CN111187479A - 丙烯酸酯橡胶包封套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种丙烯酸酯橡胶包封套及其制备方法，属于包封套技术领域。本发明所述的丙烯酸酯橡胶包封套，包括以下质量份数的原料：AR81 50‑100份；AR82 0‑70份；硬脂酸0.5‑2份；防焦剂0.5‑2份；防老剂2‑5份；加工助剂2‑3份；脱模剂2‑3份；均匀剂2‑3份；填充剂30‑90份；偶联剂0.5‑3份；硫磺0.1‑0.5份；硬脂酸钾0.1‑1.2份；硬脂酸钠2‑5份。本发明所述的丙烯酸酯橡胶包封套，具有极好的耐热氧老化性能、优异的力学性能，使用寿命更长；本发明同时提供了一种简单便捷的制备方法。

Description

丙烯酸酯橡胶包封套及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸酯橡胶包封套及其制备方法，属于包封套技术领域。
背景技术
包封套是预硫化翻胎法所用的特制环形胶套，又称为翻胎胶护套。包封套将已粘贴好预硫化胎面胶的轮胎全部包封起来，用真空泵抽掉套内空气，使包封套紧紧包覆轮胎，然后送入硫化罐内以蒸汽加压硫化，包封套用橡胶材料制成，具有耐热、耐屈挠和密封等特点。
现有技术一般是用丁基橡胶来制备包封套。青岛国人科技股份有限公司公开了一种专利1320517A，轮胎预硫化翻新用包封套及其制备工艺，其采用丁基橡胶及多种助剂，制备了包封套。上述使用硫磺硫化体系的丁基橡胶制备的包封套耐高温性能不如ACM橡胶，因包封套需要包覆轮胎反复在硫化罐中硫化，丁基橡胶长期在高温下反复使用后会发生老化和性能衰减，伸长率急剧缩短，导致容易破损，使用寿命不如ACM橡胶基材的包封套；丁基橡胶老化后呈现的状态是软化，长时间使用后永久变形增大，产品变形、形态松弛不能将需翻新的轮胎紧密包覆，密封效果变差，影响翻新胎质量。
国内生产的该类产品使用寿命大约100次，美国罗宾公司生产同类包封套使用寿命大约200次，仍然无法满足日益增长的市场化需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯橡胶包封套，其具有极好的耐热氧老化性能、优异的力学性能，使用寿命更长；本发明同时提供了一种简单便捷的制备方法。
本发明所述的丙烯酸酯橡胶包封套，包括以下质量份数的原料：
AR81 50-100份；AR82 0-70份；硬脂酸0.5-2份；防焦剂0.5-2份；防老剂2-5份；加工助剂2-3份；脱模剂2-3份；均匀剂2-3份；填充剂30-90份；偶联剂0.5-3份；硫磺0.1-0.5份；硬脂酸钾0.1-1.2份；硬脂酸钠2-5份。
所述AR81平均分子量为80-120万；生胶门尼粘度为ML1+4(100℃)50。优选为山东海益橡胶科技有限公司产品。
所述AR82平均分子量为80-120万；生胶门尼粘度为ML1+4(100℃)42。优选为山东海益橡胶科技有限公司产品。
优选的，防焦剂为PVI。
优选的，防老剂为445。
优选的，加工助剂为加工分散剂，优选为WB222。
优选的，脱模剂为935P。
优选的，均匀剂为Struktol 40MSF。
优选的，填充剂为炭黑和白炭黑。炭黑优选为20-50份，优选为N774，为美国卡博特公司产品；白炭黑优选为10-40份，优选为Zeosil175GR，为法国罗地亚公司产品。
优选的，偶联剂为KH550。
配方中还包括增塑剂，其用量为≤10份。增塑剂优选为RS107。
所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)待电机电流稳定、上顶栓均匀浮动、温度达到130℃排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通5次、再下片，再通过冷却输送带强风冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通5遍，最后出片通过冷却输送带冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
本发明采用AR81和AR82丙烯酸酯橡胶材料，通过调整填充剂使得该材料具有极好的伸长率和较高的强度(因ACM橡胶无自补强性，自身强度伸长率差，通过炭黑和白炭黑的补强后使得ACM橡胶具有极好的伸长率和较好的强度)，通过调整硫化体系使得该材料具有极佳的加工安全性和耐热性。
包封套在使用时需要抽真空、紧密的贴合包覆轮胎，使用过程中需反复高温加热和反复拉伸，市场上现有包封套在反复高温加热后性能衰减较大，反复拉伸后变形量过大、包封套不能紧密的贴合包覆轮胎、且容易出现破裂报废，从而影响使用寿命。本发明利用丙烯酸酯橡胶耐热性优异、可长期承受150℃高温老化的优点，经翻台工厂的反复实际使用验证：利用丙烯酸酯橡胶生产的包封套在反复高温加热和反复拉伸时还能保持良好的弹性和不易变形，使用寿命更长，超过250次。
本发明将现有的丁基橡胶更换为丙烯酸酯橡胶，在设计配方时，考虑了产品使用工况，主要是丙烯酸酯橡胶耐温等级比丁基橡胶高，耐温等级高、性能衰减更慢、从而保证使用寿命；本发明除了利用丙烯酸酯橡胶，还从整体上综合设计配方体系，分析了使用ACM橡胶制作包封套的可能性，通过理论研究后再进行配方设计、实验，此配方在最初试验时经过多次反复的调试、使用了多种不同的材料，经过多轮验证，最终达到预期目标，使用寿命超过进口产品。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)所述的配方体系设计科学合理，翻新轮胎的硫化温度范围在ACM橡胶的耐温范围内，性能变化小，长期反复使用后强度和伸长率保持较好，高温下弹性极好、反复的拉伸后能快速的恢复；
(2)本发明制得的丙烯酸酯橡胶包封套力学性能优异，耐老化，拉伸强度大于9.0MPa，扯断伸长率大于500％，使用寿命超过250次；
(3)所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，简单便捷，利于实现工业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例中所用原料均为质量份数。
所用AR81平均分子量为80-120万；生胶门尼粘度为ML1+4(100℃)50。为山东海益橡胶科技有限公司产品。
所用AR82平均分子量为80-120万；生胶门尼粘度为ML1+4(100℃)42。为山东海益橡胶科技有限公司产品。
实施例1
Figure BDA0002362088580000031
Figure BDA0002362088580000041
所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)待电机电流稳定、上顶栓均匀浮动、温度达到130℃排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通5次、再下片，再通过冷却输送带强风冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通5遍，最后出片通过冷却输送带冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
对制得的丙烯酸酯橡胶包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度55°；
拉伸强度9.8MPa；
伸长率553％；
撕裂强度27kN/m；
制成包封套产品寿命测试：277次。
实施例2
Figure BDA0002362088580000042
Figure BDA0002362088580000051
所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)待电机电流稳定、上顶栓均匀浮动、温度达到130℃排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通5次、再下片，再通过冷却输送带强风冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通5遍，最后出片通过冷却输送带冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
对制得的丙烯酸酯橡胶包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度52°；
拉伸强度9.3MPa；
伸长率569％；
撕裂强度26kN/m；
制成包封套产品寿命测试：289次。
实施例3
Figure BDA0002362088580000061
所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)待电机电流稳定、上顶栓均匀浮动、温度达到130℃排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通5次、再下片，再通过冷却输送带强风冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通5遍，最后出片通过冷却输送带冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
对制得的丙烯酸酯橡胶包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度50°；
拉伸强度9.2MPa；
伸长率537％；
撕裂强度22kN/m；
制成包封套产品寿命测试：260次。
实施例4
序号 组分 用量/份
1 AR81 80
2 AR82 20
3 硬脂酸 1
4 防焦剂PVI 0.5
5 防老剂445 2
6 加工助剂WB222 2
7 脱模剂935P 2
8 均匀剂Struktol 40MSF 3
9 炭黑N774 50
10 白炭黑Zeosil175GR 15
11 增塑剂RS107 5
12 偶联剂KH550 0.5
13 硫磺 0.3
14 硬脂酸钾 0.4
15 硬脂酸钠 4
所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)待电机电流稳定、上顶栓均匀浮动、温度达到130℃排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通5次、再下片，再通过冷却输送带强风冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通5遍，最后出片通过冷却输送带冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
对制得的丙烯酸酯橡胶包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度53°；
拉伸强度9.5MPa；
伸长率545％；
撕裂强度21kN/m；
制成包封套产品寿命测试：270次。
实施例5
序号 组分 用量/份
1 AR81 70
2 AR82 30
3 硬脂酸 1
4 防焦剂PVI 0.5
5 防老剂445 2
6 加工助剂WB222 2
7 脱模剂935P 2
8 均匀剂Struktol 40MSF 3
9 炭黑N774 50
10 白炭黑Zeosil175GR 15
11 增塑剂RS107 3
12 偶联剂KH550 1
13 硫磺 0.4
14 硬脂酸钾 1.0
15 硬脂酸钠 3
所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)待电机电流稳定、上顶栓均匀浮动、温度达到130℃排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通5次、再下片，再通过冷却输送带强风冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通5遍，最后出片通过冷却输送带冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
对制得的丙烯酸酯橡胶包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度51°；
拉伸强度9.4MPa；
伸长率583％；
撕裂强度25kN/m；
制成包封套产品寿命测试：278次。
对比例1
其他组分与实施例1中的相同，不同之处在于：
不使用AR81和AR82，使用现有技术中常用的丁基橡胶。
制备方法与实施例1相同。
对制得的包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度51°；
拉伸强度8.8MPa；
伸长率487％；
撕裂强度23kN/m；
制成包封套产品寿命测试：116次。
对比例2
其他组分与实施例1中的相同，不同之处在于：
使用现有技术中常用的非补强类的填充剂，陶土。
制备方法与实施例1相同。
对制得的包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度47°；
拉伸强度6.2MPa；
伸长率346％；
撕裂强度13kN/m；
制成包封套产品寿命测试：42次。
对比例3
其他组分与实施例1中的相同，不同之处在于：
使用的硫化体系为：TCY0.8份，BZ1.8份。
制备方法与实施例1相同。
对制得的包封套，参照国家标准进行相关性能测试，结果如下：
硬度52°；
拉伸强度9.1MPa；
伸长率498％；
撕裂强度22kN/m；
制成包封套产品寿命测试：223次。

Claims (10)

1.一种丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：包括以下质量份数的原料：
AR81 50-100份；AR82 0-70份；硬脂酸0.5-2份；防焦剂0.5-2份；防老剂2-5份；加工助剂2-3份；脱模剂2-3份；均匀剂2-3份；填充剂30-90份；偶联剂0.5-3份；硫磺0.1-0.5份；硬脂酸钾0.1-1.2份；硬脂酸钠2-5份。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：AR81平均分子量为80-120万；生胶门尼粘度为ML1+4(100℃)50。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：AR82平均分子量为80-120万；生胶门尼粘度为ML1+4(100℃)42。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：防焦剂为PVI。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：防老剂为445。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：加工助剂为加工分散剂。
7.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：均匀剂为Struktol40MSF。
8.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：填充剂为炭黑和白炭黑。
9.根据权利要求1所述的丙烯酸酯橡胶包封套，其特征在于：配方中还包括增塑剂，其用量为≤10份。
10.一种权利要求1-9任一所述的丙烯酸酯橡胶包封套的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯原胶AR81和AR82先投入密炼机设备中加压破胶塑炼，再依次加入硬脂酸、防焦剂、防老剂、加工助剂、脱模剂、均匀剂、填充剂，增塑剂、偶联剂进行混炼；
(2)排胶，通过过滤机滤胶，上开炼机进行博通、再下片，冷却，待混炼胶完全冷却后收集，停放24h即为一段混炼胶；
(3)将已冷却停放的一段混炼胶通过密炼机设备加入硫化剂硫磺、硬脂酸钾、硬脂酸钠混合均匀后排胶，通过输送机传送到开炼机上返炼、低温博通，最后出片、冷却、停放待用；
(4)使用橡胶专用模压成型机成型，模具温度达到工艺设定值时，在模具下模模腔中摆放一圈丙烯酸酯混炼胶、放入模具模芯后在模芯上表面再摆放一圈丙烯酸酯混炼胶后，模具通过模压成型机轨道进入合模加压硫化，待到达工艺规定的时间后，出模，取出产品，即得所述的丙烯酸酯橡胶包封套。
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