CN110951127A - 一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂及其生产工艺，涉及粘合剂技术领域，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚15‑30份，钴盐粘合剂30‑50份，白炭黑10‑15份，隔离剂3‑5份，改性剂2‑5份。该粘合剂的生产工艺包括以下步骤：1)将间苯二酚按照比例称量放入反应釜中，反应釜加热至60‑80℃，开启搅拌10min，然后加入隔离剂，边加边搅拌25min；2)将反应釜温度调至30‑40℃后，开启搅拌，将钴盐粘合剂和白炭黑按比例称量均匀加入后再搅拌10min后排料，得半成品；3)将混合后半成品加入高速搅拌机中，调整搅拌机温度为95‑100℃，然后加入改性剂高速搅拌，搅拌20min即得粘合剂成品。该改性粘合剂工艺简单，使用方便，解决了粘合机理的复杂性。

Description

一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂及其生产工艺
技术领域
本发明涉及粘合剂技术领域，具体涉及一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂及其生产工艺。
背景技术
目前橡胶与钢丝的粘合主要用钴盐粘合剂来粘合，钴盐也是目前最有效的粘合剂，但是橡胶配方各个厂家都不一样而且要求标准也不一样，这就对工程师技术水平提出了更高的要求。
钴盐用于增进橡胶与金属的粘合，已得到普遍认可并广泛应用于子午线轮胎，钢丝绳输送带和钢丝胶管等产品中。除了钴盐直接作为粘合增进剂外，也有很多公司采用了钴盐与间甲(白)树脂粘合体系并用的用法。但无论是单用还是并用，也无论哪种钴盐都必须控制胶料中的金属钴含量。这是因为从粘合的机理上讲若胶料中钴离子含量过高，不仅促进生成大量非活性硫化铜，而且会催化橡胶烃加速老化；而钴离子含量过低，锌和铜难于与硫磺生成活性硫化亚铜，以致于不能获得良好的粘合。从橡胶配方本身的性能考虑，添加少量(适量)的钴盐对粘合是有利的，但钴盐的高配比不仅对蒸汽老化后的粘合力是有害的，对热老化后胶料的强伸性能也有不利的影响。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂及其生产工艺，该改性粘合剂工艺简单，使用方便，解决了粘合机理的复杂性，对提高橡胶材料的性能以及与钢丝粘合的效果有很大提高。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚15-30份，钴盐粘合剂30-50份，白炭黑10-15份，隔离剂3-5份，改性剂2-5份。
进一步的，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚20-26份，钴盐粘合剂37-45份，白炭黑12-14份，隔离剂4-5份，改性剂3-4份。
进一步的，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚25份，钴盐粘合剂40份，白炭黑13份，隔离剂5份，改性剂4份。
进一步的，隔离剂为硬脂酸，改性剂为硅烷偶联剂。
上述用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂的生产工艺包括以下步骤：
1)将间苯二酚按照比例称量放入反应釜中，反应釜加热至60-80℃，开启搅拌10min，然后按照比例加入隔离剂，边加边搅拌25min；
2)将混合好隔离剂的间苯二酚反应釜温度调至30-40℃后，开启搅拌，将钴盐粘合剂和白炭黑按比例称量均匀加入后再搅拌10min后排料，得半成品；
3)将混合后半成品加入高速搅拌机中，调整搅拌机温度为95-100℃，然后加入改性剂高速搅拌，搅拌20min即得粘合剂成品。
进一步的，步骤1)和步骤2)中的搅拌速度均为150r/min。
进一步的，步骤3)中搅拌速度为1500-2000r/min。
使用上述改性粘合剂制备的橡胶材料，该橡胶材料原料包括以下重量份的组分：天然胶20份、丁苯胶150280份、氧化锌7份、硬脂酸0.5份、氧化镁2份、改性粘合剂2份、氯化石蜡7份、古马龙5份、炭黑N33045份、白炭黑15份、碳酸钙35份、芳烃油7份、硫磺2.6份、促进剂NOBS 1.1份、促进剂DM 0.8份。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂及其生产工艺，采用间苯二酚、白炭黑、隔离剂、改性剂与钴盐粘合剂复配改性的方法生产改性粘合剂，对提高橡胶材料的性能以及与钢丝粘合的效果有很大提高，并且其生产工艺简单，采用低温复配，使材料之间不易提前起化学反应，保证了有效成分的不挥发，制得的改性粘合剂性能更稳定。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚25份，钴盐粘合剂40份，白炭黑13份，硬脂酸5份，硅烷偶联剂4份。
该用于橡胶与钢丝粘合的粘合剂的生产工艺包括以下步骤：
1)将间苯二酚按照比例称量放入反应釜中，反应釜加热至70℃，开启搅拌10min，搅拌速度为150r/min，然后按照比例加入硬脂酸，边加边搅拌25min；
2)将混合好硬脂酸的间苯二酚反应釜温度调至30-40℃后，开启搅拌，搅拌速度为150r/min，将钴盐粘合剂和白炭黑按比例称量均匀加入后再搅拌10min后排料，得半成品；
3)将混合后半成品加入高速搅拌机中，调整搅拌机温度为98℃，然后加入硅烷偶联剂高速搅拌，搅拌速度为2000r/min，搅拌20min即得粘合剂成品。
使用该粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，该橡胶材料的原料包括以下重量份的组分：天然胶20份、丁苯胶150280份、氧化锌7份、硬脂酸0.5份、氧化镁2份、改性粘合剂2份、氯化石蜡7份、古马龙5份、炭黑N33045份、白炭黑15份、碳酸钙35份、芳烃油7份、硫磺2.6份、促进剂NOBS 1.1份、促进剂DM 0.8份。
实施例2：
一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚15份，钴盐粘合剂35份，白炭黑10份，硬脂酸5份，硅烷偶联剂3份。
该用于橡胶与钢丝粘合的粘合剂的生产工艺包括以下步骤：
1)将间苯二酚按照比例称量放入反应釜中，反应釜加热至60℃，开启搅拌10min，搅拌速度为150r/min，然后按照比例加入硬脂酸，边加边搅拌25min；
2)将混合好硬脂酸的间苯二酚反应釜温度调至40℃后，开启搅拌，搅拌速度为150r/min，将钴盐粘合剂和白炭黑按比例称量均匀加入后再搅拌10min后排料，得半成品；
3)将混合后半成品加入高速搅拌机中，调整搅拌机温度为100℃，然后加入硅烷偶联剂高速搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌20min即得粘合剂成品。
使用该粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，该橡胶材料原料的种类和用量与实施例1相同。
实施例3：
一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚20份，钴盐粘合剂37份，白炭黑14份，硬脂酸4份，硅烷偶联剂3份。
该用于橡胶与钢丝粘合的粘合剂的生产工艺包括以下步骤：
1)将间苯二酚按照比例称量放入反应釜中，反应釜加热至80℃，开启搅拌10min，搅拌速度为150r/min，然后按照比例加入硬脂酸，边加边搅拌25min；
2)将混合好硬脂酸的间苯二酚反应釜温度调至30℃后，开启搅拌，搅拌速度为150r/min，将钴盐粘合剂和白炭黑按比例称量均匀加入后再搅拌10min后排料，得半成品；
3)将混合后半成品加入高速搅拌机中，调整搅拌机温度为95-100℃，然后加入硅烷偶联剂高速搅拌，搅拌速度为1800r/min，搅拌20min即得粘合剂成品。
使用该粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，该橡胶材料原料的种类和用量与实施例1相同。
实施例4：
一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚26份，钴盐粘合剂45份，白炭黑12份，硬脂酸3份，硅烷偶联剂5份。
该用于橡胶与钢丝粘合的粘合剂的生产工艺同实施例1。
使用该粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，该橡胶材料原料的种类和用量除改性粘结剂用量不同外其余均与实施例1相同，本实施例中，改性粘结剂的用量是3份。
实施例5：
一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚30份，钴盐粘合剂50份，白炭黑15份，硬脂酸5份，硅烷偶联剂5份。
该用于橡胶与钢丝粘合的粘合剂的生产工艺同实施例1。
使用该粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，该橡胶材料原料的种类和用量除改性粘结剂用量不同外其余均与实施例1相同，本实施例中，改性粘结剂的用量是3份。
对比例1：
使用钴盐粘合剂代替实施例1中的改性粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，且钴盐粘合剂的使用量与实施例1中改性粘合剂的使用量相同，该橡胶材料其他的原料的种类和用量均与实施例1中的相同。
对比例2：
使用钴盐粘合剂代替实施例1中的改性粘合剂根据常规方法制备橡胶材料，且钴盐粘合剂的使用量与实施例4中改性粘合剂的使用量相同，该橡胶材料其他的原料的种类和用量均与实施例1中的相同。
对本发明实施例1-5及对比例1-2制备的橡胶材料与钢丝绳粘合后进行性能检测，硫化条件为10MPa、145℃、40min，其检测结果如表1所示。
表1：
Figure BDA0002324624280000061
综上，在其他条件不变的情况下，使用本发明实施例1-5生产的改性粘合剂相比使用实施例1-2中传统的钴盐粘合剂，性能有较大提升，并且本发明中改性粘合剂的用量也对最终性能效果有较大影响，本发明中改性粘合剂的用量是最佳用量。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚15-30份，钴盐粘合剂30-50份，白炭黑10-15份，隔离剂3-5份，改性剂2-5份。
2.如权利要求1所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚20-26份，钴盐粘合剂37-45份，白炭黑12-14份，隔离剂4-5份，改性剂3-4份。
3.如权利要求2所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，该粘合剂原料包括以下重量份的组分：间苯二酚25份，钴盐粘合剂40份，白炭黑13份，隔离剂5份，改性剂4份。
4.如权利要求1-3所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，所述隔离剂为硬脂酸，所述改性剂为硅烷偶联剂。
5.如权利要求1-4所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，该粘合剂的生产工艺包括以下步骤：
1)将间苯二酚按照比例称量放入反应釜中，反应釜加热至60-80℃，开启搅拌10min，然后按照比例加入隔离剂，边加边搅拌25min；
2)将混合好隔离剂的间苯二酚反应釜温度调至30-40℃后，开启搅拌，将钴盐粘合剂和白炭黑按比例称量均匀加入后再搅拌10min后排料，得半成品；
3)将混合后半成品加入高速搅拌机中，调整搅拌机温度为95-100度，然后加入改性剂高速搅拌，搅拌20min即得粘合剂成品。
6.如权利要求5所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，步骤1)和步骤2)中的搅拌速度均为150r/min。
7.如权利要求5所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂，其特征在于，步骤3)中搅拌速度为1500-2000r/min。
8.使用如权利要求1-4、6-7任一项所述的用于橡胶与钢丝粘合的改性粘合剂制备的橡胶材料，其特征在于，该橡胶材料原料包括以下重量份的组分：天然胶20份、丁苯胶150280份、氧化锌7份、硬脂酸0.5份、氧化镁2份、改性粘合剂2份、氯化石蜡7份、古马龙5份、炭黑N330 45份、白炭黑15份、碳酸钙35份、芳烃油7份、硫磺2.6份、促进剂NOBS 1.1份、促进剂DM0.8份。
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