CN106397861A - 一种用peg提高硬质炭黑在nr/sbr/br中的分散方法 - Google Patents

一种用peg提高硬质炭黑在nr/sbr/br中的分散方法 Download PDF

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Abstract

一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，涉及一种提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，本发明所用的基体橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶三元共混。所用的硫化体系为硫磺硫化体系，所用的硫化促进剂为次磺酰胺类（NOBS），所用的防老剂为胺类防老剂(RD和4010NA)，所用的补强剂为N330。本发明使用硫磺做硫化剂，所制得的橡胶材料各项性能均能达到国家标准，且加入适量PEG后，机械性能有所提高。

Description

一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法
技术领域
本发明涉及一种硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，特别是涉及一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法。
背景技术
聚乙二醇（PEG）目前被广泛应用于各行各业，在橡胶里面主要是中和填料酸性，加快硫化速度和交联密度，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性，具有优良的润滑性、分散性，在使用各种填料和色料的胶料中作为分散剂时，能减少或消除填料对硫化的影响，使各种助剂分散均匀，提高橡胶制品的物理机械性能。
炭黑作为轮胎制品中重要的补强剂，是一种密度低、粒径小、比表面积大的黑色橡胶补强填料，炭黑是颜料中最难分散的品种之一，自身粒子容易相互凝聚成团，它与其他物质，如有机大分子化合物、水和有机溶剂等的亲和力均弱于炭黑粒子之间的粘结力。故炭黑在溶剂或树脂中具有凝聚成较大颗粒的自然倾向,即使研磨至所需的细度，但存放一段时间后，仍会返粗。聚乙二醇因其特有结构（含—OH）与炭黑表面基团相互作用，阻止炭黑团聚，提高炭黑分散性，进而提高硫化胶性能。因此，对于聚乙二醇在橡胶中的应用研究具有很深远的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，本发明所用的基体橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶三元共混。所用的硫化体系为硫磺硫化体系，制得的橡胶材料各项性能均能达到国家标准，且机械性能有所提高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，所述分散方法包括以下步骤：
（1）将双棍开炼机辊距调制1~2mm，将天然橡胶垂直放入辊中，塑炼15min，再加入丁苯橡胶和顺丁橡胶进行混炼，得到均匀混炼胶；
（2）将PEG和入氧化锌，硬脂酸，防老剂和石蜡加入到混炼胶，并分散均匀，得到混炼胶；
（3）将炭黑先后分两次加入，待炭黑混匀后，得到混炼胶；
（4）将辊距调节至0.5mm，加入芳烃油，混匀后依次加入促进剂和硫化剂，吃料后打三角包10次，下片。
所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，所述的橡胶材料由以下质量份的材料组成：天然橡胶50份，丁苯橡胶40份，顺丁橡胶10份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂4010NA 0~1份，防老剂RD 0~1份，炭黑N330 50份，石蜡1.5份，芳烃油0~6份，硫化促进剂1.5份，硫化剂2.5份，聚乙二醇(PEG)0~3份。
所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，所述的橡胶材料所用的硫化体系为硫磺硫化体系。
所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，橡胶材料所用的防老剂为胺类防老剂N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）和2,2,4三甲基-1,2-二氢化喹啉（RD）的一种或两种。
所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，橡胶材料所用的硫化促进剂为次磺酰胺类N-氧二乙基撑-2-苯并噻唑（NOBS）。
所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，橡胶材料的PEG型号为PEG2000，PEG4000，PEG6000。
本发明的优点与效果是：
本发明所用的基体橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶三元共混。所用的硫化体系为硫磺硫化体系，所用的硫化促进剂为次磺酰胺类（NOBS），所用的防老剂为胺类防老剂(RD和4010NA)，所用的补强剂为N330。
本发明使用硫磺做硫化剂，所制得的橡胶材料各项性能均能达到国家标准，且加入适量PEG后，机械性能有所提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本实验所用仪器：双辊开放式炼胶机，XK-160，青岛环球机械股份有限公司。橡胶无转子硫化仪，GT-M2000-A，台湾高铁科技股份有限公司。平板硫化机，XLB-DQ400×400×2E，青岛环球机械股份有限公司。冲片机，CP-25，上海化工机械四厂。邵尔橡塑硬度计，XHS，营口市材料试验机厂。微机电子控制万能试验机，RGL-RH2000-A，台湾高铁科技股份有限公司。阿克隆磨耗试验机，GT-7012-A型，台湾高铁科技股份有限公司。
本实验所用原料：NR，SCR5，海南天然橡胶产业集团股份有限公司；SBR，1500，中国石化上海分公司；BR，9000，齐鲁石化；ZnO，工业级，大连氧化锌厂；硬脂酸，工业级，沈阳市新化试剂厂；S，工业级，任县工农化工厂；防老剂4010NA，工业级，市售；防老剂RD，工业级，市售；石蜡，工业级，市售；N330，工业级，章丘市永振炭黑设备厂；聚乙二醇，分析纯，天津市大茂化学试剂厂。
实例一：在双辊开炼机上放入50g天然橡胶（NR SCR5）进行塑炼，再加入SBR150040g、BR9000 10g进行薄通，再依次加入PEG2000 0.5g，活化剂氧化锌5g，硬脂酸1g，胺类防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）1g，石蜡 1.5g混匀，补强炭黑N33050g，芳烃油6g，硫化促进剂（NOBS）1.5g，最后加入硫磺2.5g，在开炼机上均匀混合得到混炼胶，再将其145℃平板硫化得到硫化胶，冲片后测其机械性能，见表1。
实例二：在双辊开炼机上放入50g天然橡胶（NR SCR5）进行塑炼，再加入SBR150040g、BR9000 10g进行薄通，再依次加入PEG2000 1g，活化剂氧化锌5g，硬脂酸1g，胺类防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）1g，石蜡 1.5g混匀，补强炭黑N33050g，芳烃油6g，硫化促进剂（NOBS）1.5g，最后加入硫磺2.5g，在开炼机上均匀混合得到混炼胶，再将其145℃平板硫化得到硫化胶，冲片后测其机械性能，见表1。
实例三：在双辊开炼机上放入50g天然橡胶（NR SCR5）进行塑炼，再加入SBR150040g、BR9000 10g进行薄通，再依次加入PEG2000 1.5g，活化剂氧化锌5g，硬脂酸1g，胺类防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）1g，石蜡 1.5g混匀，补强炭黑N33050g，芳烃油6g，硫化促进剂（NOBS）1.5g，最后加入硫磺2.5g，在开炼机上均匀混合得到混炼胶，再将其145℃平板硫化得到硫化胶，冲片后测其机械性能，见表1。
实例四:在双辊开炼机上放入50g天然橡胶（NR SCR5）进行塑炼，再加入SBR150040g、BR9000 10g进行薄通，再依次加入PEG2000 2g，活化剂氧化锌5g，硬脂酸1g，胺类防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）1g，石蜡 1.5g混匀，补强炭黑N33050g，芳烃油6g，硫化促进剂（NOBS）1.5g，最后加入硫磺2.5g，在开炼机上均匀混合得到混炼胶，再将其145℃平板硫化得到硫化胶，冲片后测其机械性能，见表1。
实例五：在双辊开炼机上放入50g天然橡胶（NR SCR5）进行塑炼，再加入SBR150040g、BR9000 10g进行薄通，再依次加入PEG2000 2.5g，活化剂氧化锌5g，硬脂酸1g，胺类防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）1g，石蜡 1.5g混匀，补强炭黑N33050g，芳烃油6g，硫化促进剂（NOBS）1.5g，最后加入硫磺2.5g，在开炼机上均匀混合得到混炼胶，再将其145℃平板硫化得到硫化胶，冲片后测其机械性能，见表1。
实例六：在双辊开炼机上放入50g天然橡胶（NR SCR5）进行塑炼，再加入SBR150040g、BR9000 10g进行薄通，再依次加入PEG2000 3g，活化剂氧化锌5g，硬脂酸1g，胺类防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）1g，石蜡 1.5g混匀，补强炭黑N33050g，芳烃油6g，硫化促进剂（NOBS）1.5g，最后加入硫磺2.5g，在开炼机上均匀混合得到混炼胶，再将其145℃平板硫化得到硫化胶，冲片后测其机械性能，见表1。
实例七：本实施例的组成物与实施例1基本相同，区别在于用0.5gPEG4000代替0.5gPEG2000。实验方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实例八：本实施例的组成物与实施例2基本相同，区别在于用1gPEG4000代替1gPEG2000。实验方法与实施例2相同，在此不再赘述。
实例九：本实施例的组成物与实施例3基本相同，区别在于用1.5gPEG4000代替1.5gPEG2000。实验方法与实施例3相同，在此不再赘述。
实例十：本实施例的组成物与实施例4基本相同，区别在于用2gPEG4000代替2gPEG2000。实验方法与实施例4相同，在此不再赘述。
实例十一：本实施例的组成物与实施例5基本相同，区别在于用2.5gPEG4000代替2.2gPEG2000。实验方法与实施例5相同，在此不再赘述。
实例十二：本实施例的组成物与实施例6基本相同，区别在于用3gPEG4000代替3gPEG2000。实验方法与实施例6相同，在此不再赘述。
实例十三：本实施例的组成物与实施例1基本相同，区别在于用0.5gPEG6000代替0.5gPEG2000。实验方法与实施例1相同，在此不再赘述。
实例十四：本实施例的组成物与实施例2基本相同，区别在于用1gPEG6000代替1gPEG2000。实验方法与实施例2相同，在此不再赘述。
实例十五：本实施例的组成物与实施例3基本相同，区别在于用1.5gPEG6000代替1.5gPEG2000。实验方法与实施例3相同，在此不再赘述。
实例十六：本实施例的组成物与实施例4基本相同，区别在于用2gPEG6000代替2gPEG2000。实验方法与实施例4相同，在此不再赘述。
实例十七：本实施例的组成物与实施例5基本相同，区别在于用2.5gPEG6000代替2.5gPEG2000。实验方法与实施例5相同，在此不再赘述。
实例十八：本实施例的组成物与实施例6基本相同，区别在于用3gPEG6000代替3gPEG2000。实验方法与实施例6相同，在此不再赘述。
表1
。

Claims (6)

1.一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，其特征在于，所述分散方法包括以下步骤：
（1）将双棍开炼机辊距调制1~2mm，将天然橡胶垂直放入辊中，塑炼15min，再加入丁苯橡胶和顺丁橡胶进行混炼，得到均匀混炼胶；
（2）将PEG和入氧化锌，硬脂酸，防老剂和石蜡加入到混炼胶，并分散均匀，得到混炼胶；
（3）将炭黑先后分两次加入，待炭黑混匀后，得到混炼胶；
（4）将辊距调节至0.5mm，加入芳烃油，混匀后依次加入促进剂和硫化剂，吃料后打三角包10次，下片。
2.根据权利要求1所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，其特征在于，所述的橡胶材料由以下质量份的材料组成：天然橡胶50份，丁苯橡胶40份，顺丁橡胶10份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂4010NA 0~1份，防老剂RD 0~1份，炭黑N330 50份，石蜡1.5份，芳烃油0~6份，硫化促进剂1.5份，硫化剂2.5份，聚乙二醇(PEG)0~3份。
3.根据权利要求1所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，其特征在于，所述的橡胶材料所用的硫化体系为硫磺硫化体系。
4.根据权利要求1所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，其特征在于，橡胶材料所用的防老剂为胺类防老剂N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）和2,2,4三甲基-1,2-二氢化喹啉（RD）的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，其特征在于，橡胶材料所用的硫化促进剂为次磺酰胺类N-氧二乙基撑-2-苯并噻唑（NOBS）。
6.根据权利要求1所述的一种用PEG提高硬质炭黑在NR/SBR/BR中的分散方法，其特征在于，橡胶材料的PEG型号为PEG2000，PEG4000，PEG6000。
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