CN106336584A - 一种膜片材料、其制备方法及用于净化污水的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种膜片材料、其制备方法及用于净化污水的用途，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：175份乙丙橡胶、20～30份中超耐磨炭黑、80～90份快压出炭黑、45～55份热裂法炭黑、50～60份环烷油、3～8份间接法氧化锌、0.5～1.5份硬脂酸、2.5～4.5份聚乙二醇、2.5～4.5份润滑剂、1.0～1.5份硫磺和3～5份促进剂，本发明采用多种不同粒径的炭黑并用、调节各组分之间的配合关系，经混炼橡胶的制备、橡胶的成型、硫化等工序，制得高物理机械性能、低膨胀的膜片材料，其硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％，可用于净化污水。

Description

一种膜片材料、其制备方法及用于净化污水的用途
技术领域
本发明属于橡胶制品技术领域，涉及一种橡胶件及其制备方法，特别涉及一种膜片材料及其制备方法。
背景技术
自从进入21世纪以来，全球尤其是中国的工业的发展越来越快，同时其导致的污染也就越来越严重，其中污水污染是其重要的方式之一，无论是对人的身体健康还是对环境都造成了恶劣的影响。因此，在倡导环保的今天，人们对工业污染的治理也就越来越重视，相应的污水处理厂及污水处理系统也就应运而生且应用越来越广泛。污水处理系统的核心部分是曝气盘，而曝气盘中起过滤和净化污水作用的是膜片，膜片的优劣直接影响污水的处理质量和效果。
由于曝气盘的工作环境恶劣，其在污水中长时间浸泡后会出现膜片硬化和收缩现象，产生较高的维修成本，影响污水处理质量的同时，也影响了经济效益。因此，提出一种使用寿命长、维护费用低、密封效果好、净水质量佳的净化污水用膜片是一个亟待解决的问题。
CN 104669723 A公开了一种橡胶膜片，由坯布和覆盖在两面的橡胶材料构成，所述橡胶材料的组分按重量份计为：丁苯橡胶30～55份、乙丙橡胶25～35份、二氧化硅5～10份和石蜡油1～3份，该橡胶在保持良好耐油性和附着力的情况下，具有较低的耐低温性能，采用该橡胶膜片在-50℃时的附着力不低于35MPa，仍然弹性良好，无硬化现象。但是，该橡胶膜片的强度和硬度等物理机械性能很差，不能满足污水处理中的膜片性能要求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种膜片材料、其制备方法及用于净化污水的用途。本发明的膜片材料具有高物理机械性能和低膨胀的特性，本发明的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种膜片材料，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：
所述乙丙橡胶的重量份为175份。
所述中超耐磨炭黑的重量份为20～30份，例如可为20份、22份、23份、25份、27份、28份、29份或30份等。
本发明中的中超耐磨炭黑的适量加入，可以提供高的物理机械性能，并保证得到的膜片材料具有较好的综合性能。
所述快压出炭黑的重量份为80～90份，例如可为80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份或90份等。
本发明中的快压出炭黑的适量加入，可以在保证加工性能的同时保持得到膜片材料产品的高物理机械性能。
所述热裂法炭黑的重量份为45～55份，例如可为45份、46份、47.5份、48份、49份、50份、50.5份、52份、53份、54份或55份等。
本发明中的热裂法炭黑的适量填充，在保证得到的膜片材料的高物理机械性能的同时，还可以降低各原料组分总量中乙丙橡胶生胶的含量，以保证制备得到的膜片材料具有低的膨胀率。
所述环烷油的重量份为50～60份，例如可为50份、51份、52份、53.5份、54份、55份、56份、57份、58份或60份等。本发明中采用环烷油作为增塑剂，其具有低挥发和低温性能优异的优点，因而，合适量的环烷油的添加可以使制备得到的膜片材料即使在恶劣的低温条件下也可正常使用。
所述间接法氧化锌的重量份为3～8份，例如可为3份、3.5份、4份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份或8份等。
所述硫磺的重量份为1.0～1.5份，例如可为1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份等。
所述促进剂的重量份为3～5份，例如可为3份、3.5份、4份、4.2份、4.4份、4.7份或5份等。
作为本发明所述膜片材料的优选技术方案，所述膜片材料的原料组分中还包括硬脂酸、聚乙二醇和润滑剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述硬脂酸的重量份为0.5～1.5份，例如可为0.5份、0.7份、0.8份、1.0份、1.2份、1.3份或1.5份等。
优选地，所述聚乙二醇的重量份为2.5～4.5份，例如可为2.5份、2.7份、2.9份、3.2份、3.5份、3.6份、3.8份、4.0份、4.3份或4.5份等。
优选地，所述润滑剂的重量份为2.5～4.5份，例如可为2.5份、2.6份、2.8份、2.9份、3.1份、3.3份、3.5份、3.7份、3.9份、4.0份、4.2份或4.4份等。
作为本发明所述膜片材料的又一优选技术方案，一种膜片材料，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：
作为本发明所述膜片材料的进一步优选技术方案，一种膜片材料，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：
优选地，所述乙丙橡胶为高门尼充油生胶，所述“高门尼充油生胶”是对100份乙丙橡胶充油75份、门尼ML(1+4)125℃69MU，合适量的充油的高门尼值乙丙橡胶的添加保证了制备得到的膜片材料具有高的物理机械性能。
优选地，所述中超耐磨炭黑的粒径为20～25nm，例如可为20nm、21nm、22nm、23nm、24nm或25nm等。
优选地，所述快压出炭黑的粒径为40～48nm，例如可为40nm、41nm、42nm、44nm、45nm、46nm或48nm等。
优选地，所述热裂法炭黑的粒径为101～200nm，例如可为101nm、105nm、110nm、112nm、116nm、120nm、125nm、130nm、140nm、145nm、150nm、155nm、160nm、170nm、175nm、180nm、190nm或200nm等。
优选地，所述间接法氧化锌的粒径为62～75μm，例如可为62μm、64μm、66μm、68μm、70μm、71μm、73μm或75μm等。
优选地，所述促进剂包括2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌或二苯胍中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明的目的之二在于提供如上所述的膜片材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按配方量将膜片材料的原料组分送入密炼机，进行密炼，得到混炼橡胶，所述混炼橡胶的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％；
(2)将步骤(1)得到的混炼橡胶在开炼机中进行开炼成型，然后将开炼成型后的橡胶放入硫化设备中，进行硫化，得到膜片材料。
优选地，所述开炼成型的温度为60～70℃，例如可为60℃、63℃、65℃、66℃、68℃或70℃等。
优选地，所述硫化的压力为170～190Kgf/cm2，例如可为170Kgf/cm2、175Kgf/cm2、180Kgf/cm2、182Kgf/cm2、184Kgf/cm2、187Kgf/cm2或190Kgf/cm2等。
优选地，所述硫化的温度为170～180℃，例如可为170℃、172℃、174℃、177℃、178℃或180℃等。
优选地，所述硫化的时间为300～480秒，例如可为300秒、310秒、320秒、325秒、335秒、350秒、360秒、370秒、380秒、390秒、400秒、415秒、425秒、435秒、450秒、460秒或480秒等。
优选地，所述方法还包括在步骤(2)硫化完成后，进行步骤(3)：对硫化得到的产品进行修边和检测。
经检测，本发明制备得到的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
本发明的目的之三在于提供如上所述的膜片材料的用途，所述膜片材料用于净化污水。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明将中超耐磨炭黑、快压出炭黑和热裂法炭黑等多种炭黑并用，调节各炭黑的粒径、加入量及与环烷油等其他原料组分的配合关系，制备得到了一种高物理机械性能、低膨胀的膜片材料，本发明的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
(2)本发明通过合适配方量的原料组分，经过混炼橡胶的制备、橡胶的成型、硫化以及后处理等工序，制备得到了一种高物理机械性能、低膨胀的可用于净化污水的膜片材料，本发明的方法工艺简单、操作容易，适合工业化应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种膜片材料，所述膜片材料包括以下原料组分：
膜片材料的制备：
(1)混炼橡胶的制备：将上述原料组分送入密炼机，通过密炼机得到混炼橡胶，然后对其硬度、强度以及伸长率进行检测，测试结果显示，硬度为52度，强度为14.3MPa，伸长率为523％；
(2)橡胶的成型及硫化：将步骤(1)得到的混炼橡胶通过开炼机在60℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为170Kgf/cm2、温度为170℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为300秒；
(3)对硫化后的产品进行修边，修边后，对产品尺寸、外观进行检验，分别进行硬度、拉伸强度、扯断伸长率、耐油性能测试，测试结果显示，本实施例得到的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
实施例2
一种膜片材料，所述膜片材料包括以下原料组分：
膜片材料的制备：
(1)混炼橡胶的制备：将上述原料组分送入密炼机，通过密炼机得到合成混炼橡胶，然后对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤，测试结果显示，硬度为55度，强度为14.5MPa，伸长率为516％；
(2)橡胶的成型及硫化：将步骤(1)得到的混炼橡胶通过开炼机在60℃进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为175℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为390秒；
(3)对硫化后的产品进行修边，修边后，对产品尺寸、外观进行检验，分别进行硬度、拉伸强度、扯断伸长率、耐油性能测试，测试结果显示，本实施例得到的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
实施例3
一种膜片材料，所述膜片材料包括以下原料组分：
膜片材料的制备：
(1)混炼橡胶的制备：将上述原料组分送入密炼机，通过密炼机得到混炼橡胶，然后对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤，测试结果显示，硬度为57度，强度为15.1MPa，伸长率为512％；
(2)橡胶的成型及硫化：将步骤(1)得到的混炼橡胶通过开炼机在60℃进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为175℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为480秒；
(3)对硫化后的产品进行修边，修边后，对产品尺寸、外观进行检验，分别进行硬度、拉伸强度、扯断伸长率、耐油性能测试，测试结果显示，本实施例得到的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
实施例4
一种膜片材料，所述膜片材料包括以下原料组分：
膜片材料的制备：
(1)混炼橡胶的制备：将上述原料组分送入密炼机，通过密炼机得到混炼橡胶，然后对其硬度、强度以及伸长率进行检测，测试结果显示，硬度为54度，强度为14.4MPa，伸长率为514％；
(2)橡胶的成型及硫化：将步骤(1)得到的混炼橡胶通过开炼机在68℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为175℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为425秒；
(3)对硫化后的产品进行修边，修边后，对产品尺寸、外观进行检验，分别进行硬度、拉伸强度、扯断伸长率、耐油性能测试，测试结果显示，本实施例得到的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
实践证明，本发明的膜片材料具有高物理机械性能和低膨胀的特性，本发明的膜片材料的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％、耐油膨胀低于5％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种膜片材料，其特征在于，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：
2.根据权利要求1所述的膜片材料，其特征在于，所述膜片材料的原料组分中还包括硬脂酸、聚乙二醇和润滑剂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述硬脂酸的重量份为0.5～1.5份；
优选地，所述聚乙二醇的重量份为2.5～4.5份；
优选地，所述润滑剂的重量份为2.5～4.5份。
3.根据权利要求1或2所述的膜片材料，其特征在于，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：
4.根据权利要求1-3任一项所述的膜片材料，其特征在于，所述膜片材料以重量份计包括以下原料组分：
5.根据权利要求1-4任一项所述的膜片材料，其特征在于，所述乙丙橡胶为高门尼充油生胶。
6.根据权利要求1-3任一项所述的膜片材料，其特征在于，所述中超耐磨炭黑的粒径为20～25nm；
优选地，所述快压出炭黑的粒径为40～48nm；
优选地，所述热裂法炭黑的粒径为101～200nm；
优选地，所述间接法氧化锌的粒径为62～75μm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的膜片材料，其特征在于，所述促进剂包括2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌或二苯胍中的任意一种或至少两种的混合物。
8.如权利要求1-7任一项所述的膜片材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按配方量将膜片材料的原料组分送入密炼机，进行密炼，得到混炼橡胶，所述混炼橡胶的硬度为55±5度，强度≥14MPa，伸长率≥500％；
(2)将步骤(1)得到的混炼橡胶在开炼机中进行开炼成型，然后将开炼成型后的橡胶放入硫化设备中，进行硫化，得到膜片材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述开炼成型的温度为60～70℃；
优选地，所述硫化的压力为170～190Kgf/cm2；
优选地，所述硫化的温度为170～180℃；
优选地，所述硫化的时间为300～480秒；
优选地，所述方法还包括在步骤(2)硫化完成后，进行步骤(3)：对硫化得到的产品进行修边和检测。
10.如权利要求1-7任一项所述的膜片材料的用途，其特征在于，所述膜片材料用于净化污水。
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