CN104761762A - 一种氯化丁腈橡胶的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，涉及橡胶材料技术领域，包括以下步骤，1）原料准备、2）胶料塑炼、3）胶料混炼、4）胶料成型、5）胶料硫化，该种方法制备出的氯化丁腈橡胶材料阻燃性好，能延缓着火，强度高，力学性能优异，耐磨性好，加入磁粉、补强填充剂、防老剂，耐热效果更好，制备工艺简单，易掌握。

Description

一种氯化丁腈橡胶的制造工艺
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种氯化丁腈橡胶的制造工艺。
背景技术
氯化丁腈橡胶是工业上重要的橡胶衍生物,由于它具有独特的防透水性和难燃性,而被广泛应用于建筑防腐涂料及船舶漆喷涂上。当今工业上生产氯化丁腈橡胶大多厂采用溶液法,即把天然橡胶溶解在含氯有机惰性溶剂中,在催化剂存在下通氯氯化。虽然该法较为成熟,但是以该法生产氯化丁腈橡胶,需大量的含氯有机溶剂,且从产品中分离和回收溶剂是很困难的,若其挥发到大气中,既危害人体健康,又破坏大气臭氧层。
丁腈橡胶具有优异的耐油性，耐化学稳定性好,加工性能良好,随着其结构中的丙炼腈含量其相对密度增大,硫化速度加快,拉伸强度性能提高,但回弹性能下降,耐寒性变差。由于丁腈橡胶中的氰基容易电场极化,因而介电性能下降,是半导体橡胶。粘结磁体是采用一定工艺将永磁粉末与樣胶或塑料类高聚物等粘结剂混合,并加入配合剂,制成的粘结永磁材料。粘结磁体加工性能好,可方便地进行冲压、切割、打孔以及卷绕,弹性较好,不易开裂和破碎,易于连续作业、组装及生产效率高。粘结磁体己被广泛应用于印刷、微特电机、医药卫生、汽车、家电、电脑、通讯设备、办公设备、文具、玩具、广告等许多领域。由于其填充量大,严重影响了它的物理机械性能和防老化性能,但随着粘结磁体工业的发展,要求我们不仅要关注粘结磁体的磁性能,对其物理机械能和防老化性能等都提出来较高的要求,因此寻找一种替代溶液法生产氯化丁腈橡胶势在必行。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种耐腐蚀性、耐臭氧性、耐紫外线性好，力学性能优异，耐磨性强的氯化丁腈橡胶的制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，
1)原料准备：向氯化器内添加220-250份天然橡胶、20-40份表面活性剂和100-120份水介质，然后向氯化器内添加浓盐酸；
2)胶料塑炼：向反应容器内通入压缩空气，压缩空气的温度为60-75℃；
3)胶料混炼：向反应容器内添加50-80份丁腈橡胶混炼胶、30-50份氢化丁腈橡胶、10-20份硅橡胶，加入硬脂酸、促进剂、氧化锌混炼5-8min，之后加入磁粉、补强填充剂、防老剂继续混炼2-3min；
4)胶料成型：将混炼的胶料通过压延机压制成胶片；
5)胶料硫化：放入平板硫化机上硫化，添加硫化剂，硫化剂为硫磺，控制硫化温度为100-120℃，控制硫化时间为30-40min，硫化完成后即可制得产品。
优选的，所述步骤1)中，在室温18℃的状态下通入氯气，反应2-3.5h，然后通过高压水银灯照射，将温度提高至80℃，通入氯气，反应4-6h。
优选的，所述步骤3)中，补强填充剂由高耐磨炭黑、碳酸氢钙、硅藻土中的一种或多种组成，防老剂由防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂D、石蜡中的一种或多种组成。
优选的，所述步骤3)在混炼过程中还需加入8-12份硬质黑炭和8-12份三氧化锑。
优选的，所述步骤5)中，硫化温度控制为三段，第一段120-130℃硫化8-10min，第二段130-140℃硫化10-15min，第三段140-170℃硫化15-20min。
采用本发明的技术方案，乳液法生产氯化丁腈橡胶的工艺过程是可行的合理的。所制备的产品氯含量在63％以上,易溶于有机溶剂(如甲苯、二甲苯等),在防海水、防潮和防碱性腐蚀方面性能独特,加之良好的喷涂性能,因而被广泛应用于防腐涂料上。
乳液法生产氯化丁腈橡胶,不使用有机氯溶剂,这即对人类健康有利,又保护了生态环境。因此它是一种替代溶液法生产氯化丁腈橡胶的好方法。
在生产过程中加入防老剂提高了胶料的耐热性，而采用防老剂RD和防老剂MB并用会产生协同效应，耐热效果更好，补强填充剂选用高耐磨炭黑、碳酸氢钙、硅藻土中的一种或多种，大大提高了胶料的物性，特别是选择高耐磨炭黑于碳酸氢钙协同作用能获得比较好的综合物性，磁粉选用钡铁氧体磁粉，不仅矫顽力高，经饱和磁化后，能储存标胶高的磁性能，长时间内保持强而稳定的磁性
加入表面活性剂,可以提高氯化效率，说明了表面活性剂的加入方式对反应也有影响，其主要原因是:表面活性剂与盐酸反应,反应结果能阻止乳液凝结.在反应过程中由于表面活性剂始终存在,使氯原子能渗入乳液粒子内部,故氯化均匀。
具体实施方式
实施例1：
一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，
1)原料准备：向氯化器内添加220份天然橡胶、20份表面活性剂和100份水介质，然后向氯化器内添加浓盐酸，在室温18℃的状态下通入氯气，反应2h，然后通过高压水银灯照射，将温度提高至80℃，通入氯气，反应4h；
2)胶料塑炼：向反应容器内通入压缩空气，压缩空气的温度为60℃；
3)胶料混炼：向反应容器内添加50份丁腈橡胶混炼胶、30份氢化丁腈橡胶、10份硅橡胶，加入硬脂酸、促进剂、氧化锌混炼5min，之后加入磁粉、补强填充剂、防老剂继续混炼2min，补强填充剂由高耐磨炭黑、碳酸氢钙、硅藻土中的一种或多种组成，防老剂由防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂D、石蜡中的一种或多种组成，混炼过程中还需加入8份硬质黑炭和8份三氧化锑；
4)胶料成型：将混炼的胶料通过压延机压制成胶片；
5)胶料硫化：放入平板硫化机上硫化，添加硫化剂，硫化剂为硫磺，控制硫化温度为100℃，控制硫化时间为30min，硫化完成后即可制得产品，硫化温度控制为三段，第一段120℃硫化8min，第二段130℃硫化10min，第三段140℃硫化15min。
实施例2：
一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，
1)原料准备：向氯化器内添加250份天然橡胶、40份表面活性剂和120份水介质，然后向氯化器内添加浓盐酸，在室温18℃的状态下通入氯气，反应3.5h，然后通过高压水银灯照射，将温度提高至80℃，通入氯气，反应6h；
2)胶料塑炼：向反应容器内通入压缩空气，压缩空气的温度为75℃；
3)胶料混炼：向反应容器内添加80份丁腈橡胶混炼胶、50份氢化丁腈橡胶、20份硅橡胶，加入硬脂酸、促进剂、氧化锌混炼8min，之后加入磁粉、补强填充剂、防老剂继续混炼3min，补强填充剂由高耐磨炭黑、碳酸氢钙、硅藻土中的一种或多种组成，防老剂由防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂D、石蜡中的一种或多种组成，在混炼过程中还需加入12份硬质黑炭和12份三氧化锑；
4)胶料成型：将混炼的胶料通过压延机压制成胶片；
胶料硫化：放入平板硫化机上硫化，添加硫化剂，硫化剂为硫磺，控制硫化温度为120℃，控制硫化时间为40min，硫化完成后即可制得产品，硫化温度控制为三段，第一段130℃硫化10min，第二段140℃硫化15min，第三段170℃硫化20min。
实施例3：
一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，
1)原料准备：向氯化器内添加235份天然橡胶、30份表面活性剂和100-120份水介质，然后向氯化器内添加浓盐酸，在室温18℃的状态下通入氯气，反应2.5h，然后通过高压水银灯照射，将温度提高至80℃，通入氯气，反应5h；
2)胶料塑炼：向反应容器内通入压缩空气，压缩空气的温度为70℃；
3)胶料混炼：向反应容器内添加65份丁腈橡胶混炼胶、40份氢化丁腈橡胶、15份硅橡胶，加入硬脂酸、促进剂、氧化锌混炼6min，之后加入磁粉、补强填充剂、防老剂继续混炼2min，补强填充剂由高耐磨炭黑、碳酸氢钙、硅藻土中的一种或多种组成，防老剂由防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂D、石蜡中的一种或多种组成，在混炼过程中还需加入10份硬质黑炭和10份三氧化锑；
4)胶料成型：将混炼的胶料通过压延机压制成胶片；
5)胶料硫化：放入平板硫化机上硫化，添加硫化剂，硫化剂为硫磺，控制硫化温度为110℃，控制硫化时间为35min，硫化完成后即可制得产品，硫化温度控制为三段，第一段125℃硫化9min，第二段135℃硫化12min，第三段155℃硫化18min。
经过以上工艺步骤后，取出氯化丁腈橡胶样品，待测：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 标准优等品
最大负荷(kg) 8390 8280 8420 8000
相应内压(Kpa) 320 310 300 275
抗压强度(Kpa) 2500 2570 2500 2480
添加了硬质黑炭和三氧化锑后，大大提升了氯化丁腈橡胶制品的硬度和耐磨性，同时还提高了橡胶的阻燃性。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，
1）原料准备：向氯化器内添加220-250份天然橡胶、20-40份表面活性剂和100-120份水介质，然后向氯化器内添加浓盐酸；
2）胶料塑炼：向反应容器内通入压缩空气，压缩空气的温度为60-75℃；
3）胶料混炼：向反应容器内添加50-80份丁腈橡胶混炼胶、30-50份氢化丁腈橡胶、10-20份硅橡胶，加入硬脂酸、促进剂、氧化锌混炼5-8min，之后加入磁粉、补强填充剂、防老剂继续混炼2-3min；
4）胶料成型：将混炼的胶料通过压延机压制成胶片；
5）胶料硫化：放入平板硫化机上硫化，添加硫化剂，硫化剂为硫磺，控制硫化温度为100-120℃，控制硫化时间为30-40min，硫化完成后即可制得产品。
2.根据权利要求1所述的一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：所述步骤1）中，在室温18℃的状态下通入氯气，反应2-3.5h，然后通过高压水银灯照射，将温度提高至80℃，通入氯气，反应4-6h。
3.根据权利要求1所述的一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：所述步骤3）中，补强填充剂由高耐磨炭黑、碳酸氢钙、硅藻土中的一种或多种组成，防老剂由防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE、防老剂D、石蜡中的一种或多种组成。
4.根据权利要求1所述的一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：所述步骤3）在混炼过程中还需加入8-12份硬质黑炭和8-12份三氧化锑。
5.根据权利要求1所述的一种氯化丁腈橡胶的制造工艺，其特征在于：所述步骤5）中，硫化温度控制为三段，第一段120-130℃硫化8-10min，第二段130-140℃硫化10-15min，第三段140-170℃硫化15-20min。
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