CN106280736A - 一种氯磺化聚乙烯涂布胶浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氯磺化聚乙烯涂布胶浆及其制备方法，属于纺织技术领域。其在密炼机中加入氯磺化聚乙烯橡胶，再加入补强填料、马来酸酐化聚丁二烯、环氧树脂、防老剂、增塑剂混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫化促进剂、咪唑环氧固化剂、硫磺和N‑N间苯撑双马来酰亚胺混炼，得到涂布胶浆的母胶；将母胶溶解到溶剂中，得到涂布胶浆。本发明制备所得氯磺化聚乙烯涂布胶浆可以使浸胶帆布直接与输送带覆盖胶粘结，而不使用粘合胶，为输送带的制作生产带来了便捷，并在一定程度上节省了输送带的制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种氯磺化聚乙烯涂布胶浆及其制备方法，采用硫磺硫化体系的天然、丁腈、丁苯和三元乙丙等橡胶粘合，同时也能与过氧化物硫化的乙丙橡胶粘合，属于纺织技术领域。
背景技术
橡胶输送带常常采用芳纶、锦纶、聚酯帆布作为骨架材料，这些帆布常常采用RFL(RF:甲醛和间苯二酚的缩合树脂和L：丁吡胶乳配置的浸胶液)浸胶，在帆布表面形成具有橡胶特性的浸胶层。RFL浸胶的帆布虽然可以与硫磺硫化体系的天然、丁腈、丁苯、三元乙丙等粘合胶粘结，但粘合强度并不高，且不同的粘合胶的使用对输送带的生产也带来了很多不便。并且由于RFL浸胶层中含有大量的酚羟基，酚羟基会吸收自由基从而致使过氧化物硫化体系失效，因此浸胶帆布与过氧化物硫化的三元乙丙橡胶的粘合一直以来都是一个难题。在目前，发电厂、煤矿和水泥等行业对耐高温输送带的要求越来越高，过氧化物硫化体系的三元乙丙橡胶具有极佳的耐高温性能，研究解决浸胶帆布与过氧化物硫化体系的三元乙丙橡胶的粘合问题迫在眉睫。
国内的输送带采用结构的基本为覆盖胶、贴胶和帆布，覆盖胶与布层间贴胶的使用主要是为了粘结帆布与覆盖胶，一般厚度为0.8～1.5mm，虽然对比与覆盖胶来说用量较小，但在上千米的输送带中，贴胶总用量很大，如果省去贴胶的使用，将节省输送带的制作成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种氯磺化聚乙烯涂布胶浆及其制备方法。
按照本发明提供的技术方案，一种氯磺化聚乙烯涂布胶浆，按重量份计配方比例如下：氯磺化聚乙烯100份，补强填料20～80份，硫磺0.2～2份，马来酸酐化聚丁二烯5～30份，环氧树脂3～15份，咪唑环氧固化剂0.5～3份，硫化活性剂2～15份，硫化促进剂0.4～5份，N-N间苯撑双马来酰亚胺5～20份，防老剂1～5份，增塑剂5～20份，溶剂1000～2000份；
在密炼机中加入氯磺化聚乙烯，再加入补强填料、马来酸酐化聚丁二烯、环氧树脂、硫化活性剂、咪唑环氧固化剂、防老剂、增塑剂混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫化促进剂、硫磺和N-N间苯撑双马来酰亚胺混炼后停放得到二段混炼胶；将二段混炼胶溶解到溶剂中，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
所述的补强材料为白炭黑、炭黑、碳酸钙或硫酸钡中的一种或几种物质的混合物。
所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸。
所述的硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂CZ、噻唑类促进剂DM或秋兰姆类促进剂TMTD中的一种或几种物质的混合物。
所述的增塑剂为DOP、芳烃油或石蜡油中的一种或几种的混合物。
所述的溶剂为甲苯、二甲苯或二氯甲烷中的一种或几种的混合物。
所述防老剂为防老剂RD、防老剂MB、防老剂MC中的一种或几种的混合物。
所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆的制备方法，按重量份计步骤如下：
(1)一段混炼胶的制备：取100份氯磺化聚乙烯橡胶，将其投入密炼机中密炼1～2min；密炼后，打开顶栓，往密炼机中继续投入20～80份补强填料，5～30份马来酸酐化聚丁二烯，3～15份环氧树脂，2～15份硫化活化剂，1～5份防老剂，5～20份增塑剂，关上顶栓继续密炼3～5min；
待密炼机温度达到110～120℃时翻炼，翻炼后按厚度为8～12mm进行出片，得到一段混炼胶，并冷却至室温；
(2)二段混炼胶的制备：将步骤(1)冷却至室温的一段混炼胶再次投入密炼机中，再往密炼机中投入0.2～2份硫磺，0.4～5份硫化促进剂，5～20份N-N间苯撑双马来酰亚胺，0.5～3份咪唑环氧固化剂；关上顶栓密炼3～5min，待密炼机温度达到90～100℃时进行翻炼，翻炼后厚度为按8～12mm进行出片，得到二段混炼胶，并冷却至室温；
(3)配置胶浆：将步骤(2)所得二段混炼胶投入单螺杆挤出机中，挤出胶条后，切断，冷却；将胶条放在胶浆搅拌机中，放入1000～2000份溶剂，用搅拌机低速搅拌；直到胶条完全溶解，用200目的滤网过滤后，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
本发明利用橡胶涂层用胶浆中的环氧树脂，使其和帆布浸胶层中的酚醛树脂实现粘合；胶浆中的硫化体系(环氧树脂和硫磺硫化体系)则可以使得氯磺化聚乙烯自身交联，具有一定的强度；由于氯磺化聚乙烯可以采用过氧化物硫化体系，添加在胶浆中的H-H间苯撑双马来酸亚胺，在复合橡胶中过氧化物硫化体系中的自由基引发下，可以实现橡胶胶浆中氯磺化聚乙烯橡胶的交联以及其与EPDM橡胶之间的交联，马来酸酐化聚丁二烯作为一种极性的材料，可以与橡胶胶浆中的氯磺化聚乙烯实现交联，同时其主链上的双键可以和天然、丁苯、丁腈、三元乙丙等橡胶交联。
本发明的有益效果：本发明采用氯磺化聚乙烯为胶浆主体材料，其主链结构能与过氧化物硫化体系的三元乙丙橡胶共硫化而粘结，并且其亚磺酰氯键能与浸胶帆布中的丁吡胶料共交联二粘结，从而实现浸胶帆布与过氧化物硫化体系的三元乙丙橡胶粘结。
本发明还采用环氧树脂及马来酸酐化聚丁二烯等粘合剂，其能进一步的加强氯磺化聚乙烯涂布胶浆的粘结效果；氯磺化聚乙烯橡胶的自粘性及流动性较差，将其溶于溶剂中制成胶浆，可以使其能更好的浸润帆布，对粘合有很大的帮助。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
准备用于制备用于输送带用浸胶帆布涂布的胶浆配方用原料，具体包括：10千克的氯磺化聚乙烯橡胶，由300克的炭黑和2500克的白炭黑组成的补强填料共计2800克，硫磺为25克，马来酸酐化聚丁二烯为1000克，环氧树脂400克，咪唑环氧固化剂60克，由300克的纳米氧化锌与50克的硬脂酸组成的硫化活化剂共计350克，由100克的次磺酰胺类促进剂CZ和50克的噻唑类促进剂DM组成的硫化促进剂共计150克，N-N间苯撑双马来酰亚胺为600克，由100克防老剂RD与100克防老剂MB组成的防老剂共计200克，由500克DOP与500克芳烃油组成的增塑剂共计1000克，由60千克甲苯与60千克二甲苯组成的溶剂共计120千克。
(1)一段混炼胶的制备：取10千克氯磺化聚乙烯橡胶，将其投入密炼机中密炼1min。密炼后，打开顶栓，往密炼机中投入由300克的炭黑和2500克的白炭黑组成的补强填料共计2800克，马来酸酐化聚丁二烯为1000克，环氧树脂400克，由300克的纳米氧化锌与50克的硬脂酸组成的硫化活化剂共计350克，由100克防老剂RD与100防老剂MB组成的防老剂共计200克，由500克DOP与500克芳烃油组成的增塑剂共计1000克。关上顶栓继续密炼3～min，待密炼机温度达到120℃时进行翻炼，翻炼后按厚度为8mm进行出片，得到一段混炼胶，并冷却至室温。
(2)二段混炼胶的制备：将已经冷却至室温的一段混炼胶再次投入密炼机中，再往密炼机中投入硫磺为25克，由100克的次磺酰胺类促进剂CZ和50克的噻唑类促进剂DM组成的硫化促进剂共计150克，N-N间苯撑双马来酰亚胺为600克，咪唑环氧固化剂60克。关上顶栓密炼5min，待密炼机温度达到90℃时进行翻炼，翻炼后厚度为按8mm进行出片，得到二段混炼胶，并冷却至室温。
(3)配置胶浆：将二段混炼胶投入单螺杆挤出机中，挤出胶条后，切断，冷却。将胶条放在胶浆搅拌机中，放入由60千克甲苯和60千克二甲苯组成的溶剂共计120千克，用搅拌机低速搅拌。直到胶条完全溶解，用200目的滤网过滤后，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
(4)涂布：将步骤(3)得到的氯磺化聚乙烯涂布胶浆均匀的涂覆在浸胶帆布上，待溶剂挥发完，得到涂覆胶浆的浸胶帆布，将涂覆胶浆的帆布分别与硫磺硫化的EPDM胶料、过氧化物硫化的EPDM胶料、硫磺硫化的NR胶料和硫磺硫化的NBR胶料进行粘合测试，粘合性能如表1所示。
实施例2：
准备用于制备用于输送带用浸胶帆布涂布的胶浆配方用原料，具体包括：10千克的氯磺化聚乙烯橡胶，3000克的白炭黑，150克的硫磺，1800克的马来酸酐化聚丁二烯，环氧树脂1000克，咪唑环氧固化剂150克，由800克的纳米氧化锌与100克的硬脂酸组成的硫化活化剂共计900克，200克的次磺酰胺类促进剂CZ，200克的防老剂MB，1000克的N-N间苯撑双马来酰亚胺，2000克的芳烃油，120千克的甲苯。
(1)一段混炼胶的制备：取10千克氯磺化聚乙烯橡胶，将其投入密炼机中密炼2min。密炼后，打开顶栓，往密炼机中投入3000克的白炭黑，1800克的马来酸酐化聚丁二烯，环氧树脂1000克，由800克的纳米氧化锌与100克的硬脂酸组成的硫化活化剂共计900克，200克防老剂MB，2000克芳烃油。关上顶栓继续密炼3min，待密炼机温度达到110℃时进行翻炼，翻炼后按厚度为12mm进行出片，得到一段混炼胶，并冷却至室温。
(2)二段混炼胶的制备：将已经冷却至室温的一段混炼胶再次投入密炼机中，再往密炼机中投入150克硫磺，150克咪唑环氧固化剂，200克的次磺酰胺类促进剂CZ，1000克的N-N间苯撑双马来酰亚胺。关上顶栓密炼4min，待密炼机温度达到90℃～100℃时进行翻炼，翻炼后厚度为按10mm进行出片，得到二段混炼胶，并冷却至室温。
(3)配置胶浆：将二段混炼胶投入单螺杆挤出机中，挤出胶条后，切断，冷却。将胶条放在胶浆搅拌机中，放入120千克甲苯，用搅拌机低速搅拌。直到胶条完全溶解，用200目的滤网过滤后，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
(4)涂布：将步骤(3)得到的氯磺化聚乙烯涂布胶浆，均匀的涂覆在浸胶帆布上，待溶剂挥发完，得到涂覆胶浆的浸胶帆布，将涂覆胶浆的帆布分别与硫磺硫化的EPDM胶料、过氧化物硫化的EPDM胶料、硫磺硫化的NR胶料和硫磺硫化的NBR胶料进行粘合测试，粘合性能如表1所示。
实施例3
备用于制备用于输送带用浸胶帆布涂布的胶浆配方用原料，具体包括：10千克的氯磺化聚乙烯橡胶，由3000克的炭黑和2800克的白炭黑组成的填充补强剂共计5800克，100克的硫磺，2300克的马来酸酐化聚丁二烯，1300克的环氧树脂，100克的咪唑环氧固化剂，由1000克的纳米氧化锌与300克的硬脂酸组成的硫化活化剂共计1300克，200克的噻唑类促进剂DM，由200克防老剂MB和200克防老剂MC组成的防老剂共计400克，800克N-N间苯撑双马来酰亚胺，2000克DOP，150千克二氯甲烷。
(1)一段混炼胶的制备：取10千克氯磺化聚乙烯橡胶，将其投入密炼机中密炼2min。密炼后，打开顶栓，往密炼机中投入由3000克的炭黑和2800克的白炭黑组成的填充补强剂共计5800克，2300克马来酸酐化聚丁二烯，1300克环氧树脂，由1000克的纳米氧化锌与300克的硬脂酸组成的硫化活化剂共计1300克，由200克防老剂MB和200克防老剂MC组成的防老剂共计400克，2000克DOP。关上顶栓继续密炼3min，待密炼机温度达到110℃时进行翻炼，翻炼后按厚度为12mm进行出片，得到一段混炼胶，并冷却至室温。
(2)二段混炼胶的制备：将已经冷却至室温的一段混炼胶再次投入密炼机中，再往密炼机中投入100克硫磺，100克咪唑环氧固化剂，200克的噻唑类促进剂DM，800克N-N间苯撑双马来酰亚胺。关上顶栓密炼4min，待密炼机温度达到90～100℃时进行翻炼，翻炼后厚度为按10mm进行出片，得到二段混炼胶，并冷却至室温。
(3)配置胶浆：将二段混炼胶投入单螺杆挤出机中，挤出胶条后，切断，冷却。将胶条放在胶浆搅拌机中，放入150千克二氯甲烷，用搅拌机低速搅拌。直到胶条完全溶解，用200目的滤网过滤后，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
(4)涂布：将步骤(3)得到的氯磺化聚乙烯涂布胶浆，均匀的涂覆在浸胶帆布上，待溶剂挥发完，得到涂覆胶浆的浸胶帆布，将涂覆胶浆的帆布分别与硫磺硫化的EPDM胶料、过氧化物硫化的EPDM胶料、硫磺硫化的NR胶料和硫磺硫化的NBR胶料进行粘合测试，粘合性能如表1所示。
表1：本发明实施1和实施2得到的涂覆胶浆帆布的粘合性能
注：
(1)硫磺硫化EPDM胶料的配方为：EPDM4045 100；硫磺4；促进剂CZ 1；促进剂DM1.5；炭黑N220 40。
(2)过氧化物硫化EPDM胶料的配方为：EPDM4045 100；DCP 4；纳米氧化锌10；硬脂酸1；炭黑N550 40。
(3)硫磺硫化NR胶料的配方为:NR 100；硫磺3.5；促进剂CZ 1.7；促进剂DM 1；炭黑N220 45。
(4)硫磺硫化NBR胶料的配方为：NBR 100；硫磺3.5；促进剂NS 2.3；炭黑N220 40。
从表1所示，所测的实例1、实例2和实例3的氯磺化聚乙烯涂覆的浸胶帆布与各类橡胶的粘合性能均大于10N/mm，远超出标准的3.2N/mm，具有极佳的粘结效果。
Claims (8)
1.一种氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是按重量份计配方比例如下：氯磺化聚乙烯100份，补强填料20～80份，硫磺0.2～2份，马来酸酐化聚丁二烯5～30份，环氧树脂3～15份，咪唑环氧固化剂0.5～3份，硫化活性剂2～15份，硫化促进剂0.4～5份，N-N间苯撑双马来酰亚胺5～20份，防老剂1～5份，增塑剂5～20份，溶剂1000～2000份；
在密炼机中加入氯磺化聚乙烯，再加入补强填料、马来酸酐化聚丁二烯、环氧树脂、硫化活性剂、咪唑环氧固化剂、防老剂、增塑剂混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫化促进剂、硫磺和N-N间苯撑双马来酰亚胺混炼后停放得到二段混炼胶；将二段混炼胶溶解到溶剂中，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
2.如权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是：所述的补强材料为白炭黑、炭黑、碳酸钙或硫酸钡中的一种或几种物质的混合物。
3.如权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是：所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸。
4.如权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是：所述的硫化促进剂为次磺酰胺类促进剂CZ、噻唑类促进剂DM或秋兰姆类促进剂TMTD中的一种或几种物质的混合物。
5.如权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是：所述的增塑剂为DOP、芳烃油或石蜡油中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是：所述的溶剂为甲苯、二甲苯或二氯甲烷中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆，其特征是：所述防老剂为防老剂RD、防老剂MB或防老剂MC中的一种或几种的混合物。
8.权利要求1所述氯磺化聚乙烯涂布胶浆的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：
（1）一段混炼胶的制备：取100份氯磺化聚乙烯橡胶，将其投入密炼机中密炼1～2min；密炼后，打开顶栓，往密炼机中继续投入20～80份补强填料，5～30份马来酸酐化聚丁二烯，3～15份环氧树脂，2～15份硫化活化剂，1～5份防老剂，5～20份增塑剂，关上顶栓继续密炼3～5min；
待密炼机温度达到110～120℃时翻炼，翻炼后按厚度为8～12mm进行出片，得到一段混炼胶，并冷却至室温；
（2）二段混炼胶的制备：将步骤（1）冷却至室温的一段混炼胶再次投入密炼机中，再往密炼机中投入0.2～2份硫磺，0.4～5份硫化促进剂，5～20份N-N间苯撑双马来酰亚胺，0.5～3份咪唑环氧固化剂；关上顶栓密炼3～5min，待密炼机温度达到90～100℃时进行翻炼，翻炼后厚度为按8～12mm进行出片，得到二段混炼胶，并冷却至室温；
（3）配置胶浆：将步骤（2）所得二段混炼胶投入单螺杆挤出机中，挤出胶条后，切断，冷却；将胶条放在胶浆搅拌机中，放入1000～2000份溶剂，用搅拌机低速搅拌；直到胶条完全溶解，用200目的滤网过滤后，得到所述的氯磺化聚乙烯涂布胶浆。
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