CN105175831A - 一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发泡材料技术领域，提供一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法，保持丁苯橡胶较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性，加入天然橡胶增大其回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度，加入顺丁橡胶，耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，加入高苯乙烯树脂提高制品机械刚度、制品硬度、挺性、弥补顺丁橡胶常温下冷流性，所生产制品在耐寒性（最低可达到-100℃）、压纹等制品性能突出，无毒、无味、无污染；制备时是先分别天然橡胶单独素炼、高苯乙烯树脂+天然橡胶1∶1混炼，再将两种预炼胶和丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼和压延静置工艺克服了三种橡胶树脂相容性差的难点。
Description
技术领域
本发明涉及发泡材料技术领域，特别涉及一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法。
背景技术
丁苯橡胶随着国内生产技术的成熟已得到广泛应用于各行各业，较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性及价格优势成为主流胶种，但拉伸、撕裂强度不高，耐化学品耐候性、压纹塑形不佳；天然橡胶具有很好的回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度，但在缺点方面压纹、塑性等均表现不佳，基本与丁苯橡胶相似；顺丁橡胶具有非常优异的耐寒性（-100℃）弹性和耐磨性，但单独加工性差，有冷流倾向；高苯乙烯树脂近年来其优异的机械刚度、耐磨性等被广泛使用于鞋材发泡材料领域，但高苯乙烯树脂制品同样有柔软度差、收缩性大的缺点，且均为一次硫化产品，工艺水平低下，四种材料在互溶性上由于前三者是属于橡胶材料，而后者是热塑性弹性体，对于发泡材料来说加工相融合后的分散性差是个较大难点，如何在工艺上改进以提高分散性好、低成本、耐寒性好、回弹性高、抗拉伸强度高、抗撕裂强度高、制品压纹等表面处理耐磨、止滑综合物性好从而拓宽应用范围有待取得突破。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料及其制备方法，所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料保持丁苯橡胶较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性，加入天然橡胶增大其回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度；加入顺丁橡胶增强耐寒性；加入高苯乙烯树脂提高制品机械刚度、制品硬度、挺性、所生产制品压纹纹路清晰性，所生产制品在压纹纹路清晰从而耐磨、止滑功能上耐寒性增强，性能突出，无毒、无味、无污染，赋予制品以更好的耐老化性能、更高的硬度和刚性、更大的机械强度和撕裂强度和耐寒性（-100℃），其良好的机械性能、弹性和优良的耐寒性使本品具有广泛的用途；所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，在密炼混炼开炼基础上特别增加了天然橡胶单独素炼；高苯乙烯树脂+天然橡胶1：1混炼；再将两种预炼胶和丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼和压延静置工艺克服了四种橡胶树脂相容性差的难点，而且共混后的综合性能指标大大超过了单独使用时的性能。
为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为：
一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，由以下重量份配比的组份制成：
丁苯橡胶70---100PHR
天然橡胶15---25PHR
混炼胶G(高苯乙烯树脂+天然橡胶1：1)15---25PHR
顺丁橡胶20---30PHR
硬脂酸1---2PHR
分散剂0.5---1.5PHR
增塑剂1---2PHR
氧化锌5---8PHR
抗氧剂2---3PHR
阻燃剂5---10PHR
补强剂30---50PHR
软化剂5---15PHR
交联剂3---5PHR
助交联剂2---4PHR
发泡剂4---6PHR。
进一步的是：还包括炭黑，所述炭黑的重量份配比为0-10PHR。
进一步的是：所述炭黑为N330；所述分散剂为AT-B；所述抗氧剂为BHT；所述阻燃剂为阻燃剂P；所述助交联剂为DM；所述发泡剂为ADC6000。
进一步的是：所述增塑剂为石蜡LY-1。
进一步的是：所述补强剂为陶土。
进一步的是：所述软化剂为环烷油4006#。
进一步的是：所述交联剂为硫磺。
前任一所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)混炼胶G素炼；
(2)天然橡胶素炼；
(3)混炼；
(4)压延静置；
(5)挤出出片；
(6)硫化发泡成型。
进一步的是，所述步骤如下：
(1)混炼胶G素炼：将高苯乙烯树脂、天然橡胶、硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼8分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到110℃±5℃时出料获得混炼胶G；将混炼胶G投入开炼机中，温度控制在80℃±5℃，2mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(2)天然橡胶素炼：将天然橡胶、硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到110℃±5℃时出料获得天然橡胶素炼胶；将天然橡胶素炼胶投入开炼机中，温度控制在80℃±5℃，5mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(3)混炼：将丁苯橡胶、顺丁橡胶、已素炼静置后的天然橡胶、已素炼静置后的混炼胶G、硬脂酸、分散剂、增塑剂、氧化锌、抗氧剂、阻燃剂、补强剂、软化剂、炭黑进行混合获得混合物，将混合物投入到密炼机中，加压至7公斤，捏炼13分钟，温度达到125℃±5℃时快速充冷水降温，待温度降到102℃±5℃时，再加入交联剂、助交联剂和发泡剂，捏炼3分钟，温度达到120℃时出料，得到混炼胶；将混炼胶投入开炼机中开炼，温度控制在80℃±5℃，先8mm厚通两次，再2mm薄通两次，再5mm厚通两次；
(4)压延静置：将经步骤（3）处理后的混炼胶再次投入开炼机中进行0.5mm厚度压延，静置冷却8小时；
(5)挤出出片：将经过步骤(4)处理后的混炼胶再投入开炼机中，温度控制在80℃±5℃，开炼600秒，然后再将混炼胶用挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，挤出机出料温度为85℃，挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却；
(6)硫化发泡成型：对经过步骤(5)调控出片后的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，硫化温度在135℃±5℃，保持时间在30分钟，卸压即得发泡体并修边；将发泡体发泡体装入相应的发泡机模内发泡，发泡温度在168℃±5℃，保持时间在35分钟，卸压即得高弹性发泡体；将高弹性发泡体在室温下自然冷却7—10天，待产品充分冷却收缩后入库或加工成型。
进一步的是：所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所用的密炼机为75L菱形叶轴W型重锤密炼机，开炼机为18吋自动翻料开炼机；所述步骤(4)所用的开炼机为16吋开炼机；步骤(5)所用的开炼机为18吋自动翻料开炼机，挤出机为250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：如上所述设计的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，对丁苯橡胶、天然橡胶、高苯乙烯树脂、硬脂酸、分散剂、增塑剂、氧化锌、抗氧剂、补强剂、阻燃剂、交联剂、助交联剂、软化剂、炭黑和发泡剂进行相容共混加工，形成了综合性能好、成本低、价格便宜的多元共混闭孔二次发泡材料，保持丁苯橡胶较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性，加入天然橡胶增大其回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度；加入顺丁橡胶增强耐寒性；加入高苯乙烯树脂提高制品机械刚度、制品硬度、挺性、所生产制品压纹纹路清晰性，所生产制品在压纹纹路清晰从而耐磨、止滑功能上耐寒性增强，性能突出，无毒、无味、无污染，赋予制品以更好的耐老化性能、更高的硬度和刚性、更大的机械强度和撕裂强度和耐寒性（-100℃），其良好的机械性能、弹性和优良的耐寒性使本品具有广泛的用途。所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，在密炼混炼开炼基础上特别增加了天然橡胶单独素炼，高苯乙烯树脂+天然橡胶1：1混炼，再将两种预炼胶和丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼和压延静置工艺克服了四种橡胶树脂相容性差的难点，而且共混后的综合性能指标大大超过了单独使用时的性能，制备工艺简单易实行，适合大批量化生产制备使用。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1、实施例2所用到的材料来源规格如下表1所示：
表1、各原材料来源规格表
实施例1
所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)混炼胶G素炼：将100PHR的高苯乙烯树脂、100PHR的天然橡胶、0.2PHR的硬脂酸投入75L菱形叶轴W型重锤密炼机中，加压至7公斤，捏炼8分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到110℃时出料获得混炼胶G；将混炼胶G投入18吋自动翻料开炼机中，温度控制在80℃，2mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(2)天然橡胶素炼：将100PHR的天然橡胶、0.2PHR的硬脂酸投入75L菱形叶轴W型重锤密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到110℃时出料获得天然橡胶素炼胶；将天然橡胶素炼胶投入18吋自动翻料开炼机中，温度控制在80℃，5mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(3)混炼：将80PHR的的丁苯橡胶、20PHR的顺丁橡胶、15PHR的已素炼静置后的天然橡胶、20PHR的已素炼静置后的混炼胶G、1.5PHR的硬脂酸、1PHR分散剂、1.5PHR增塑剂、5PHR的氧化锌、2PHR的抗氧剂、8PHR的阻燃剂、40PHR的补强剂、10PHR软化剂、8PHR的炭黑进行混合获得混合物，将混合物投入到75L菱形叶轴W型重锤密炼机中，加压至7公斤，捏炼13分钟，温度达到125℃时快速充冷水降温，待温度降到102℃时，再加入4PHR的交联剂、3PHR的助交联剂和4PHR的发泡剂，捏炼3分钟，温度达到120℃时出料，得到混炼胶；将混炼胶投入18吋自动翻料开炼机开炼，温度控制在80℃，先8mm厚通两次，再2mm薄通两次，再5mm厚通两次，使各组分原料进一步混合；
(4)压延静置：将经步骤（3）处理后的混炼胶再次投入16吋开炼机中进行0.5mm厚度压延，静置冷却8小时；
(5)挤出出片：将经过步骤(4)处理后的混炼胶再投入18吋自动翻料开炼机中6mm厚度开炼，温度控制在80℃，开炼600秒，使得各组分原料进一步混合并预升温；然后再将混炼胶用250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟2米的速度挤出，挤出机出料温度为85℃，挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却；
(6)硫化发泡成型：对经过步骤(5)调控出片后的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，硫化温度在135℃，保持时间在30分钟，卸压即得发泡体并修边；将发泡体装入相应的300吨发泡机模内发泡，发泡温度168℃，保持时间在35分钟，卸压即得高弹性发泡体；将高弹性发泡体在室温下自然冷却7天，待产品充分冷却收缩后入库或加工成型。
经过上述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法制得的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的物理性能如下表2所示：
表2、实施例1物理性能表
实施例2
所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)混炼胶G素炼：将100PHR的高苯乙烯树脂、100PHR的天然橡胶、0.1PHR的硬脂酸投入75L菱形叶轴W型重锤密炼机中，加压至7公斤，捏炼8分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到115℃时出料获得混炼胶G；将混炼胶G投入18吋自动翻料开炼机中，温度控制在85℃，2mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(2)天然橡胶素炼：将100PHR的天然橡胶、0.1PHR的硬脂酸投入75L菱形叶轴W型重锤密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到115℃时出料获得EVA素炼胶；将EVA素炼胶投入18吋自动翻料开炼机中，温度控制在85℃，5mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(3)混炼：将70PHR的的丁苯橡胶、30PHR的顺丁橡胶、15PHR的已素炼静置后的天然橡胶、20PHR的已素炼静置后的混炼胶G、1.5PHR的硬脂酸、1PHR的分散剂、1.5PHR的增塑剂、5PHR的氧化锌、2PHR的抗氧剂、8PHR的阻燃剂、50PHR的补强剂、12PHR的软化剂进行混合获得混合物，将混合物投入到75L菱形叶轴W型重锤密炼机中，加压至7公斤，捏炼13分钟，温度达到130℃时快速充冷水降温，待温度降到107℃时，再加入4PHR的交联剂、3.5PHR的助交联剂和5PHR的发泡剂，捏炼3分钟，温度达到120℃时出料，得到混炼胶；将混炼胶投入18吋自动翻料开炼机开炼，温度控制在85℃，先8mm厚通两次，再2mm薄通两次，再5mm厚通两次，使各组分原料进一步混合；
(4)压延静置：将经步骤（3）处理后的混炼胶再次投入16吋开炼机中进行0.5mm厚度压延，静置冷却8小时；
(5)挤出出片：将经过步骤(4)处理后的混炼胶再投入18吋自动翻料开炼机中6mm厚度开炼，温度控制在85℃，开炼600秒，使得各组分原料进一步混合并预升温；然后再将混炼胶用250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟3米的速度挤出，挤出机出料温度为85℃，挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却；
(6)硫化发泡成型：对经过步骤(5)调控出片后的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，硫化温度在140℃，保持时间在30分钟，卸压即得发泡体并修边；将发泡体装入相应的300吨发泡机模内发泡，发泡温度173℃，保持时间在35分钟，卸压即得高弹性发泡体；将高弹性发泡体在室温下自然冷却10天，待产品充分冷却收缩后入库或加工成型。
经过上述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法制得的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的物理性能如下表3所示：
表3、实施例2物理性能表
综上所述，所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，保持丁苯橡胶较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性，加入天然橡胶增大其回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度；加入顺丁橡胶增强耐寒性；加入高苯乙烯树脂提高制品机械刚度、制品硬度、挺性、所生产制品压纹纹路清晰性，所生产制品在压纹纹路清晰从而耐磨、止滑功能上耐寒性增强，性能突出，无毒、无味、无污染，赋予制品以更好的耐老化性能、更高的硬度和刚性、更大的机械强度和撕裂强度和耐寒性（-100℃），其良好的机械性能、弹性和优良的耐寒性使本品具有广泛的用途。所述丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，在密炼混炼开炼基础上特别增加了天然橡胶单独素炼，高苯乙烯树脂+天然橡胶1：1混炼，再将两种预炼胶和丁苯橡胶、顺丁橡胶混炼和压延静置工艺克服了四种橡胶树脂相容性差的难点，而且共混后的综合性能指标大大超过了单独使用时的性能，制备工艺简单易实行，适合大批量化生产制备使用。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (10)
1.一种丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于，由以下重量份配比的组份制成：
丁苯橡胶70---100PHR
天然橡胶15---25PHR
混炼胶G(高苯乙烯树脂+天然橡胶1：1)15---25PHR
顺丁橡胶20---30PHR
硬脂酸1---2PHR
分散剂0.5---1.5PHR
增塑剂1---2PHR
氧化锌5---8PHR
抗氧剂2---3PHR
阻燃剂5---10PHR
补强剂30---50PHR
软化剂5---15PHR
交联剂3---5PHR
助交联剂2---4PHR
发泡剂4---6PHR。
2.根据权利要求1所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于:还包括炭黑，所述炭黑的重量份配比为0-10PHR。
3.根据权利要求2所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于:所述炭黑为N330；所述分散剂为AT-B；所述抗氧剂为BHT；所述阻燃剂为阻燃剂P；所述助交联剂为DM；所述发泡剂为HH138。
4.根据权利要求1或2或3所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于:所述增塑剂为石蜡LY-1。
5.根据权利要求1或2或3所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于:所述补强剂为陶土。
6.根据权利要求1或2或3所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于：所述软化剂为环烷油4006#。
7.根据权利要求1或2或3所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料，其特征在于：所述交联剂为硫磺。
8.权利要求1-7任一所述的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混炼胶G素炼；
(2)天然橡胶素炼；
(3)混炼；
(4)压延静置；
(5)挤出出片；
(6)硫化发泡成型。
9.根据权利要求8所述的的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：
(1)混炼胶G素炼：将高苯乙烯树脂、天然橡胶、硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼8分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到110℃±5℃时出料获得混炼胶G；将混炼胶G投入开炼机中，温度控制在80℃±5℃，2mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(2)天然橡胶素炼：将天然橡胶、硬脂酸投入密炼机中，加压至7公斤，捏炼10分钟，捏炼过程中持续充冷水降温，温度达到110℃±5℃时出料获得天然橡胶素炼胶；将天然橡胶素炼胶投入开炼机中，温度控制在80℃±5℃，5mm翻料180秒，2mm厚度飘动割取成相应重量分别静置处理；
(3)混炼：将丁苯橡胶、顺丁橡胶、已素炼静置后的天然橡胶、已素炼静置后的混炼胶G、硬脂酸、分散剂、增塑剂、氧化锌、抗氧剂、阻燃剂、补强剂、软化剂、炭黑进行混合获得混合物，将混合物投入到密炼机中，加压至7公斤，捏炼13分钟，温度达到125℃±5℃时快速充冷水降温，待温度降到102℃±5℃时，再加入交联剂、助交联剂和发泡剂，捏炼3分钟，温度达到120℃时出料，得到混炼胶；将混炼胶投入开炼机中开炼，温度控制在80℃±5℃，先8mm厚通两次，再2mm薄通两次，再5mm厚通两次；
(4)压延静置：将经步骤（3）处理后的混炼胶再次投入开炼机中进行0.5mm厚度压延，静置冷却8小时；
(5)挤出出片：将经过步骤(4)处理后的混炼胶再投入开炼机中，温度控制在80℃±5℃，开炼600秒，然后再将混炼胶用挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，挤出机出料温度为85℃，挤出机连接的自动裁断出片输送机出片称量，静置冷却；
(6)硫化发泡成型：对经过步骤(5)调控出片后的料片进行再精确称重，装入相应的硫化机模内发泡，硫化温度在135℃±5℃，保持时间在30分钟，卸压即得发泡体并修边；将发泡体发泡体装入相应的发泡机模内发泡，发泡温度在168℃±5℃，保持时间在35分钟，卸压即得高弹性发泡体；将高弹性发泡体在室温下自然冷却7—10天，待产品充分冷却收缩后入库或加工成型。
10.根据权利要求9所述的的丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶和高苯乙烯树脂并用闭孔二次发泡材料的制备方法,其特征在于：所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)所用的密炼机为75L菱形叶轴W型重锤密炼机，开炼机为18吋自动翻料开炼机；所述步骤(4)所用的开炼机为16吋开炼机；步骤(5)所用的开炼机为18吋自动翻料开炼机，挤出机为250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机。
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