的分散，提高制品的强度。在本发明中硬脂酸的用量为3.6～7.2份，优选用量为4.5～6.5份。

在橡胶制品中，加入补强剂的主要目的，在于提高机械强度和耐磨性。橡胶工业中，常用的补强剂如炭黑，白炭黑，陶土，轻质碳酸钙等，均可作为顺丁橡胶的补强剂;本发明中选用白碳黑，因为，白碳黑具有颜色浅，不污染等优点，在制品着色过程中，不影响美感。为了使制品具有一定的强度、弹性、耐磨性，本发明中加入白炭黑的量要适度，其用量为3.6～12.6份，优选用量为6.5～9.5份。

本发明中加入一定量的活性氧化锌，它能起助促进剂的作用。活性氧化锌在本发明中的用量为5.4～8.1份，优选用量为6.5～7.5份。

本发明中加入份量较多的碳酸镁，作为填料和补强剂既可降低成本，又可提高制品（胶料经硫化后）的抗张强度，耐磨耗和耐屈挠等性能;碳酸镁的用量为14.4～27份，优选用量为17.5～23.5份。

本发明为了使制品外观有明显的色彩鲜艳，多姿多彩，在组合物中根据制品色彩需要加入适量的常用颜料。

为了使本发明的制品去除不愉快的异味，根据需要加入适量的常用防臭剂-Cellton        N（日本产），其加入量为1.8～7.2份，优选用量为2.5～5.5份。

这种硫化发泡的聚丁二烯橡胶组合物的加工方法如下：第一工序，将顺丁橡胶、填充油、促进剂、碳酸氢铵、硬脂酸、白炭黑、活性氧化锌、碳酸镁、颜料、防臭剂等，按上述比例投入密炼机中混炼15分钟。然后，按上述比例加入硫磺、发泡剂H，再混炼15分钟。第二工序，胶料进入开放式炼胶机，经10～15分钟，压成片状胚料。第三工序，在模具内进行成型、发泡、硫化、制成所需的实心彩色球。

本发明应用于制造具有强度高、耐磨、弹性好、发泡、实心、色彩鲜艳的玩具球。

该组合物所用原材料来源易得，制备工艺不复杂，加工性能好，成本低，可制成各种规格的玩具球;在制造玩具方面，尤其是实心、发泡的球类，具有良好的弹性和似海棉的柔软性，耐磨，不怕水和油，不用充气，手感好;外观具有明显的色彩鲜艳，新颖和新鲜感，能产生活泼、健康、快乐的效果。还可制造其它适用于用该组合物制造的物品。

实施例一：

将顺丁橡胶100份，填充油36份，促进剂M0.30份，促进剂D0.30份，碳酸氢铵12份，硬脂酸4.5份，白炭黑6.5份，活性氧化锌6.5份，碳酸镁17.5份，防臭剂2.5份，适量颜料投入密炼机中混炼15分钟，然后，加入硫磺0.9份和发泡剂H0.9份，再混炼15分钟。胶料进入开放式炼胶机，经10～15分钟，压成片状胚料，然后，在模具内进行成型、发泡、硫化、制成所需的实心彩色球。该球的弹性为50～70%（一米高自由落下）;手感优良;其外观园度均匀，表面平整，色彩鲜艳。

实施例二：

将顺丁橡胶100份，填充油63份，促进剂0.45份，促进剂D0.45份，碳酸氢胺16份，硬脂酸6.5份，白炭黑9.5份，活性氧化锌7.5份，碳酸镁23.5份，防臭剂5.5份，颜料适量，投入密炼机中混炼15分钟，然后，加入硫磺1.8份和发泡剂H1.5份，再混炼15分钟。胶料进入开放式炼胶机，经10～15分钟，压成片状胚料，然后，在模具内进行成型、发泡、硫化、制成所需的实心彩色球。该球弹性为50～70%;手感优良;其外观园度均匀，表面平整，色彩鲜艳。

Claims (10)

1、一种可硫化发泡的聚丁二烯橡胶组合物，该组合物含有(各组分均依重量份为准)：

顺式-1.4-聚丁二烯橡胶        100份

填充油                                                                    36～63份

硫磺                                                                            0.9～1.8份

促进剂                                                                    0.3～1.05份

发泡剂                                                                    9.75～19.8份

硬脂酸                                                                    3.6～7.2份

白炭黑                                                                    3.6～12.6份

活性氧化锌                                                    5.4～8.1份

碳酸镁                                                                    14.4～27份

防臭剂                                                                    1.8～7.2份

颜料                                                                            适量

2、根据权利要求1的组合物，其中所述的促进剂，为噻唑类促进剂和胍类促进剂。

3、根据权利要求2的组合物，其中所述的噻唑类促进剂可选自-促进剂M（2-硫醇基苯并噻唑），二硫化苯并噻唑，2-硫醇基苯并噻唑的环己胺盐，2-硫醇基苯并噻唑的锌盐，2-苯并噻唑硫醇甲基，2-硫醇基噻唑啉;所述的胍类促进剂可选自-促进剂D（二苯胍），邻甲苯基二胍，N-苯基-N′-甲基-N″-二甲苯基胍，邻苯二酚硼酸之二邻甲苯基胍盐。

4、根据权利要求2的组合物，其中选用噻唑促进剂M和胍类促进剂D。

5、根据权利要求1的组合物，其中促进剂中促进剂M为0.15～0.525份，促进剂D为0.15～0.525份。

6、根据权利要求1的组合物，其中所述的发泡剂为化学发泡剂。

7、根据权利要求6的组合物，其中所述发泡剂可选自-碳酸氢铵，碳酸氢钠，碳酸铵，碳酸钠，发泡剂H（二亚销基五次甲基四胺），偶氮二甲酰胺，偶氮二异丁腈，对甲苯磺酰肼，对甲苯磺酰丙酮腙，尿素。

8、根据权利要求7的组合物，其中选用的发泡剂为碳酸氢铵和发泡剂H（二亚硝基五次甲基四胺）;碳酸氢铵的含量为9～18份，发泡剂H的X含量为0.75～1.8份。

9、使用权利要求1的组合物制造玩具球。

10、根据权利要求9的组合物，制造的玩具球为弹性、发泡、实心的彩色球。