CN109734977A

CN109734977A - 协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法

Info

Publication number: CN109734977A
Application number: CN201910045528.3A
Authority: CN
Inventors: 刘勇; 李天涯
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2019-05-10

Abstract

本发明涉及到橡胶加工与配方设计技术领域，特别是协同硫化体系在硫化氯丁橡胶中的应用。本发明配方采用协同硫化体系，能够使硫化后的氯丁橡胶具有良好的物理机械性能，同时，在很大程度上能够缩短硫化时间。

Description

协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法

技术领域

本发明涉及到橡胶配方技术领域，特别是协同硫化体系在氯丁橡胶硫化过程中的应用。

背景技术

橡胶配方技术以及橡胶加工技术在近几年具有较大的发展，为橡胶制品行业的发展做出了很大的贡献，橡胶可以分为极性和非极性橡胶，非极性橡胶例如天然胶，具有应用广泛、硫化时间短、硫化体系简单的特点。而极性橡胶，一般具有良好的物理机械性能，但是硫化过程相对复杂，硫化胶性能不佳的缺点，使其应用受到了很大的限制。

氯丁橡胶是极性橡胶的一种，自身具有较高的力学性能，氯丁橡胶的扯断强度、耐磨性相比于其他橡胶具有一定的优势；特别是特殊环境下对橡胶制品具有较高要求时，采用氯丁橡胶具有先天的优势。

氯丁橡胶分子链上有氯原子，使得氯丁橡胶分子链上双键的活性降低。以往氯丁橡胶多采用单一的硫化体系，例如采用氧化锌或者普通硫磺。采用氧化锌时能够保证氯丁橡胶比较快速的进行硫化，但氧化锌极易引起胶料出现焦烧现象，严重影响氯丁橡胶的物理机械性能。当单独采用硫磺作为氯丁橡胶的硫化体系时，由于氯丁橡胶分子链上有氯原子，不仅胶料的硫化速度缓慢，而且所得硫化胶的物理机械性能不高，从而约束了氯丁橡胶的发展。为了解决现有技术的不足，促进氯丁橡胶的快速发展，本发明采用协同硫化体系用于氯丁橡胶的硫化，不仅能够提高氯丁橡胶硫化胶的物理机械性能，而且还能改善混炼胶的门尼粘度、硫化时间等指标。

发明内容

本发明提供了一种用氧化锌和氧化镁作为氯丁橡胶主硫化体系，普通硫磺作为氯丁橡胶的辅硫化体系，主硫化体系与辅硫化体系共同作为协同硫化体系，对氯丁橡胶进行硫化的方法，其特征在于，配方为：氯丁橡胶，100；N550，60；白炭黑，5；氧化镁，2；氧化锌，4；普通硫磺，2；V700芳烃油，14；活性剂SAD，0.5；防老剂RD, 1；防老剂4010，2；促进剂DM，0.15。

协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法加工步骤为：首先按照配方进行配料；依据加工工艺对物料进行混炼；混炼后的胶料冷却到室温后在开炼机上添加氧化锌、普通硫磺以及促进剂DM；冷却后在平板硫化机上进行硫化；冷却24h后进行各项性能测试。

本发明采用协同硫化体系用于氯丁橡胶的硫化，不仅能够提高氯丁橡胶硫化胶的物理机械性能，而且还能改善混炼胶料的门尼粘度、缩短硫化时间。

附图说明

图1不同硫化体系硫化胶扯断强度的比较。

图2不同硫化体系对氯丁橡胶门尼粘度的比较。

图3不同硫化体系对氯丁橡胶300%定伸应力的比较。

具体实施方式

协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法按照以下方式进行。

1、配料

氯丁橡胶，100；N550，60；白炭黑，5；氧化镁，2；氧化锌，4；普通硫磺，2；V700芳烃油，14；活性剂SAD，0.5；防老剂RD, 1；防老剂4010，2；促进剂DM，0.15。

2、混炼胶的制备

混炼工艺为：密炼机初始温度70min；转子转速70r/min，混炼时间6min。（1）将氯丁橡胶与促进剂SAD、MgO、防老剂RD、防老剂4010依次加入密炼机中，混炼时间为1min。（2）将碳黑N550到密炼机中，混炼时间为1min。（3）将白碳黑和V700同时添加到密炼机中混炼1min。（4）此时混炼时间总计为3min，提栓10S，混炼50S（此步骤连续3次），并密切关注密炼机中的温度；胶温显示为110℃并稳定30S后排胶。

3、硫化体系的添加

混炼胶制备完成后将其冷却完成后，在开炼机上依次添加硫化促进剂DM、硫磺、氧化锌。左右割刀8次待混炼完成后，调节辊距，薄通8次；下片后冷却待用。

4、混炼胶的硫化

硫化时间根据Tc90×1.3来计算。经过无转子测试后发现，对于氯丁橡胶的硫化曲线没有平坦期，在硫化中按照60 min来实验。

5、硫化胶的性能测试

在大量实验的基础上得出最佳硫化体系的配比为：氧化锌：氧化镁：普通硫磺：硫化促进剂DM = 4：2：2：0.15，本发明与采用氧化锌、普通硫磺以及目前的性能对比如图1、图2、图3所示，从图中分别看出，采用本发明硫化体系配比硫化后的胶料在扯断强度、门尼粘度以及定伸应力上均最优。

采用协同硫化体系的氯丁橡胶制品，具有良好物理机械性能的原因在于：1、采用硫磺作为辅硫化体系能够增大硫化后的混炼胶的交联密度；2、硫化促进剂DM能够提高混炼胶的硫化速率；3、氧化镁能够改善混炼胶的抗焦烧能力。

本发明为协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法，采用本发明的方法能使氯丁橡胶达到最佳的物理机械性能，同时，在很大程度上能够缩短硫化时间。

Claims

1.协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法，其特征在于，是一种用氧化锌和氧化镁作为氯丁橡胶主硫化体系，普通硫磺作为氯丁橡胶的辅硫化体系，主硫化体系与辅硫化体系共同作为协同硫化体系，对氯丁橡胶进行硫化的方法，配方为：氯丁橡胶，100；N550，60；白炭黑，5；氧化镁，2；氧化锌，4；普通硫磺，2；V700芳烃油，14；活性剂SAD，0.5；防老剂RD, 1；防老剂4010，2；促进剂DM，0.15。

2.根据权利要求1所述的协同硫化体系硫化氯丁橡胶的方法，其特征在于，加工步骤为：首先按照配方进行配料；依据加工工艺对物料进行混炼；混炼后的胶料冷却到室温后在开炼机上添加氧化锌、普通硫磺以及促进剂DM；冷却后在平板硫化机上进行硫化；冷却24h后进行各项性能测试。