CN106188906B - 一种橡胶组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种橡胶组合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种橡胶组合物及其制备方法与应用，所述橡胶组合物包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶75~90份、硬脂酸1～3份、高耐磨炭黑50～65份、硫化促进剂1～3份、硫化剂10～16份。本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过大量实验确定了最佳的配方比例，再通过调整辅料用量，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎保持了原有的性能。

Description

一种橡胶组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于橡胶制品技术领域，具体涉及一种橡胶组合物及其制备方法与应用。
背景技术
目前在轮胎的硫化成型工序，大多数是使用风胎硫化的方式，即需要在胎胚内部安放充满气体的风胎。而在制作轮胎的过程中，风胎也是消耗品，现有的橡胶厂生产摩托车、电动车、人力车和自行车外轮胎时，所普遍采用的风胎都是使用传统的丁基橡胶制作而成。而且，现如今轮胎的消耗量惊人，只有保证风胎的使用次数，才能保证轮胎产品的质量。在这种形式之下，丁基橡胶价格的上涨，丁基风胎成本居高不下，昂贵的成本大大阻碍了发展，为降低成本，筛选一种丁基橡胶的替代品，部份替代丁基橡胶，具有重大意义。而且目前耐高温橡胶制品也很难有成品低又可以保持原有性能的原料。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种橡胶组合物，本发明的第二目的在于提供一种橡胶组合物的制备方法，本发明的第三目的在于提供一种橡胶组合物的应用。
本发明的第一目的是这样实现的，包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶75~90份、硬脂酸1～3份、高耐磨炭黑50～65份、硫化促进剂1～3份、硫化剂10～16份。
本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶、氯化丁基再生胶投入F160密炼机中，炼胶85~95s，操作时间为20s，转子转速为28~32转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸、高耐磨炭黑，压合时间为115~125s，操作时间为15s；提上顶栓压合115~125s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合115~125s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度170~180℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼不少于6次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间25~35s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是35~45s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂，操作时间是30s，半压合75~85s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为小于100℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼不少于8次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼不少于8次，下片，得到橡胶组合物。
本发明的第三目的是这样实现的，所述的应用为所述橡胶组合物在制作风胎中的应用。
本发明的有益效果：
1、本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过大量实验确定了最佳的配方比例，再通过调整辅料用量和工艺参数，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎不仅保持了原有的性能，而且在使用次数上基本与之前持平。
2、本发明的步骤通过一段混炼温度要求高使得橡胶溶解度能相互渗透，二段混炼温度低配合剂容易分散，三段混炼胶在开炼机上操作加入，温度更低并保证胶料使用前不发生交联作用，有效保证了橡胶组合物的性能。
3、本发明得到的橡胶组合物有良好的性能，操作安全，通过加入氯化丁基再生胶，胶料生热降低，压出物有较好的尺寸稳定性，热塑性好。
4、本发明的制备方法简单，不易焦烧，制得的橡胶组合物表面光滑，产品性价比高，而且有效提高生产效率、提高产品质量；本发明采用绿色环保的氯化丁基再生胶，具有可塑度高、无污染等优点，使废胶实现了回收利用，有效缓解环境压力，大大降低成本；本发明通过调整辅料的配比，有效缓解了风胎胎身易变软的问题，而且不再使用软化剂凡士林，有效节约了成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的橡胶组合物，包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶75~90份、硬脂酸1～3份、高耐磨炭黑50～65份、硫化促进剂1～3份、硫化剂10～16份。
所述的橡胶组合物包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶80~88份、硬脂酸1~2份、高耐磨炭黑58~62份、硫化促进剂1~2份、硫化剂10~15份。
所述的橡胶组合物包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶86.64份、硬脂酸1.29份、高耐磨炭黑60份、硫化促进剂1.10份、硫化剂10.72份。
所述的氯化丁基再生胶是使用饮水机氯化丁基胆和/或氯化丁基胶气囊再生得到的。
所述的硫化促进剂是氯化亚锡。
所述的硫化剂是2402树脂。
所述的橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶、氯化丁基再生胶投入F160密炼机中，炼胶85~95s，操作时间为20s，转子转速为28~32转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸、高耐磨炭黑，压合时间为115~125s，操作时间为15s；提上顶栓压合115~125s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合115~125s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度170~180℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼不少于6次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间25~35s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是35~45s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂，操作时间是30s，半压合75~85s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为小于100℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼不少于8次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼不少于8次，下片，得到橡胶组合物。
步骤3）中所述的开炼机在加粉三车后空转冷却15min。
所述的应用为所述橡胶组合物在制作风胎中的应用。
所述的制作风胎为将橡胶组合物在硫化机中硫化，硫化温度为162～172℃，制得风胎。
所述的应用为所述橡胶组合物在制作耐高温橡胶制品上的应用。
实施例1
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶86.64份投入F160密炼机中，炼胶90s，操作时间为20s，转子转速为30转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸1.29份、高耐磨炭黑60份，压合时间为120s，操作时间为15s；提上顶栓压合120s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合120s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度178℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼6次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间30s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是40s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂10.72份，操作时间是30s，半压合80s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为小于100℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼8次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡1.10份，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼8次，下片，得到橡胶组合物。所述的开炼机在加粉三车后应空转冷却15min；所述的氯化丁基再生胶是使用饮水机氯化丁基胆再生得到的。
表1 实施例1制得的橡胶组合物与丁基橡胶制得胶料性能比较
经过对各项性能进行对比可知，本发明实施例1制得橡胶组合物基本上能达到全部采用丁基橡胶制得的胶料的性能。
将以上丁基橡胶制得的胶料和实施例1制得的橡胶组合物分别在硫化机中硫化，硫化温度为162～172℃，制得风胎。使用丁基橡胶制得的胶料所生产的风胎年平均使用次数为460次；使用实施例1制得的橡胶组合物所生产的风胎年平均使用次数也为460次。由此可知，本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过调整辅料用量和工艺参数，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎不仅保持了原有的性能，而且在使用次数基本保持持平。
实施例2
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶75份投入F160密炼机中，炼胶85s，操作时间为20s，转子转速为28转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸1份、高耐磨炭黑50份，压合时间为115s，操作时间为15s；提上顶栓压合115s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合115s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度170℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼7次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间25s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是35s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂10份，操作时间是30s，半压合75s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为小于100℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼8次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡1～3份，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼8次，下片，得到橡胶组合物。所述的开炼机在加氯化亚锡粉末三车后空转冷却15min；所述的氯化丁基再生胶是使用氯化丁基胶气囊再生得到的；所述开炼机为16寸XK-400开炼机。
由实施例2可知，本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过调整辅料用量和工艺参数，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎不仅保持了原有的性能，而且在使用次数基本保持持平。
实施例3
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶90份投入F160密炼机中，炼胶95s，操作时间为20s，转子转速为32转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸3份、高耐磨炭黑65份，压合时间为125s，操作时间为15s；提上顶栓压合125s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合125s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度180℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼8次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间35s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是45s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂16份，操作时间是30s，半压合85s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为90℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼10次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡1～3份，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼10次，下片，得到橡胶组合物。所述的氯化丁基再生胶是使用饮水机氯化丁基胆和氯化丁基胶气囊再生得到的。
由实施例3可知，本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过调整辅料用量和工艺参数，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎不仅保持了原有的性能，而且在使用次数基本保持持平。
实施例4
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶80份投入F160密炼机中，炼胶90s，操作时间为20s，转子转速为30转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸2份、高耐磨炭黑58份，压合时间为120s，操作时间为15s；提上顶栓压合120s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合120s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度175℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼6次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间30s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是40s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂15份，操作时间是30s，半压合80s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为小于100℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼9次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡2份，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼9次，下片，得到橡胶组合物。
由实施例4可知，本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过调整辅料用量和工艺参数，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎基本保持了原有的性能，而且在使用次数基本保持持平。
实施例5
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶88份投入F160密炼机中，炼胶88s，操作时间为20s，转子转速为30转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸1份、高耐磨炭黑62份，压合时间为122s，操作时间为15s；提上顶栓压合122s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合122s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度179℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼6次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间32s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是40s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂11份，操作时间是30s，半压合80s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为80℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼8次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡2份，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼10次，下片，得到橡胶组合物。
由实施例5可知，本发明使用氯化丁基再生胶部分替代丁基橡胶，通过调整辅料用量和工艺参数，使用最合理的加工工艺，制得了适合制作风胎的橡胶组合物，使用本发明的橡胶组合物制得的风胎不仅保持了原有的性能，而且在使用次数基本保持持平。

Claims (5)

1.一种橡胶组合物的制备方法，包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶75~90份、硬脂酸1~3份、高耐磨炭黑50~65份、硫化促进剂1~3份、硫化剂10~16份，所述硫化促进剂是氯化亚锡，所述硫化剂是2402树脂；其特征在于所述橡胶组合物的制备方法包括以下步骤：
1）一段混炼工艺：将丁基橡胶、氯化丁基再生胶投入F160密炼机中，炼胶85~95s，操作时间为20s，转子转速为28~32转/分钟；然后升起上顶栓加入硬脂酸、高耐磨炭黑，压合时间为115~125s，操作时间为15s；提上顶栓压合115~125s，操作时间5s；然后提上顶栓再压合115~125s，操作时间5s；排胶20s，排胶温度170~180℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼不少于6次后下片冷却，得到一段混炼胶；
2）二段混炼工艺：将2/3一段混炼胶投入F160密炼机中，不压合时间25~35s，操作时间20s；然后升栓，将剩下的1/3一段混炼胶投入F160密炼机中，压合时间是35~45s，操作时间为15s；然后升栓加2402树脂，操作时间是30s，半压合75~85s；然后进行排胶，排胶时间是280s，排胶温度为小于100℃；然后在辊距为8mm，且保持左右一致的开炼机上，翻炼不少于8次后下片冷却，得到二段混炼胶；
3）三段混炼工艺规程：将经过步骤2）处理后的二段混炼胶投入开炼机中，待全部胶包辊软化且表面光滑后，抽胶，加氯化亚锡粉末，氯化亚锡粉末混完前不得开刀，粉末吃净后开刀翻炼不少于8次，下片，得到橡胶组合物。
2.如权利要求1所述橡胶组合物的制备方法，其特征在于包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶80~88份、硬脂酸1~2份、高耐磨炭黑58~62份、硫化促进剂1~2份、硫化剂10~15份。
3.如权利要求1所述橡胶组合物的制备方法，其特征在于包括以下重量份的原料：丁基橡胶100份、氯化丁基再生胶86.64份、硬脂酸1.29份、高耐磨炭黑60份、硫化促进剂1.10份、硫化剂10.72份。
4.如权利要求1所述橡胶组合物的制备方法，其特征在于所述氯化丁基再生胶是使用饮水机氯化丁基胆和/或氯化丁基胶气囊再生得到的。
5.如权利要求1所述橡胶组合物的制备方法，其特征在于步骤3）中所述的开炼机在加粉三车后要空转冷却15min。
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