CN104987603A - 一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法 - Google Patents

一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法，该预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份，乙丙橡胶5-20份，润湿剂1-10份，软化剂1-10份。本发明还提供上述预分散母胶粒的制备方法。本发明由于使用了独特的润湿剂，能减弱二甲基二硫代氨基甲酸锌粉末的静电、降低与橡胶之间的表面张力，使二甲基二硫代氨基甲酸锌和乙丙橡胶组成均匀的结合物，在橡胶加工中，有良好的相容性和优异的分散性，在使用时能大大缩短混炼时间。

Description

一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法，特别涉及一种以橡胶为载体的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法。该预分散母胶粒可替代传统二甲基二硫代氨基甲酸锌(ZDMC)粉末。
背景技术
二甲基二硫代氨基甲酸锌，简称ZDMC或PZ，可作为促进剂用于合成橡胶和乳胶，特别适用于对压缩变形有要求的丁基胶和耐老化性能优良的丁腈胶的合成，也适用于三元乙丙胶的合成。由于无味、不污染、不变色，因此二甲基二硫代氨基甲酸锌特别适用于胶布、食品及医药用橡胶制品的制备，尤其是在三元乙丙胶、丁基胶等制品中效果显著，在美国，ZDMC已得到FDA的批准。
普通二甲基二硫代氨基甲酸锌粉末表面静电难以消除，用于橡胶混炼时易飞扬、易结团，造成二甲基二硫代氨基甲酸锌的损失和局部集中，从而引发橡胶硫化不足或局部过硫化而造成产品缺陷。同时粉尘飞扬同样会造成工作环境的污染，影响操作工人身体健康。
发明内容
针对现有技术中粉末二甲基二硫代氨基甲酸锌混炼时易飞扬、易结团难分散的的问题，本发明提供一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒及其制备方法，以二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒替代粉末二甲基二硫代氨基甲酸锌作为促进剂在橡胶中使用，既能提高促进剂在混炼胶中的分散性，又能提高储存稳定性，提高操作安全性和产品质量。
本发明的技术方案如下：
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份，乙丙橡胶5-20份，润湿剂1-10份，软化剂1-10份。
根据本发明，优选的，所述的润湿剂包括饱和脂肪酸、多元醇酯、脂肪酸皂、多元醇酯和脂肪酸皂的任意混合。
根据本发明，优选的，所述的饱和脂肪酸为十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸，所述的多元醇酯为己二酸二辛酯。
根据本发明，优选的，所述的软化剂为石蜡油或环烷油。
根据本发明，优选的，所述的乙丙橡胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶按1：(0.5-2)质量比的混合，所述的乙丙橡胶的门尼粘度(ML125℃1+4)为20-60，优选乙丙橡胶的门尼粘度(ML125℃1+4)为20-50。
根据本发明，优选的，所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份、乙丙橡胶7-15份，润湿剂1-10份，软化剂1-10份。
根据本发明，优选的，所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌粉的粒径≤63微米。
根据本发明，优选的，所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份，二元乙丙橡胶3-10份，三元乙丙橡胶2-10份，己二酸二辛酯1-10份，石蜡油1-10份。
根据本发明，优选的，所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉75-80份，二元乙丙橡胶3-10份，三元乙丙橡胶5-10份，己二酸二辛酯3-10份，石蜡油5-10份。
根据本发明，优选的，所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒还包括偶联剂0.1-1.0份。
根据本发明，优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
根据本发明，上述二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒的制备方法，包括步骤如下：
(1)将乙丙橡胶投入到密炼机中混炼20-40秒，然后投入二甲基二硫代氨基甲酸锌粉、润湿剂、软化剂进行混炼200-400秒，排胶温度70-90℃，混炼完成后将混炼物料投入到开炼机中压片，得母炼胶；
(2)压片后的母炼胶投入挤出机进行挤出造粒，颗粒经过涂覆隔离剂后，冷却至40℃以下，即得二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒产品。
根据本发明方法，优选的，步骤(1)中混炼总时间≥200秒，更优选300秒；优选的，开练机的辊距为3mm。
根据本发明方法，优选的，步骤(1)中排胶温度为80℃。
根据本发明方法，优选的，步骤(2)中挤出造粒的颗粒粒径为4-8毫米。所得二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒颗粒可为圆柱形，长径比为(0.5-2)：1，或不规则球形。
本发明的发明人通过大量实验发现，上述配比中，二甲基二硫代氨基甲酸锌粉末含量超过85份，容易出现不分散的团聚，且二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒门尼粘度过高，在使用中难分散。乙丙橡胶含量低于7份，二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒容易发散，产品发粘不易存放。软化剂含量高于10份，二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒在停放中表面容易有油析出，产品发粘不易存放。润湿剂，尤其是己二酸二辛酯能有效提高预分散二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒的分散性和加工性。
本发明的有益效果如下：
1、本发明由于使用了独特的润湿剂，能减弱二甲基二硫代氨基甲酸锌粉末的静电、降低与橡胶之间的表面张力，使二甲基二硫代氨基甲酸锌和乙丙橡胶组成均匀的结合物，在橡胶加工中，有良好的相容性和优异的分散性，在使用时能大大缩短混炼时间。
2、本发明由于特殊的配方设计，在颗粒表面形成蜡质保护膜，能有效延长二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒的储存期。
3、本发明所述的预分散母胶粒二甲基二硫代氨基甲酸锌粒径≤63微米，能有效保证二甲基二硫代氨基甲酸锌的活性和分散性。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规市购产品，所用设备均为常规设备。其中：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉，濮阳蔚林化工股份有限公司有售，粒径63微米；二元乙丙橡胶，意大利埃尼化学品贸易有限公司有售，产品型号CO054，门尼粘度ML(1+4)100℃，25；三元乙丙橡胶，朗盛化学集团有售，产品型号Keltan 5469，门尼粘度ML(1+4)125℃，52；润湿剂己二酸二辛酯，韩国爱敬油化集团有售；石蜡油，德国汉圣化工集团有售。
实施例1
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70份，二元乙丙橡胶10份，三元乙丙橡胶10份，己二酸二辛酯5份、石蜡油5份。
制备方法如下：
(1)将二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶投入到密炼机中混炼30秒，然后投入二甲基二硫代氨基甲酸锌粉、己二酸二辛酯、石蜡油混炼100秒后提起密炼机上顶栓翻料1次，然后继续压砣混炼，总时间到达300秒，温度升至80℃以上，排胶；然后在开炼机上薄通3次，得到二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母炼胶；
(2)将混炼好的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶投入到加有80目不锈钢过滤网的挤出机进行挤出造粒，造粒后颗粒涂覆隔离剂，进入冷却设备冷却至室温，得到圆柱形二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒。
实施例2
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉74份，二元乙丙橡胶8份，三元乙丙橡胶8份，己二酸二辛酯5份、石蜡油5份。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉76份，二元乙丙橡胶8份，三元乙丙橡胶8份，己二酸二辛酯4份、石蜡油4份。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉78份，二元乙丙橡胶6份，三元乙丙橡胶8份，己二酸二辛酯3.5份、石蜡油4份，偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉80份，二元乙丙橡胶6份，三元乙丙橡胶6份，己二酸二辛酯3份、石蜡油4.5份，偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1。
实施例6
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉80份，二元乙丙橡胶4份，三元乙丙橡胶6份，己二酸二辛酯5份、石蜡油5份。
制备方法同实施例1。
实施例7
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉80份，二元乙丙橡胶6份，三元乙丙橡胶4份，己二酸二辛酯5份、石蜡油4.5份，偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1。
实施例8
一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉82份，二元乙丙橡胶6份，三元乙丙橡胶4份，己二酸二辛酯3份、石蜡油4.5份，偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1。
对比例1
如实施例1所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，不同的是包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉86份，二元乙丙橡胶5份，三元乙丙橡胶5份，己二酸二辛酯2份、石蜡油2份。
对比例2
如实施例1所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，不同的是包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉80份，二元乙丙橡胶2份，三元乙丙橡胶3份，己二酸二辛酯8份、石蜡油7份。
对比例3
如实施例1所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，不同的是包括如下重量份的原料组成：二甲基二硫代氨基甲酸锌粉75份，二元乙丙橡胶5份，三元乙丙橡胶6份，己二酸二辛酯3份、石蜡油11份。
实验例
分散性对比：用刀片把上述预分散母胶粒切开一个干净整齐的切面，用100倍金相显微镜观察切面并拍照，用刻度线标出粉末聚集团的尺寸和个数，观察5个颗粒，求取平均数。不分散的聚集团越多，表示分散性越差。
表面粘连实验对比：称取200克颗粒放在自封袋中，放入50℃烘箱，自然放上1公斤铁板压住，加热1小时，取出后观察颗粒是否粘连在一起。
实验数据如表1所示：
表1
由表1可知，如对比例1所示，二甲基二硫代氨基甲酸锌粉末含量超过85份，容易出现不分散的团聚，且二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒门尼粘度过高，在使用中难分散。如对比例2所示，乙丙橡胶含量低于7份，二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒容易发散，但不严重。如对比例3所示，软化剂含量高于10份，二甲基二硫代氨基甲酸锌母胶粒在停放中表面容易有油析出，产品发粘不易存放。

Claims (10)

1.一种二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒，其特征在于，该预分散母胶粒包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份，乙丙橡胶5-20份，润湿剂1-10份，软化剂1-10份。
2.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，所述的润湿剂包括饱和脂肪酸、多元醇酯、脂肪酸皂、多元醇酯和脂肪酸皂的任意混合。
3.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，所述的饱和脂肪酸为十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸，所述的多元醇酯为己二酸二辛酯。
4.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，所述的软化剂为石蜡油或环烷油。
5.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，所述的乙丙橡胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶按1：(0.5-2)质量比的混合，所述的乙丙橡胶的门尼粘度(ML125℃1+4)为20-60，优选乙丙橡胶的门尼粘度(ML125℃1+4)为20-50。
6.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，该预分散母胶粒包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份、乙丙橡胶7-15份，润湿剂1-10份，软化剂1-10份。
7.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，该预分散母胶粒包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉70-85份，二元乙丙橡胶3-10份，三元乙丙橡胶2-10份，己二酸二辛酯1-10份，石蜡油1-10份。
8.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，该预分散母胶粒包括如下重量份的原料组成：
二甲基二硫代氨基甲酸锌粉75-80份，二元乙丙橡胶3-10份，三元乙丙橡胶5-10份，己二酸二辛酯3-10份，石蜡油5-10份。
9.根据权利要求1所述的预分散母胶粒，其特征在于，该预分散母胶粒还包括偶联剂0.1-1.0份。
10.一种权利要求1-9任一项所述的二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒的制备方法，包括步骤如下：
(1)将乙丙橡胶投入到密炼机中混炼20-40秒，然后投入二甲基二硫代氨基甲酸锌粉、润湿剂、软化剂进行混炼200-400秒，排胶温度70-90℃，混炼完成后将混炼物料投入到开炼机中压片，得母炼胶；
(2)压片后的母炼胶投入挤出机进行挤出造粒，颗粒经过涂覆隔离剂后，冷却至40℃以下，即得二甲基二硫代氨基甲酸锌预分散母胶粒产品。
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