CN105175828B - 一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，属于胶辊制造领域。一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法步骤如下：依次进行质量分数称取、胶料一段炼胶、称量辅料、胶料二段塑炼、胶料的混炼、加促进剂和硫化剂、打三角包三次，然后下片待用、放入模具里，将模具放入平板硫化机硫化，本发明使用两段塑炼方式，使用采用碳黑N330、碳黑N550和高苯乙烯树脂协同作用，制备条件要求低，硬度高，拉伸强度高，拉伸率好，生产工艺简单，制造成本以及制造难度低。

Description

一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法

本发明专利申请时针对申请号：201410395412.X的分案申请，原申请的申请日为：2014-8-12，发明创造名称为：一种高苯乙烯树脂胶辊及其制备方法。

技术领域

本发明涉及胶辊制造领域，更具体地说，涉及一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法。

背景技术

胶辊在棉纺行业的并条、粗纱、细纱机上都有使用。胶辊在纺纱牵伸过程中，担负着控制纤维运动、减少浮游纤维提早变速、改善成纱条干、减少纱线粗细节、毛羽产生的作用。

性能优良的胶辊不仅要具有优良弹性、吸振性、较小的压缩变形和极佳的耐磨性、良好的抗静电性和吸放湿性、抗缠绕性、耐油性，而且还要有稳定而均匀的硬度、适纺性能要强、抗臭氧、耐老化等特点。

为了提高胶辊的硬度，需要使用补强材料来提高胶辊的硬度，传统橡胶补强是通过增加碳黑的用量，来提高胶料的强度和硬度的，用5份碳黑硬度提高约1度，因此生产高硬度橡胶时需要大量填充碳黑；大量使用碳黑会影响胶辊的拉伸强度和拉伸性，且操作时候的生热性也会产生影响。

高苯乙烯橡胶是丁苯橡胶的一个特殊品种，由丁二烯和苯乙烯乳液共聚制的乳胶，再经凝聚洗涤，挤压脱水，干燥而得产品，一般丁苯橡胶中苯乙烯含量为23.5％±1％，含量高达40％以上的称为高苯乙烯橡胶，结合苯乙烯70％-90％则为高苯乙烯树脂。

高苯乙烯树脂作为一种橡胶添加剂，用于橡胶生产，能提高橡胶的定伸应力，强度，硬度，耐撕裂性，耐屈扰及耐磨性，形状是3mm左右的颗粒状。

中国专利申请号200410043440.1，授权公告日为2006年4月19日，发明创造名称为：热塑性弹性体组合物和由其制成的橡胶辊，本发明提供一种热塑性弹性体组合物，它包括数均分子量比1.2以上，500以下的有亲和性的高分子量热塑性弹性体和低分子量热塑性弹性体等热塑性弹性体(A)、软化剂(B)、烯烃树脂为主要成分的树脂混合物(C)和橡胶混合物(D)。橡胶动态硫化。将橡胶分散在上述热塑性弹性体和烯烃树脂中。并且将含数均分子量为8万以上的高分子量苯乙烯热塑性弹性体组成物(F)、极性末端改性热塑性弹性体和/或极性－非极性的接枝聚合物组成物(G)和以EPDM为主要成分的橡胶混合物(H)混合起来，橡胶在上述混合物中交联并分散在上述热塑性弹性体中。但是此发明，使用配料复杂，工艺繁琐，对生产制备要求高，胶料硬度不够强。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的工艺繁琐，对生产制备要求高，胶料硬度不够强问题，本发明提供了一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，它可以实现工艺简单，制备条件要求低，胶料硬度强的结果。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，步骤如下：

1)按上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取丁腈胶；

2)胶料一段炼胶：在开炼机上将丁腈胶塑炼，下片停放12小时，塑炼过程中，开炼机辊距为3mm；

3)称量辅料：按照上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，放置在同一个容器中；按照上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取高苯乙烯树脂；按照上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取促进剂M、促进剂DM、硫磺粉放置在同一个容器中；

4)胶料二段塑炼：将步骤2)中已经塑炼一段的丁腈胶和高苯乙烯树脂在开炼机上混合，高苯乙烯树脂加入丁腈胶中，将开炼机辊距调成1mm，薄通落盘5次，并打三角包3次，丁腈胶和高苯乙烯树脂均匀混合；

5)胶料的混炼，将称量好的氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，和步骤4)中塑炼的胶料一同放入密式炼胶机中，混炼6—8分钟，排胶，下片，等待冷却；

使用采用碳黑N330、碳黑N550和高苯乙烯树脂混合，可大幅度提高硬度，每添加一份高泵乙烯树脂橡胶硬度提高约1度，且能提高橡胶的定伸应力，强度，硬度，耐撕裂性，耐屈扰及耐磨性；

6)加促进剂和硫化剂：在开炼机上，将称量好的促进剂M、促进剂DM、硫磺粉加入步骤5)制成的胶料中，并且在辊距2mm时，打三角包三次，然后下片待用；

7)取步骤6)中的胶料，放入模具里，将模具放入平板硫化机里，设置压强为0.8MPa，在160℃温度下硫化10min。

上述组分和质量份数如下：

序号	名称	质量份数
			1	丁腈胶	100
2	高苯乙烯树脂	5-16
			3	氧化锌	5-7

更进一步的，高苯乙烯树脂为HS80型，是一种苯乙烯和丁二烯共聚物，形状为3mm颗粒状。

更进一步的，高苯乙烯树脂苯乙烯含量为70％-90％。

更进一步的，高苯乙烯树脂苯乙烯可以为HS80型，其苯乙烯含量达到80％。

更进一步的，使用碳黑组合物碳黑N330、碳黑N550高和苯乙烯树脂加入胶辊中，提高硬度，每添加1份高泵乙烯树脂橡胶硬度提高约1度。

更进一步的，硬脂酸为硬脂酸1801、硬脂酸1837或硬脂酸1842，其硬脂酸以动物油脂为主要原料。

更进一步的，氧化镁使用了纯度为99.7％轻质氧化镁，高纯度的氧化镁活化性能和催化性能更强，使反应过程更加深入以及迅速。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明优选以碳黑N330作为补强填料，调节胶辊硬度，提高了耐磨性；现有技术中，常用的是N220，从工艺上说，碳黑N330的补强性能差于碳黑N220，但是碳黑N220的操作生热性、分散性均比N330差；

(2)碳黑材料是碳黑N330、碳黑N 550组合作为碳黑材料。在橡胶的各种组分中，加入碳黑的作用是补强，提高拉伸强度。碳黑N330，能大幅度提高橡胶强度，但大量使用会降低拉升伸长率，N550补强性能略差，但能提高橡胶的拉升伸长率，此两种炭黑并用橡胶可以得到比较好的拉伸强度，但拉伸伸长率也能得到保证；一般现有技术中的强度只能达到12mpa～14mpa，采用本发明的技术方案可以达到35mpa，这种拉伸强度达到了如轮胎等特殊橡胶产品的要求，提高了橡胶拉伸时的伸长率，伸长率可达250％；

(3)橡胶补强是通过增加碳黑的用量，来提高胶料的强度和硬度的，用5份碳黑邵尔A

4	硬脂酸	1-3
			5	防老剂RD	1-2
6	防老剂4010NA	1-2
			7	601树脂	10-20
8	碳黑N330	20-30
			9	碳黑N550	20-30
10	氧化镁	20-30
			11	陶土	10-20
12	邻苯二甲酸二辛脂	10-20
			13	硫磺粉	2-4
14	促进剂DM	2-3
			15	促进剂M	1-2

硬度提高约1度，因此生产高硬度橡胶时需要大量填充碳黑，大量使用碳黑会影响胶辊的拉伸强度和拉伸性，且操作时候的生热性也会产生影响，使用采用碳黑N330、碳黑N550和高苯乙烯树脂协同使用可以大幅度提高硬度，每添加一份高泵乙烯树脂橡胶邵尔A硬度提高约1度，且能提高橡胶的定伸应力，强度，硬度，耐撕裂性，耐屈扰及耐磨性；

(4)加入同等重量的高苯乙烯树脂，树脂中苯乙烯含量达到80％，能使胶料硬度上升幅度比原工艺大，提高了材料的利用率，大大节约了生产成本；

(5)本发明以天然橡胶为主体材料，具有较高的耐磨性，和拉伸强度，由于天然胶是自补强橡胶，其具有较高的格林强度，有利于橡胶的加工成型；

(6)本发明以氧化镁和硬脂酸共用，作为活化剂，防老剂RD，防止胶料老化，陶土作为填充剂，增加体积，降低成本，石蜡油作为操作油用，起增塑作用。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

本发明的目的通过以下技术方案实现。

制备方法如下，组分以质量份数如下：

序号	名称	质量(kg)
			1	丁腈胶	100
2	高苯乙烯树脂	10
			3	氧化锌	6
4	硬脂酸	2
			5	防老剂RD	1
6	防老剂4010NA	1
			7	601树脂	15
8	碳黑N330	25
			9	碳黑N550	25
10	氧化镁	25
			11	陶土	15
12	邻苯二甲酸二辛脂	15
			13	硫磺粉	3
14	促进剂DM	2
			15	促进剂M	1

提高橡胶物理性所述的高泵乙烯树脂是烟台世缘橡胶有限公司生产的HS80型，其苯乙烯含量达到80％。HS80增强型树脂是一种苯乙烯/丁二烯共聚物，作为橡胶增强型树脂，专门用于提高合成橡胶的物理性能。

高苯乙烯橡胶是丁苯橡胶的一个特殊品种，由丁二烯和苯乙烯乳液共聚制的乳胶，再经凝聚洗涤，挤压脱水，干燥而得产品，一般丁苯橡胶中苯乙烯含量为23.5±1％，含量高达40％以上的称为高苯乙烯橡胶，结合苯乙烯70-90％则为高苯乙烯树脂。本产品高苯乙烯树脂作为一种橡胶添加剂，用于橡胶生产，能提高橡胶的定伸应力，强度，硬度，耐撕裂性，耐屈扰及耐磨性，形状是3mm左右的颗粒状。

碳黑N330作为补强填料，调节胶辊硬度，提高了耐磨性；现有技术中，常用的是N220，从工艺上说，碳黑N330的补强性能差于碳黑N220，但是碳黑N220的操作生热性、分散性均比N330差。

优选碳黑材料是碳黑N330、碳黑N 550组合作为碳黑材料。在橡胶的各种组分中，加入碳黑的作用是补强，提高拉伸强度。碳黑N330，能大幅度提高橡胶强度，但大量使用会降低拉升伸长率，N550补强性能略差，但能提高橡胶的拉升伸长率，通过实验发现，此两种炭黑并用橡胶可以得到比较好的拉伸强度，但拉伸伸长率也能得到保证；一般现有技术中的强度只能达到12mpa～14mpa，采用本发明的技术方案可以达到35mpa，这种拉伸强度达到了如轮胎等特殊橡胶产品的要求，提高了橡胶拉伸时的伸长率，伸长率可达250％。

使用碳黑组合物碳黑N330、碳黑N550和高苯乙烯树脂加入胶辊中，提高硬度时，每添加1份高泵乙烯树脂橡胶邵尔A硬度提高约1度，若单独使用N330其使用碳黑用量较大，硬度提升速度慢。

实验数据如下表所示：

硬度(邵尔A)	使用N330(补强材料用量)	本发明(补强材料用量)
			85	N33035份	N33025份高苯乙烯5份
89	N33040份	N33030份高苯乙烯7份
			92	N33050份	N33030份高苯乙烯11份
96	N33066份	N33040份高苯乙烯16份

使用了碳黑组合物碳黑N330、碳黑N550和高苯乙烯树脂的协同作用更好的使胶辊的硬度提高且加入的物料少，节约资源，更加的降低成本。

硬脂酸选择硬脂酸1801，其硬脂酸1801以动物油脂为主要原料，对活化程度有很大的提高，极大的对橡胶制备的硫化速度以及程度进行了提高，反应更快，节约时间。

氧化镁使用了纯度为99.7％轻质氧化镁，高纯度的氧化镁活化性能和催化性能更强，使反应过程更加深入以及迅速。

一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，步骤如下：

1)按上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取丁腈胶100份；

2)胶料一段炼胶：在开炼机上将丁腈胶塑炼，下片停放12小时，塑炼过程中，开炼机辊距为3mm；

3)称量辅料：按照上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取氧化锌10份、硬脂酸1801数量2份、防老剂RD1份、防老剂4010NA1份、601树脂15份、碳黑N330数量25份、碳黑N550数量25份、氧化镁25份、陶土15份、邻苯二甲酸二辛脂15份，放置在同一个容器中；按照上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取高苯乙烯树脂10份；按照上述一种高苯乙烯树脂胶辊的组分和质量份数称取促进剂M数量1份、促进剂DM数量2份、硫磺粉3份放置在同一个容器中；

4)胶料二段塑炼：将步骤2)中已经塑炼一段的丁腈胶和高苯乙烯树脂在开炼机上混合，高苯乙烯树脂加入丁腈胶中，将开炼机辊距调成1mm，薄通落盘5次，并打三角包3次，丁腈胶和高苯乙烯树脂在均匀混合；

5)胶料的混炼，将称量好的氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，和步骤4)中塑炼的胶料一同放入密式炼胶机中，混炼7分钟，排胶，下片，等待冷却；

6)加促进剂和硫化剂：在开炼机上，将称量好的促进剂M、促进剂DM、硫磺粉加入步骤5)制成的胶料中，并且在辊距2mm时，打三角包三次，然后下片待用；

7)取步骤6)中的胶料，放入模具里，将模具放入平板硫化机里，设置压强为0.8MPa，在160℃温度下硫化10min。

上述所制得的一种高苯乙烯树脂胶辊测试硬度为邵尔A硬度90。所用苯乙烯树脂和碳黑的数量少，拉伸强度可以达到30mpa，拉伸伸长率为420％，拉伸强度好，拉伸伸长率高，硬度比常规方法制成的胶辊更高。

实施例2

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本实施例的制备方法同实施例1，其不同之处在于，各物料的质量，组分以质量份数如下：

序号	名称	质量(kg)
			1	丁腈胶	100
2	高苯乙烯树脂	5
			3	氧化锌	5
4	硬脂酸	1
			5	防老剂RD	1
6	防老剂4010NA	1
			7	601树脂	10
8	碳黑N330	20
			9	碳黑N550	20
10	氧化镁	20

11	陶土	10
			12	邻苯二甲酸二辛脂	10
13	硫磺粉	2
			14	促进剂DM	2
15	促进剂M	1

硬脂酸选择硬脂酸1837，其硬脂酸1837以动物油脂为主要原料，对活化程度有很大的提高，极大的对橡胶制备的硫化速度以及程度进行了提高，反应更快，节约时间。

胶料的混炼，将称量好的氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，和步骤4)中塑炼的胶料一同放入密式炼胶机中，混炼6分钟，排胶，下片，等待冷却。

上述所制得的一种高苯乙烯树脂胶辊测试硬度为邵尔A硬度为85。所用苯乙烯树脂和碳黑的数量少，拉伸强度可以达到25mpa，拉伸伸长率为390％，拉伸强度好，拉伸伸长率高，硬度比常规方法制成的胶辊更高。

实施例3

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本实施例的制备方法同实施例1，其不同之处在于，各物料的质量，组分以质量份数如下：

序号	名称	质量(kg)
			1	丁腈胶	100
2	高苯乙烯树脂	16
			3	氧化锌	7
4	硬脂酸	3
			5	防老剂RD	2
6	防老剂4010NA	2
			7	601树脂	20
8	碳黑N330	30
			9	碳黑N550	30
10	氧化镁	30
			11	陶土	20
12	邻苯二甲酸二辛脂	20
			13	硫磺粉	4
14	促进剂DM	3
			15	促进剂M	2

硬脂酸选择硬脂酸1842，其硬脂酸1842以动物油脂为主要原料，对活化程度有很大的提高，极大的对橡胶制备的硫化速度以及程度进行了提高，反应更快，节约时间。

胶料的混炼，将称量好的氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，和步骤4)中塑炼的胶料一同放入密式炼胶机中，混炼8分钟，排胶，下片，等待冷却；

上述所制得的一种高苯乙烯树脂胶辊测试硬度为邵尔A硬度95。所用苯乙烯树脂和碳黑的数量少，拉伸强度可以达到21mpa，拉伸伸长率为380％，拉伸强度好，拉伸伸长率高，硬度比常规方法制成的胶辊更高。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，其步骤如下：

1)称取丁腈胶；

2)胶料一段炼胶：在开炼机上将丁腈胶塑炼，下片停放12小时，塑炼过程中，开炼机辊距为3mm；

3)称量辅料：称取氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，放置在同一个容器中；称取高苯乙烯树脂；称取促进剂M、促进剂DM、硫磺粉放置在同一个容器中；

4)胶料二段塑炼：将步骤2)中已经塑炼一段的丁腈胶和高苯乙烯树脂在开炼机上混合，高苯乙烯树脂加入丁腈胶中，将开炼机辊距调成1mm，薄通落盘5次，并打三角包3次，丁腈胶和高苯乙烯树脂均匀混合；

5)胶料的混炼，将称量好的氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、601树脂、碳黑N330、碳黑N550、氧化镁、陶土、邻苯二甲酸二辛脂，和步骤4)中塑炼的胶料一同放入密式炼胶机中，混炼6—8分钟，排胶，下片，等待冷却；

6)加促进剂和硫化剂：在开式炼胶机上，将称量好的促进剂M、促进剂DM、硫磺粉加入步骤5)制成的胶料中，并且在辊距2mm时，打三角包三次，然后下片待用；

7)取步骤6)中的胶料，放入模具里，将模具放入平板硫化机里，进行硫化，压强为0.8MPa，在160℃温度下硫化10min；

上述步骤的组分和质量份数如下：

2.根据权利要求1所述的一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，其特征在于：所述的高苯乙烯树脂为HS80型，是一种苯乙烯和丁二烯共聚物，形状为3mm颗粒状。

3.根据权利要求1所述的一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，其特征在于：所述的高苯乙烯树脂苯乙烯含量为70％-90％。

4.根据权利要求2所述的一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，其特征在于：所述的高苯乙烯树脂苯乙烯含量为80％。

5.根据权利要求2所述的一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，其特征在于：所述的硬脂酸为硬脂酸1801、硬脂酸1837或硬脂酸1842。

6.根据权利要求3所述的一种高苯乙烯树脂胶辊的制备方法，其特征在于：所述的氧化镁为纯度为99.7％轻质氧化镁。