CN108976522A - 2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒及其制备方法 - Google Patents

2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种2‑硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒及其制备方法，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2‑硫醇基甲基苯并咪唑68～72份，橡胶载体9～16份，硬脂酸锌1～3份，硬脂酸单甘油酯1～2份，季戊四醇硬脂酸酯2～5份，工业白油5～12份。本发明以橡胶为载体，以硬脂酸单甘油酯和硬脂酸锌为分散剂，以季戊四醇硬脂酸酯和工业白油为增塑剂，赋予MMBI在母胶粒中良好的分散性，同时可有效保留MMBI的原有活性，有效解决其粉尘污染问题；本发明制备方法通过两次预混大幅提高各原料的分散度，确保经密炼、挤出得到的母胶粒的成分均匀，使MMBI在母胶粒中分散均匀，避免其团聚或结团现象。

Description

2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶助剂及其制备技术领域，具体涉及一种2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒及其制备方法。
背景技术
2-硫醇基甲基苯并咪唑(即MMBI)的分子式为C8H8N2S，CAS号为53988-10-6，可用作天然胶、丁苯胶、顺丁胶、丁腈胶及其胶乳的防老剂。MMBI主要用作其他防老剂的协同剂，与其他防老剂的并用效果通常好于其他防老剂单独使用的效果之和。MMBI本身也是一种中等强度的非污染性防老剂，特别适用于含有超速促进剂的胶料以及不含硫磺但含有TMTD的耐热胶料。MMBI与CBS、MBT、秋兰姆类促进剂或二硫代氨基甲酸盐类促进剂并用时可起到防焦剂的作用，提高胶料的加工安全性和储存稳定性。
MMBI的外观为粉末状，其在橡胶混炼过程中存在粘辊、粉尘飞扬的问题，造成配方计量不准，并且影响其在橡胶制品中的分散性；同时，粉尘也会导致危害员工身体健康和污染环境等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑68～72份，橡胶载体9～16份，硬脂酸锌1～3份，硬脂酸单甘油酯1～2份，季戊四醇硬脂酸酯2～5份，工业白油5～12份。
作为优选，所述的橡胶载体由丁苯橡胶、EVA树脂、硬脂酸钡和环烷油组成，所述的丁苯橡胶、EVA树脂、硬脂酸钡和环烷油的重量比为(6～11)：(2～4)：1：(1～2.5)。
进一步地，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑72份，丁苯橡胶6份，EVA树脂4份，硬脂酸钡1份，环烷油2份，硬脂酸锌2份，硬脂酸单甘油酯2份，季戊四醇硬脂酸酯2份，工业白油9份。
作为优选，所述的橡胶载体由三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶和环烷油组成，所述的三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶和环烷油的重量比为(4～8)：(3～6)：(1～3)。
进一步地，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑69份，三元乙丙橡胶8份，二元乙丙橡胶5份，环烷油2份，硬脂酸锌1份，硬脂酸单甘油酯1份，季戊四醇硬脂酸酯4份，工业白油10份。
上述2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料，其中橡胶载体预先制成片状；
(2)将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物；
(3)将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入步骤(2)得到的第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，将第二预混物分四次投入密炼机中，在温度88～94℃、转速55～65rpm条件下混炼4～8分钟，得到胶料；
(4)将步骤(3)得到的胶料投入挤出机中，控制主机给定转速为110～120r/min，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为42～48℃，第二段至第七段的温度为70～75℃，最终挤制得到2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
作为优选，步骤(4)中，将步骤(3)中得到的胶料喂料至挤出机，最终经80目的滤网过滤后挤出切粒，即得到2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明以橡胶为载体，以硬脂酸单甘油酯和硬脂酸锌为分散剂提高2-硫醇基甲基苯并咪唑(即MMBI)在母胶粒中的分散性，以季戊四醇硬脂酸酯和工业白油为增塑剂起到协同提高母胶粒胶液的流动性及促分散作用，赋予MMBI在母胶粒中良好的分散性，使MMBI后续在橡胶混炼中能够分散均匀，且可缩短混炼时间，加快加料速度，提高橡胶制品的加工效率和品质；
2、本发明将MMBI制备为预分散母胶粒形式，可有效保留MMBI的原有活性，该母胶粒颜色、尺寸一致，室温下不结块，便于称量，易于配料混炼；同时可有效解决MMBI的粉尘污染问题，避免橡胶混炼中出现粉尘飞扬现象，有利于工人健康；
3、本发明母胶粒50℃的门尼粘度ML(1+4)可低至48.65，该较低的门尼粘度可确保MMBI在母胶粒中得到均匀分散；
4、本发明制备方法，在密炼前对原料进行两次预混，首先将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物，再将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，该两次预混可大幅提高各原料的分散度，确保经密炼、挤出得到的母胶粒的成分均匀，使MMBI在母胶粒中分散均匀，避免其团聚或结团现象。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑72份，丁苯橡胶6份，EVA树脂4份，硬脂酸钡1份，环烷油2份，硬脂酸锌2份，硬脂酸单甘油酯2份，季戊四醇硬脂酸酯2份，工业白油9份。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料，其中橡胶载体预先制成片状；
(2)将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物；
(3)将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入步骤(2)得到的第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，将第二预混物分四次投入密炼机中，在温度90℃、转速60rpm条件下混炼4分钟，得到胶料；
(4)将步骤(3)得到的胶料投入挤出机中，控制主机给定转速为115r/min，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为48℃，第二段至第七段的温度为70℃，最终经80目的滤网过滤后挤出切粒，即得到实施例1的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
实施例2的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑70份，丁苯橡胶9份，EVA树脂2份，硬脂酸钡1份，环烷油1份，硬脂酸锌3份，硬脂酸单甘油酯1份，季戊四醇硬脂酸酯3份，工业白油10份。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料，其中橡胶载体预先制成片状；
(2)将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物；
(3)将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入步骤(2)得到的第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，将第二预混物分四次投入密炼机中，在温度88℃、转速55rpm条件下混炼5分钟，得到胶料；
(4)将步骤(3)得到的胶料投入挤出机中，控制主机给定转速为110r/min，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为45℃，第二段至第七段的温度为75℃，最终挤制得到实施例2的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
实施例3的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑69份，三元乙丙橡胶8份，二元乙丙橡胶5份，环烷油2份，硬脂酸锌1份，硬脂酸单甘油酯1份，季戊四醇硬脂酸酯4份，工业白油10份。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料，其中橡胶载体预先制成片状；
(2)将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物；
(3)将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入步骤(2)得到的第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，将第二预混物分四次投入密炼机中，在温度92℃、转速62rpm条件下混炼8分钟，得到胶料；
(4)将步骤(3)得到的胶料投入挤出机中，控制主机给定转速为120r/min，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为40℃，第二段至第七段的温度为70℃，最终经80目的滤网过滤后挤出切粒，即得到实施例3的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
实施例4的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑68份，三元乙丙橡胶5份，二元乙丙橡胶6份，环烷油3份，硬脂酸锌3份，硬脂酸单甘油酯2份，季戊四醇硬脂酸酯2份，工业白油11份。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料，其中橡胶载体预先制成片状；
(2)将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物；
(3)将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入步骤(2)得到的第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，将第二预混物分四次投入密炼机中，在温度94℃、转速65rpm条件下混炼6分钟，得到胶料；
(4)将步骤(3)得到的胶料投入挤出机中，控制主机给定转速为112r/min，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为42℃，第二段至第七段的温度为73℃，最终挤制得到实施例4的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
以上实施例1～实施例4的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒的性能检测结果汇总如下：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
外观 灰白色颗粒 灰白色颗粒 灰白色颗粒 灰白色颗粒
总硫含量，％ 13.7 13.6 13.1 13.5
密度，g/cm3 1.15 1.16 1.14 1.15
50℃的门尼粘度ML(1+4) 48.65 49.82 51.24 52.04

Claims (7)

1.2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，其特征在于，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑68～72份，橡胶载体9～16份，硬脂酸锌1～3份，硬脂酸单甘油酯1～2份，季戊四醇硬脂酸酯2～5份，工业白油5～12份。
2.根据权利要求1所述的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，其特征在于，所述的橡胶载体由丁苯橡胶、EVA树脂、硬脂酸钡和环烷油组成，所述的丁苯橡胶、EVA树脂、硬脂酸钡和环烷油的重量比为（6～11）：（2～4）：1：（1～2.5）。
3.根据权利要求2所述的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，其特征在于，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑72份，丁苯橡胶6份，EVA树脂4份，硬脂酸钡1份，环烷油2份，硬脂酸锌2份，硬脂酸单甘油酯2份，季戊四醇硬脂酸酯2份，工业白油9份。
4.根据权利要求1所述的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，其特征在于，所述的橡胶载体由三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶和环烷油组成，所述的三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶和环烷油的重量比为（4～8）：（3～6）：（1～3）。
5.根据权利要求4所述的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒，其特征在于，按重量份数计，该母胶粒的组成为：2-硫醇基甲基苯并咪唑69份，三元乙丙橡胶8份，二元乙丙橡胶5份，环烷油2份，硬脂酸锌1份，硬脂酸单甘油酯1份，季戊四醇硬脂酸酯4份，工业白油10份。
6.权利要求1-5中任一项所述的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料，其中橡胶载体预先制成片状；
（2）将2-硫醇基甲基苯并咪唑、橡胶载体、工业白油充分混合，得到第一预混物；
（3）将硬脂酸锌、硬脂酸单甘油酯和季戊四醇硬脂酸酯混合均匀后投入步骤（2）得到的第一预混物中，充分搅拌，得到第二预混物，将第二预混物分四次投入密炼机中，在温度88～94 ℃、转速55～65 rpm条件下混炼4～8分钟，得到胶料；
（4）将步骤（3）得到的胶料投入挤出机中，控制主机给定转速为110～120 r/min，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为42～48 ℃，第二段至第七段的温度为70～75 ℃，最终挤制得到2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
7.根据权利要求6所述的2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，将步骤（3）中得到的胶料喂料至挤出机，最终经80目的滤网过滤后挤出切粒，即得到2-硫醇基甲基苯并咪唑预分散母胶粒。
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