CN109666222A - 一种低硬度橡胶及其混炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低硬度橡胶及其混炼工艺，所述低硬度橡胶按重量份数计量所含各组分如下：三元乙丙胶100份，炭黑N550 10~35份，白炭黑10~35份，石蜡油80~120份，环烷油60~90份，氧化锌4~8份，硬脂酸1~3份，油膏5~25份，聚乙二醇1~3份，微晶蜡0.5~1.5份，硅烷偶联剂0.5~3份，采用三段混炼工艺制备。通过上述方式，本发明通过优化胶料的配方，采用三次混炼工艺逐步降低硬度，混炼的时间明显缩短，大约能比正常胶料的混炼时间缩短30‑40%左右，同时混炼胶料的炭黑分散度大为提高，能提高2‑3个等级左右，并且胶料的物性也有较好的提高，胶料均能正常出片和切片，成品合格率高。

Description

一种低硬度橡胶及其混炼工艺
技术领域
本发明涉及橡胶混炼加工技术领域，特别是涉及一种低硬度橡胶及其混炼工艺。
背景技术
橡胶工业在近几十年来得到了长足稳定地发展，在国民经济中的地位越来越重要，是国家的重要战略物资。在国防，航天，舰艇，交通，工业，农业，民用等方面都有着广泛的应用。
橡胶制品的常规硬度为40-80度邵氏硬度，低于40邵氏硬度的橡胶的混炼工艺难度较大，混炼过程中往往会出现炭黑分散不良，有炭黑粒子没有打开，有白点，胶料的物性偏差，混炼时间严重偏长，胶料门尼粘度太低，胶料黏辊不易出片，悬挂断裂等一系列工艺问题，造成成品合格率较低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种低硬度橡胶及其混炼工艺，通过优化低硬度橡胶的配方，改进混炼工艺，解决低硬度胶料不好混炼，门尼粘度太低，炭黑分散不良，物性偏差，混炼时间超长等各种问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低硬度橡胶，按重量份数计量所含各组分如下：
三元乙丙胶 100份，
炭黑N550 10~35份，
白炭黑 10~35份，
石蜡油 80~120份，
环烷油 60~90份，
氧化锌 4~8份，
硬脂酸 1~3份，
油膏 5~25份，
聚乙二醇 1~3份，
微晶蜡 0.5~1.5份，
硅烷偶联剂 0.5~3份。
在本发明一个较佳实施例中，所述低硬度橡胶按重量份数计量所含各组分如下：
三元乙丙胶 100份，
炭黑N550 15~25份，
白炭黑 15~25份，
石蜡油 90~110份，
环烷油 70~90份，
氧化锌 7份，
硬脂酸 2份，
油膏 15份，
聚乙二醇 2份，
微晶蜡 1份，
硅烷偶联剂 1份。
在本发明一个较佳实施例中，所述三元乙丙胶的门尼粘度为ML(1+4@125℃)80以上，乙烯含量为60%以上。选用高门尼高乙烯含量的三元乙丙胶，以弥补低硬度胶料门尼过低不好出片，挺性差，太粘等问题。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，一段混炼：
将100份三元乙丙胶、15~25份炭黑N550、70~90份环烷油先后加入到密炼机内，在150℃~160℃温度下混炼5~8分钟后排料到大开炼机内粗炼3~5分钟，再排料到小开炼机内精炼2~4分钟，最后出片得到一段混炼胶EP30-1；
步骤二，二段混炼：
将步骤一制得的一段混炼胶EP30-1和10~20份白炭黑、60~80份石蜡油、10份油膏混合，依照步骤一的方法，依次经密炼机混炼、大开炼机粗炼、小开炼机精炼，最后出片得到二段混炼胶EP30-2；
步骤三，三段混炼：
将步骤二制得的二段混炼胶EP30-2和5~15份白炭黑、20~40份石蜡油、7份氧化锌、2份硬脂酸、2份聚乙二醇、1份微晶蜡、1份硅烷偶联剂混合，依照步骤一的方法，依次经密炼机混炼、大开炼机粗炼、小开炼机精炼，最后出片得到低硬度橡胶EP30-3。
在本发明一个较佳实施例中，所述一段混炼胶EP30-1出片后需静置停放8小时以上，再与10~20份白炭黑、60~80份石蜡油、10份油膏混合。
在本发明一个较佳实施例中，所述二段混炼胶EP30-2出片后也需静置停放8小时以上，再与5~15份白炭黑、20~40份石蜡油、7份氧化锌、2份硬脂酸、2份聚乙二醇、1份微晶蜡、1份硅烷偶联剂混合。
在本发明一个较佳实施例中，所述密炼机采用190L变频调速下落式密炼机，混炼过程中设置所述密炼机的转速为45-55r/min。
在本发明一个较佳实施例中，所述大开炼机采用28寸双变频调速液压自动调距开炼机，混炼过程中设置所述大开炼机的转速为15-20r/min。
在本发明一个较佳实施例中，所述小开炼机采用16寸变频调速液压自动调距开炼机，混炼过程中设置所述小开炼机的转速为20-25 r/min。
本发明的有益效果是：本发明通过优化胶料的配方，采用三次混炼工艺逐步降低硬度，混炼的时间明显缩短，大约能比正常胶料的混炼时间缩短30-40%左右，同时混炼胶料的炭黑分散度大为提高，能提高2-3个等级左右，并且胶料的物性也有较好的提高，胶料均能正常出片和切片，成品合格率高。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
一种低硬度橡胶，按重量份数计量所含各组分如下：三元乙丙胶 100份，炭黑N550 10~35份，白炭黑10~35份，石蜡油80~120份，环烷油60~90份，氧化锌4~8份，硬脂酸1~3份，油膏5~25份，聚乙二醇1~3份，微晶蜡 0.5~1.5份，硅烷偶联剂 0.5~3份 。
本实施例中优选地，所述低硬度橡胶按重量份数计量所含各组分如下：三元乙丙胶100份，炭黑N550 15~25份，白炭黑15~25份，石蜡油 90~110份，环烷油 70~90份，氧化锌7份，硬脂酸2份，油膏15份，聚乙二醇 2份，微晶蜡1份，硅烷偶联剂1份 。在选用胶料上要选用高门尼高乙烯含量的三元乙丙胶，以弥补低硬度胶料门尼过低，不好出片，挺性差，太粘等问题。优选地，选用的三元乙丙胶的门尼粘度为ML(1+4@125℃)80以上，乙烯含量为60%以上。本实施例中，所述三元乙丙胶推荐使用阿郎新科（原朗盛）的K13561C、K8570，沙比克的855，中石化三井公司EP3092、EP3112PM、EP3110M，埃尼公司的TER5029，SK公司的S552、S553、S5890F、S5527F等高门尼高乙烯含量三元乙丙橡胶中的一种。
炭黑选用炭黑N550，并用一些白炭黑能更好地提高胶料的分散性和提高门尼粘度，同时需要配用一部分油膏来改善胶料的挺性和吸附一些油料，以免油料喷出和改进混炼胶的出片性能。
因配方里添加大量的软化剂油，为了避免软化剂油超过三元乙丙胶的溶解度有迁移析出的问题现象，故选用与三元乙丙胶相容性比较好的石蜡油和环烷油来并用。
所述低硬度橡胶的混炼工艺包括如下步骤：
步骤一，一段混炼：
将100份三元乙丙胶、15~25份炭黑N550、70~90份环烷油先后加入到密炼机内，在150℃~160℃温度下混炼5~8分钟后排料到大开炼机内粗炼3~5分钟，再排料到小开炼机内精炼2~4分钟，最后出片得到一段混炼胶EP30-1；
步骤二，二段混炼：
将步骤一制得的一段混炼胶EP30-1和10~20份白炭黑、60~80份石蜡油、10份油膏混合，依照步骤一的方法，依次经密炼机混炼、大开炼机粗炼、小开炼机精炼，最后出片得到二段混炼胶EP30-2；
步骤三，三段混炼：
将步骤二制得的二段混炼胶EP30-2和5~15份白炭黑、20~40份石蜡油、7份氧化锌、2份硬脂酸、2份聚乙二醇、1份微晶蜡、1份硅烷偶联剂混合，依照步骤一的方法，依次经密炼机混炼、大开炼机粗炼、小开炼机精炼，最后出片得到低硬度橡胶EP30-3。
其中，所述一段混炼胶EP30-1出片后需静置停放8小时以上，再与10~20份白炭黑、60~80份石蜡油、10份油膏混合。所述二段混炼胶EP30-2出片后也需静置停放8小时以上，再与5~15份白炭黑、20~40份石蜡油、7份氧化锌、2份硬脂酸、2份聚乙二醇、1份微晶蜡、1份硅烷偶联剂混合。
所述密炼机采用190L变频调速下落式密炼机，混炼过程中设置所述密炼机的转速为45-55r/min。
所述大开炼机采用28寸双变频调速液压自动调距开炼机，混炼过程中设置所述大开炼机的转速为15-20r/min。
所述小开炼机采用16寸变频调速液压自动调距开炼机，混炼过程中设置所述小开炼机的转速为20-25 r/min。
现将一次混炼获得的EP30与按照本发明三段混炼方法获得的EP30-3的门尼数据、物性测试数据、分散等级和分散度数据进行检测对比如下：
EP30一次混炼胶：ML1+4@100℃:6-10个门尼单位
EP30-1:一段胶：ML1+4@100℃:25—30个门尼单位
EP30-2: 二段胶：ML1+4@100℃:15—20个门尼单位
EP30-3: 三段胶：ML1+4@100℃:9—14个门尼单位
EP30一次混炼胶的分散等级：2-3级，分散度：60-70%
EP30-3:三段混炼胶的分散等级4-6级。分散度：75-85%
由此可见，用三段混炼方法所炼制的混炼胶的门尼比直接一次成型的混炼胶的门尼高出4个门尼单位左右，分散等级提高2个等级左右，分散度提高15%左右。
按照三段混炼方法获得的EP30-3对比传统一次混炼获得的EP30，产品物性
在各个方面均有所提升和改善：
一次成型的混炼胶EP30： 三段成型的混炼胶EP30-3：
硬度：31A 硬度：30A
拉伸强度：3.5MPA. 拉伸强度：5.5MPA.
扯断伸长率：987% 扯断伸长率：1056%
密度：0.97G/CM3 密度：0.96G/CM3
撕裂强度：8KN/M 撕裂强度：12KN/M
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种低硬度橡胶，其特征在于，按重量份数计量所含各组分如下：
三元乙丙胶 100份，
炭黑N550 10~35份，
白炭黑 10~35份，
石蜡油 80~120份，
环烷油 60~90份，
氧化锌 4~8份，
硬脂酸 1~3份，
油膏 5~25份，
聚乙二醇 1~3份，
微晶蜡 0.5~1.5份，
硅烷偶联剂 0.5~3份。
2.如权利要求1所述的低硬度橡胶，其特征在于，按重量份数计量所含各组分如下：
三元乙丙胶 100份，
炭黑N550 15~25份，
白炭黑 15~25份，
石蜡油 90~110份，
环烷油 70~90份，
氧化锌 7份，
硬脂酸 2份，
油膏 15份，
聚乙二醇 2份，
微晶蜡 1份，
硅烷偶联剂 1份。
3.如权利要求1或2所述的低硬度橡胶，其特征在于，所述三元乙丙胶的门尼粘度为ML(1+4@125℃)80以上，乙烯含量为60%以上。
4.一种低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，一段混炼：
将100份三元乙丙胶、15~25份炭黑N550、70~90份环烷油先后加入到密炼机内，在150℃~160℃温度下混炼5~8分钟后排料到大开炼机内粗炼3~5分钟，再排料到小开炼机内精炼2~4分钟，最后出片得到一段混炼胶EP30-1；
步骤二，二段混炼：
将步骤一制得的一段混炼胶EP30-1和10~20份白炭黑、60~80份石蜡油、10份油膏混合，依照步骤一的方法，依次经密炼机混炼、大开炼机粗炼、小开炼机精炼，最后出片得到二段混炼胶EP30-2；
步骤三，三段混炼：
将步骤二制得的二段混炼胶EP30-2和5~15份白炭黑、20~40份石蜡油、7份氧化锌、2份硬脂酸、2份聚乙二醇、1份微晶蜡、1份硅烷偶联剂混合，依照步骤一的方法，依次经密炼机混炼、大开炼机粗炼、小开炼机精炼，最后出片得到低硬度橡胶EP30-3。
5.如权利要求4所述的低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，所述一段混炼胶EP30-1出片后需静置停放8小时以上，再与10~20份白炭黑、60~80份石蜡油、10份油膏混合。
6.如权利要求4所述的低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，所述二段混炼胶EP30-2出片后也需静置停放8小时以上，再与5~15份白炭黑、20~40份石蜡油、7份氧化锌、2份硬脂酸、2份聚乙二醇、1份微晶蜡、1份硅烷偶联剂混合。
7.如权利要求4所述的低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，所述密炼机采用190L变频调速下落式密炼机，混炼过程中设置所述密炼机的转速为45-55r/min。
8.如权利要求4所述的低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，所述大开炼机采用28寸双变频调速液压自动调距开炼机，混炼过程中设置所述大开炼机的转速为15-20r/min。
9.如权利要求4所述的低硬度橡胶的混炼工艺，其特征在于，所述小开炼机采用16寸变频调速液压自动调距开炼机，混炼过程中设置所述小开炼机的转速为20-25 r/min。
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