CN112812434A - 一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其生产方法包括如下步骤:准备材料、熔融塑炼、预混制备、混炼和挤出硫化:无卤磷系阻燃剂在280度高温下在物体中能长期保留95%以上的含量,无卤磷系阻燃剂主要以氮系、磷系化合物和金属氢氧化物为主,燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体,增加TPV材料的阻燃性的同时,也比较环保;在低温交联剂GC‑920的作用下氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯橡胶发生原位交联,使两相分散均匀,同时聚合过程中会出现多种利于两相分散的长乙烯或者长丙烯序列的乙丙共聚物,这些共聚物能够发挥相容作用,促进混合工作的进行,使得各组分组合的更加紧密。
Description
技术领域
本发明涉及环保橡胶的生产领域,具体涉及一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺。
背景技术
TPV热塑性弹性体,是EPDM和PP通过双螺杆挤出机共混与动态硫化生产的一种热塑性弹性体;因为其优异的耐老化性能和良好的介电性能,广泛应用于轨道车辆所需的电线电缆行业;随着电线电缆行业的发展,以及环保要求的提高,其对低烟无卤阻燃料的需求越来越多;而传统的TPV由EPDM和PP组成,均为碳氢聚合物,不具有阻燃性。
现用弹性体类阻燃料多为SEBS基材阻燃线缆料,SEBS基材的弹性体料耐热性能差,耐老化性能差,很难满足电缆的日常使用要求;同时有些线缆使用含溴阻燃剂,对环境和人体健康危害较大;本发明基于此而提出。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其生产方法包括如下步骤:准备材料、熔融塑炼、预混制备、混炼和挤出硫化:
步骤A.准备材料:氯化聚乙烯橡胶20份、丙烯橡胶8份、聚合二烯烃橡胶15份、聚丙烯22份、马来酸酐接枝9份、低温交联剂GC-920,5份、无卤磷系阻燃剂3份、石蜡油6份、膨胀阻燃剂IFR10份;
步骤B.熔融塑炼:将氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝按配方在电子天平上称重,随之加入到高温混合锅中进行加热,同时加入抗氧化剂和润滑剂等助剂,搅拌混合两个小时之后,加入到长径比为48/1的双螺杆挤出机中造粒生成预混物a;
步骤C.预混制备:将预混物a和称量好的低温交联剂GC-9205份、无卤磷系阻燃剂和膨胀阻燃剂IFR加入到高温混合锅中进行加热,同时通过混合锅内部的搅拌对其内部的物料进行混合工作,搅拌50分钟之后,形成物料b;
步骤D.混炼:将物料b加入到长径比为56/1的双螺杆挤出机中,通过柱塞泵加入石蜡油,调节硬度,挤出造粒,生产出产品c;
步骤E.挤出硫化:将粒状的产品c进行热塑成型,并在190-260℃的条件下进行挤出硫化得到TPV环保橡胶材料。
优选的,所述步骤A中低温交联剂GC-920的含固量%80-85,且低温交联剂GC-920的粘度(cps)<3000,无卤磷系阻燃剂的白度%>88%、溴含量%≥82%,温交联剂GC-920的交联度为80-95%。
优选的,所述步骤B中高温混合锅内部的温度为180-230℃,且高温混合锅内部的搅拌装置的搅拌速度为50r/min,抗氧化剂和润滑剂的质量为1:1.3,双螺杆挤出机的转速为200r/min。
优选的,所述步骤C中高温混合锅内部的温度为170-240℃,且高温混合锅内部的搅拌装置的搅拌速度为82r/min。
优选的,所述步骤D中石蜡油的40℃运动粘度为15.0,且石蜡油的粘度指数为90.0,同时石蜡油的倾点为-25,双螺杆挤出机的物料b直径为12mm,物料b的邵氏硬度为50。
由以上的技术方案可知,本发明的有益效果是:
1、无卤磷系阻燃剂在280度高温下在物体中能长期保留95%以上的含量,无卤磷系阻燃剂主要以氮系、磷系化合物和金属氢氧化物为主,燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体,不会产生具有强烈气味的物质,增加TPV材料的阻燃性的同时,也比较环保;
2、在低温交联剂GC-920的作用下氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯橡胶发生原位交联,使两相分散均匀,同时聚合过程中会出现多种利于两相分散的长乙烯或者长丙烯序列的乙丙共聚物,这些共聚物能够发挥相容作用,促进混合工作的进行,使得各组分组合的更加紧密;
3.在不采用动态硫化过程而仅是将热塑性硫化橡胶组合物中的各组分引入普通挤出机中共混挤出就能够得到TPV材料;本发明提供的环保橡胶生产工艺大大简化了热塑性硫化橡胶的制备工艺,具有显著的节能环保的优点。
附图说明
图1为一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺的工艺流程框图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整,未说明的实施条件通常为常规实验条件。
实施例
一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其生产方法包括如下步骤:准备材料、熔融塑炼、预混制备、混炼和挤出硫化:
步骤A.准备材料:氯化聚乙烯橡胶20份、丙烯橡胶8份、聚合二烯烃橡胶15份、聚丙烯22份、马来酸酐接枝9份、低温交联剂GC-920,5份、无卤磷系阻燃剂3份、石蜡油6份、膨胀阻燃剂IFR10份;
步骤B.熔融塑炼:将氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝按配方在电子天平上称重,随之加入到高温混合锅中进行加热,同时加入抗氧化剂和润滑剂等助剂,搅拌混合两个小时之后,加入到长径比为48/1的双螺杆挤出机中造粒生成预混物a;
步骤C.预混制备:将预混物a和称量好的低温交联剂GC-9205份、无卤磷系阻燃剂和膨胀阻燃剂IFR加入到高温混合锅中进行加热,同时通过混合锅内部的搅拌对其内部的物料进行混合工作,搅拌50分钟之后,形成物料b;
步骤D.混炼:将物料b加入到长径比为56/1的双螺杆挤出机中,通过柱塞泵加入石蜡油,调节硬度,挤出造粒,生产出产品c;
步骤E.挤出硫化:将粒状的产品c进行热塑成型,并在190-260℃的条件下进行挤出硫化得到TPV环保橡胶材料。
作为进一步的技术方案是,所述步骤A中低温交联剂GC-920的含固量%80-85,且低温交联剂GC-920的粘度(cps)<3000,无卤磷系阻燃剂的白度%>88%、溴含量%≥82%,温交联剂GC-920的交联度为80-95%。
作为进一步的技术方案是,所述步骤B中高温混合锅内部的温度为180-230℃,且高温混合锅内部的搅拌装置的搅拌速度为50r/min,抗氧化剂和润滑剂的质量为1:1.3,双螺杆挤出机的转速为200r/min。
作为进一步的技术方案是,所述步骤C中高温混合锅内部的温度为170-240℃,且高温混合锅内部的搅拌装置的搅拌速度为82r/min。
作为进一步的技术方案是,步骤D中石蜡油的40℃运动粘度为15.0,且石蜡油的粘度指数为90.0,同时石蜡油的倾点为-25,双螺杆挤出机的物料b直径为12mm,物料b的邵氏硬度为50。
将称量好的氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝投入到高温混合锅中进行搅拌混合之后等到预混物a;同时将低温交联剂GC-920、无卤磷系阻燃剂、膨胀阻燃剂IFR以及预混物a加入到高温混合锅中进行二次混合得到物料b,随之将物料b投入到双螺杆挤出机中,并加入石蜡油,挤出之后为产品c,最后将产品c进行高温硫化之后形成TPV环保橡胶材料,在上述制备工艺中加入了无卤磷系阻燃剂,无卤阻燃剂取代传统的卤系阻燃剂,稳定性更高,阻燃效果更好,燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体,更加的环保。
无卤磷系阻燃剂在280度高温下在物体中能长期保留95%以上的含量,无卤磷系阻燃剂主要以氮系、磷系化合物和金属氢氧化物为主,也包括氮磷膨胀体系,石墨膨胀体系,这类体系的化合物,燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体,增加TPV材料的阻燃性的同时,也比较环保。
本发明在低温交联剂GC-920的作用下氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯橡胶发生原位交联,使两相分散均匀,同时聚合过程中会出现多种利于两相分散的长乙烯或者长丙烯序列的乙丙共聚物,这些共聚物能够发挥相容作用,而在对比例中需要单独加相容剂才能达到该相容效果。
本发明提供的环保橡胶生产工艺能够在不采用动态硫化过程而仅是将热塑性硫化橡胶组合物中的各组分引入普通挤出机中共混挤出就能够得到TPV材料;本发明提供的环保橡胶生产工艺大大简化了热塑性硫化橡胶的制备工艺,具有显著的节能环保的优点。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不限于上述举例,本技术领域的普通技术人员,在本发明的实质范围内,作出的变化、改变、添加或替换,都应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其生产方法包括如下步骤:准备材料、熔融塑炼、预混制备、混炼和挤出硫化,其特征在于:
步骤A.准备材料:氯化聚乙烯橡胶20份、丙烯橡胶8份、聚合二烯烃橡胶15份、聚丙烯22份、马来酸酐接枝9份、低温交联剂GC-920,5份、无卤磷系阻燃剂3份、石蜡油6份、膨胀阻燃剂IFR10份;
步骤B.熔融塑炼:将氯化聚乙烯橡胶、丙烯橡胶、聚合二烯烃橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝按配方在电子天平上称重,随之加入到高温混合锅中进行加热,同时加入抗氧化剂和润滑剂等助剂,搅拌混合两个小时之后,加入到长径比为48/1的双螺杆挤出机中造粒生成预混物a;
步骤C.预混制备:将预混物a和称量好的低温交联剂GC-9205份、无卤磷系阻燃剂和膨胀阻燃剂IFR加入到高温混合锅中进行加热,同时通过混合锅内部的搅拌对其内部的物料进行混合工作,搅拌50分钟之后,形成物料b;
步骤D.混炼:将物料b加入到长径比为56/1的双螺杆挤出机中,通过柱塞泵加入石蜡油,调节硬度,挤出造粒,生产出产品c;
步骤E.挤出硫化:将粒状的产品c进行热塑成型,并在190-260℃的条件下进行挤出硫化得到TPV环保橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其特征在于,所述步骤A中低温交联剂GC-920的含固量%80-85,且低温交联剂GC-920的粘度(cps)<3000,无卤磷系阻燃剂的白度%>88%、溴含量%≥82%,温交联剂GC-920的交联度为80-95%。
3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其特征在于,所述步骤B中高温混合锅内部的温度为180-230℃,且高温混合锅内部的搅拌装置的搅拌速度为50r/min,抗氧化剂和润滑剂的质量为1:1.3,双螺杆挤出机的转速为200r/min。
4.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其特征在于,所述步骤C中高温混合锅内部的温度为170-240℃,且高温混合锅内部的搅拌装置的搅拌速度为82r/min。
5.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用高性能新型环保橡胶生产工艺,其特征在于,所述步骤D中石蜡油的40℃运动粘度为15.0,且石蜡油的粘度指数为90.0,同时石蜡油的倾点为-25,双螺杆挤出机的物料b直径为12mm,物料b的邵氏硬度为50。
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