CN104672551A - 丁腈橡胶/尼龙66合金 - Google Patents

Abstract

丁腈橡胶/尼龙66合金，属于机械共混高分子材料，尤其是以尼龙66改性丁腈橡胶的高分子材料。本发明特别选用了具有高熔点、耐油性突出的尼龙66去改性丁腈橡胶，获得了高耐油性、高耐寒性双突出特性的高分子材料。用双螺杆挤出机实施共混工艺，实现了螺杆各功能块的按需组合，达到了分散混合的效果。共混工艺参数的自动控制保证了尼龙66改性丁腈橡胶高分子材料的稳定连续工业化生产，为橡胶行业提供了一种新型原材料。本发明内容可以为一元、二元、三元各型号尼龙与橡胶共混改性提供借鉴。

Description

丁腈橡胶/尼龙66合金

技术领域

本发明属于机械共混高分子材料，尤其是以尼龙66改性丁腈橡胶的高分子材料。

背景技术

丁腈橡胶（NBR）因具有优良的耐油性，耐热性和良好的物理加工性能成为耐油橡胶制品的首选胶种。丁腈橡胶随结合丙烯腈含量的增加，其硫化胶的耐油性、耐热性、硬度、定伸强力、拉断强力等性能增强，但耐寒性、弹性、压缩永久变形性能变差。尼龙（PA）是具有优良综合性能的通用工程塑料。多年来，人们曾对尼龙与丁腈橡胶共混以期得到综合性能或某种特性更突出的改性材料进行了多种探索研究。比如：《橡胶工业》1974NO.3刊登的“尼龙丁腈橡胶的研究与应用”、《橡胶工业》1992NO.39刊登的“丁腈胶/三元尼龙共混体系的研究”、《青岛化工学院学报》1987.8（4）刊登的“NBR/PA共混型TPE的研究”，《百度文库》中也有“丁腈橡胶与尼龙6共混性能的研究”论文记载......。纵观已知技术，均对丁腈橡胶与尼龙共混的可行性前景给出了肯定结论；但其配方设计、工艺方法、加工设备仍然局限在橡胶行业的范畴内。比如，所采用的共混设备均为橡胶行业通用的炼胶机（开炼机、密炼机）,所用尼龙的型号均未涉及尼龙66，所给出的共混物性能结论也只是应用配方的测试数据。截止目前，还未有尼龙66改性丁腈橡胶的研究文献，更没有尼龙66与丁腈橡胶共混的高分子材料工业化产品面市。究其原因是：共混工艺过程中采用炼胶机共混的剪切速比是固定的、共混温度是很难控制的，共混时间又是视共混程度人们主观决定的。也就是说，橡胶行业通用的共混工艺，其工艺参数不能实现严格的控制，致使共混效果不能保持长期稳定的重现性。采用配方助剂调解共混效果虽是必须的，但也是有限的。尼龙型号的不同，其聚合度、粘度、熔点、结晶性等各有差异，与丁腈橡胶的共混效果也不同。高熔点尼龙如尼龙66熔点为256℃，与丁腈橡胶在高温下熔融共混就会造成丁腈橡胶的热分解。因此，如若实现不同型号尼龙对丁腈橡胶的稳定共混改性不仅需要共混配方的支持，同时也要有共混工艺及设备的保证。

根据不同型号尼龙所具有的共性和特性，欲得到即具有耐油性又兼具耐寒性的改性丁腈橡胶新材料，选择尼龙66（PA66）对丁腈橡胶（NBR）改性共混应是较理想的选择。但共混时产生的高温不可控制对丁腈橡胶会造成热分解的威胁是一个需要解决的技术关键。为解决这一技术关键，不仅应在共混配方设计方面给予支持，同时也应在共混工艺和设备选择方面提供保证。

发明内容

本发明的目的是为橡胶制品行业提供一种即具突出耐油性又兼具高耐寒性的改性丁腈橡胶新材料并实现工业化生产。

本发明是以共混配方设计与共混工艺及共混设备协调配合来实现上述目的的。其配方组成（按质量份额计）如下：

丁晴橡胶（NBR）70~90

尼龙66（PA66） 10~30

稳定剂               0.5~5

相容剂               2~8

抗氧剂               0.5~2

隔离剂               2~3

    其中，丁腈橡胶(NBR)与尼龙66（PA66）的质量份额之和等于100。所用丁腈橡胶的型号包括结合丙烯腈含量在18~40%之间的各种型号。

其工艺步骤如下：a.配合—b.粉料高混—c.橡胶造粒—d.NBR/PA66双螺杆共混—e.成品造粒—f.检测—g.包装。

在“d、NBR/PA66双螺杆共混”工序中采用的设备是自动控制双螺杆挤出机。

   本发明的积极效果是：特别选用了具有高熔点、耐油性突出的尼龙66去改性丁腈橡胶，获得了高耐油性、高耐寒双突出特性的高分子材料。用双螺杆挤出机实施共混工艺，实现了螺杆各功能块的按需组合，达到了分散混合的效果。共混工艺参数的自动控制（各功能段的分段、分时加热和水冷却）保证了尼龙66改性丁腈橡胶高分子材料的稳定连续工业化生产，为橡胶行业提供了一种新型原材料。本发明内容可以为一元、二元、三元各型号尼龙与橡胶共混改性提供借鉴。

具体实施方式

    因丁腈橡胶型号较多，与尼龙66的质量份额配比比例更是众多，以下仅选取丁腈18、丁腈26、丁腈40三种型号与尼龙66的质量份额配比比例选取70/30、80/20、90/10三种共混比例与其他助剂配合，按如下工艺步骤实施丁腈橡胶/尼龙66合金的生产：a.配合：按上述配方分别配合各物料；b.粉料高混：将稳定剂3质量份、相容剂6.5质量份、抗氧剂0.8质量份以kg计，在国产GRH—200型高混机上混均（称混合物w）；c.橡胶造粒：分别将经步骤b所得混合物w与不同型号的丁腈橡胶按配比投入橡胶造粒生产线（生产线是由捏炼机间歇投料，经捏炼机送入造粒机连续喂料，经挤出机造粒，离心机分离。造粒后自动添加隔离剂隔离，防止橡胶粒粘合，混合物称橡胶粒）。d.NBR/PA66双螺杆共混：分别将经步骤c所得橡胶粒和尼龙66按比例送到SHJ—63型同向双螺杆挤出机的两个喂料口，单独加料，完成NBR/PA66合金的共混，同时也完成了步骤e成品造粒。f.检测：分别取样进行物性检测。g.包装：将合格成品按50kg/包包装入库。

附表1为工序d.NBR/pa66双螺杆共混挤出机各功能段控温范围：

功能段名称	单位	控温范围
			尼龙66进料段	℃	200±2
熔化段	℃	260±2
			橡胶粒进料段	℃	235±2
分配混合段	℃	220±2
			分散混合段	℃	215±2
真空段	℃	180±2
			挤出造粒段	℃	160±2
机头	℃	150±2

附表2丁腈18/尼龙66合金耐油、耐寒的测试结果及与纯丁腈18橡胶的比较：

NBR18/PA66	90/10	80/20	70/30	纯NBR18
					耐甲苯 40℃×70h  g%	200	166.5	132	536.5
脆性温度   -℃	50	50	51	51

附表3丁腈26/尼龙66合金耐油、耐寒的测试结果及与纯丁腈26橡胶的比较：

NBR26/PA66	90/10	80/20	70/30	纯NBR26
					耐甲苯 40℃×70h  g%	169	126.37	104	306
脆性温度   -℃	38	39	38	38

附表4丁腈40/尼龙66合金耐油、耐寒的测试结果及与纯丁腈40橡胶的比较：

NBR40/PA66	90/10	80/20	70/30	纯NBR40
					耐甲苯 40℃×70h  g%	111.5	92.31	75.6	160.2
脆性温度   -℃	22	23	22	22

从表2、表3、表4数据表明丁腈橡胶与尼龙66共混后，对丁腈橡胶的低温性能几乎没有影响；对丁腈橡胶的耐油性能有明显影响，耐甲苯性能随着尼龙66共混比的增大而变小。

理论与实践的常规是丁腈橡胶18的低温性能好，但耐油性能不如丁腈橡胶40，本发明是在保持低温性能的同时提高了共混物的耐油性能。

Claims (4)

1.丁腈橡胶/尼龙66合金，其特征在于共混的配方组合按质量份额配比如下：

丁腈橡胶（NBR）70~90

尼龙66（PA66） 10~30

稳定剂          0.5~5

相容剂          2~8

抗氧剂          0.5~2

隔离剂            2~3。

2.根据权利要求1所述丁腈橡胶/尼龙66合金，其特征是所述丁腈橡胶(NBR)与尼龙66（PA66）的质量份额之和等于100。

3.根据权利要求1所述丁腈橡胶/尼龙66合金，其特征是所采用的工艺步骤如下：a.配合—b.粉料高混—c.橡胶造粒—d.NBR/PA66双螺杆共混—e.成品造粒—f.检测—g.包装。

4.根据权利要求3所述d.NBR/PA66双螺杆共混，其特征是所用设备为自动控制双螺杆挤出机。