CN113150413B - 一种含液体再生胶输送带覆盖胶胶料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料及其制备方法，该胶料由如下重量份的原料组成：天然橡胶30～50份、丁苯橡胶30～50份、顺丁橡胶10～30份、液体再生胶20～40份、炭黑30～50份、古马隆树脂2.0～5.0份、氧化锌3.0～5.0份、硬脂酸1.0～3.0份、防老剂3.0～8.0份、防焦剂0.1～0.3份、促进剂3.5～5.5份、硫磺1.5～4.0份，先用输送带覆盖胶料中常用的芳烃油作为软化剂制备液体再生胶，液体再生胶加入输送带覆盖胶胶料中既作为一种增塑剂，又能减少炭黑的用量，同时具有添加液体橡胶的部分功能和保留再生胶耐老化的特点，制备的覆盖胶胶料的各项指标都可以满足市场需求，节省了原料和加工成本，具有突出的经济和社会效益。

Description

一种含液体再生胶输送带覆盖胶胶料及其制备方法

技术领域

本发明属于橡胶领域。

背景技术

再生胶已成为天然胶和合成胶之后应用最为广泛的第三大橡胶种类。行业内对再生胶的使用时，重点关注的是再生胶本身的如拉伸强度、扯断伸长率和硬度等力学性能指标，如《GB/T13460-2016再生橡胶》就以一定的配方对再生胶混炼胶进行硫化测试，用力学性能对再生胶进行分级。而实际上当再生胶与生胶并用时，再生胶中的成分在混炼和硫化工程中，是要与并用配方中的各种助剂相互影响，所以此时再生胶单独测试时的指标往往意义不大。再生胶生产过程与生胶并用时的实际需求脱节，不仅导致了其只能作为一种降低成本的“掺用”胶种，再生胶厂的附加值难以提高，也导致了下游厂家如轮胎厂不愿意使用再生胶或者使用时添加量也比较低，担心大量添加引起的产品性能波动或者工艺明显变化。

现在行业内普遍认为再生胶具有以下优点：(1)具有良好的塑性，易于生胶和配合剂混合，节省工时，降低动力消耗；(2)收缩性小，能使制品有平滑的表面和准确的尺寸；(3)流动性好，易于制作模型制品；(4)耐老化性好，能改善橡胶制品的耐自然老化性能；(5)具有良好的耐热、耐油、耐酸碱性；(6)硫化速度快，耐焦烧性好。如何充分利用再生胶的优势的同时充分考虑掺用时的脱节问题，具有巨大的应用价值。

传统再生胶生产中往往使用芳烃油沥青、松焦油沥青、妥尔油沥青等作为软化剂，起到对硫化胶粉起膨胀作用，增大分子链间的距离，降低分子链间的作用力，有利于再生活化剂或其他物质进入橡胶分子网络结构，促进交联键的断裂；高沸点物质在高温再生后能保留在胶料中，起到增加黏性和塑性的作用(朱信明,辛振祥,卢灿辉.再生橡胶[M].化学工业出版社,2016)。而制备输送带覆盖胶胶料时，会使用软化剂如芳烃油作为增塑剂降低胶料的粘度，相比再生胶中使用的沥青，其分子量低，与橡胶具有更好的相容性，具有更好的渗透传热作用，但没有高沸点物质残留在胶料中，所以生产的再生胶产品性能并不高，同时价格又贵，鲜有再生胶厂家使用。充分协调好废橡胶的脱硫再生配方和覆盖胶胶料的生产配方的关系，打通上下游的使用显得尤为重要。

站在提高输送带覆盖胶胶料使用性能、节约使用企业成本、保证其连续生产的角度出发，开发新胶料就显得尤为必要。本发明涉及一种含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料及其制备方法，所制得的产品具有很好的耐热性能及粘合性能，适用于制作符合GB/T200212017标准的帆布芯耐热输送带。

发明内容

本发明提供一种含液体再生胶输送带覆盖胶胶料及其制备方法，利用的芳烃油作为软化剂制备的液体再生胶，既保留了芳烃油的增塑作用，兼具掺用传统再生胶的降低成本的优点，又能起到液体橡胶的作用。该胶料按重量份计由以下的成份组成：

其中，所述的天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的总份数为100份。

优选的的含液体再生胶的轮胎覆盖胶胶料，其特征在于液体再生胶的溶胶含量40％～60％，其制备方法如下：将废胶粉与再生剂均匀混合后，通过压实装置加入设有排气段的螺杆挤出机内，通过控制挤出机不同区段的温度在250℃～350℃，在剪切作用下反应1～4min后从螺杆挤出机挤出，滤胶后经水冷和风干后可得到液体再生胶。所述的胶粉为废胶粉为废轮胎全胎胶粉。所述的再生剂包括软化剂和活化剂：软化剂是芳烃油，活化剂为芳烃二硫化物；废胶粉与软化剂、活化剂的重量比为100:(3～10):(1～5)。

优选的防老剂4010NA为2.0～5.0份，防老剂RD为0.5～2.0份，微晶蜡为0.5～2.0份。

优选的促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD，促进剂CZ 2.0～4.0份，促进剂TMTD 1.0～2.0份；

所述的输送带覆盖胶胶料制备方法包括以下的步骤：

a)一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、液体再生胶、氧化锌、硬脂酸、古马隆树脂和防老剂，混炼30～40秒，温度至110～130℃，然后再加入炭黑，混炼50～70秒，至140～160℃排胶，双螺杆挤出机下片，冷却码垛得到一段母胶；

b)二段混炼：在密炼机中加入一段母胶，混炼2～3min，排胶温度为150-160℃，开炼机下片，冷却码垛得到二段混炼胶；

c)加硫工艺：在密炼机中加入二段混炼胶、硫磺、促进剂和防焦剂混炼60～80秒，至95～105℃开卸料门排胶，开炼机下片，冷却码垛。

制备的液体再生胶过程中，由于芳烃油与废胶粉的相容性更好，与废胶粉的渗透好，传热快使得废胶粉脱硫均匀，在剪切作用下减少了硬质颗粒和“核-壳”结构的产生；同时尽量减少氧气的氧化或其他助剂对橡胶烃的影响，使得大部分橡胶烃的三维网络结构变成短链烃类，当与生胶并用时，能够达到与芳烃油相近的增塑效果。由于芳烃油基本不与废胶粉发生化学反应，其成分基本“原样”保留在液体再生胶中，使得再生胶的组分相对简单，对输送带覆盖胶胶料的配方设计影响更小。另外，选择了再生胶中的溶胶(溶剂一般为甲苯)含量这一指标对液体再生胶进行评价，为液体再生胶在输送带覆盖胶中的应用提供了有别于传统再生胶的重要技术指标。

有别于传统的只起到增塑作用的芳烃油，液体再生胶在胶料硫化过程中参与了硫化反应，避免了经过传统脱硫过程制备的再生胶引起的大分子内结合力减弱，容易导致掺用制品屈挠龟裂大的问题。同时由于主链和交联键的大幅降解，网络结构小，废橡胶中原有的助剂在再生胶液体胶与生胶并用时，更加容易分散，有效减小了添加再生胶时由于配合剂分散不匀产生的耐撕裂差等问题。同时其富含的炭黑也减少了配方炭黑的用量。液体再生胶不仅克服了传统再生胶与生胶并用出现的问题，而且能够大幅减少炭黑和生胶的用量。同时相比传统的液体异戊橡胶等，制备液体再生胶的成本低廉得多，因此在保证输送带覆盖胶质量的前提下，大幅降低了成本，社会效益和经济效益显著。

下面通过实施例对本发明做进一步说明，但不作为对本发明的限制。所述设备均为常规生产设备。

具体实施方式

实施例1

含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，该胶料按重量份计由以下的成份组成：

液体再生胶的溶胶含量40％，软化剂为芳烃油，活化剂为B480，废轮胎全胎胶粉与芳烃油、活化剂B480的重量比为100:10:1。

液体再生胶制备方法如下：将废胶粉与再生剂均匀混合后，通过压实装置加入设有排气段的螺杆挤出机内，通过控制挤出机不同区段的温度在270℃，在剪切作用下反应3min后从螺杆挤出机挤出，滤胶后经水冷和风干后可得到液体再生胶。

上述的胶料的混炼方法，该方法包括以下的步骤：

a)一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶SMR220、丁苯橡胶1500E、顺丁橡胶BR9000、液体再生胶、古马隆树脂、湿法氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂RD和B型微晶蜡，混炼30秒，温度至120℃，然后再加炭黑N234，混炼70秒，至150℃排胶，双螺杆挤出机下片，冷却码垛得到一段母胶；

b)二段混炼：在密炼机中加入一段母胶，混炼60秒至140℃排胶，开炼机下片，冷却码垛得到二段混炼胶；

c)加硫工艺：在密炼机中加入二段混炼胶、硫磺、促进剂CZ、促进剂TMTD和防焦剂CTP混炼70秒，至100℃开卸料门排胶，开炼机下片，冷却码垛。

实施例2

含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，该胶料按重量份计由以下的成份组成：

液体再生胶的溶胶含量50％。胶粉为废轮胎全胎胶粉。软化剂为芳烃油，活化剂为B420；废轮胎全胎胶粉与芳烃油、活化剂B420的重量比为100:8:4。液体再生胶制备方法如下：

将废轮胎全胎胶粉、芳烃油和活化剂B420均匀混合后，通过压实装置加入设有排气段的螺杆挤出机内，通过控制挤出机不同区段的温度在300℃，在剪切作用下反应4min后从螺杆挤出机挤出，滤胶后经水冷和风干后可得到液体再生胶。

上述的胶料的混炼方法，该方法包括以下的步骤：

a)一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶SMR220、丁苯橡胶1500E、顺丁橡胶BR9000、液体再生胶、古马隆树脂、湿法氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂RD和B型微晶蜡，混炼30秒，温度至110℃，然后再加炭黑N234，混炼60秒，至155℃排胶，双螺杆挤出机下片，冷却码垛得到一段母胶；

b)二段混炼：在密炼机中加入一段母胶，混炼80秒至160℃排胶，开炼机下片，冷却码垛得到二段混炼胶；

c)加硫工艺：在密炼机中加入二段混炼胶、硫磺、促进剂CZ、促进剂TMTD和防焦剂CTP混炼80秒，至103℃开卸料门排胶，开炼机下片，冷却码垛。

实施例3

含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，该胶料按重量份计由以下的成份组成：

液体再生胶的溶胶含量60％。废胶粉为废轮胎全胎胶粉，软化剂为芳烃油，活化剂为B480；废轮胎全胎胶粉、芳烃油和活化剂B480重量比为100:3:4。

液体再生胶制备方法如下：

将废轮胎全胎胶粉、芳烃油和活化剂B480均匀混合后，通过压实装置加入设有排气段的螺杆挤出机内，通过控制挤出机不同区段的温度在350℃，在剪切作用下反应2min后从螺杆挤出机挤出，滤胶后经水冷和风干后可得到液体再生胶。

上述的胶料的混炼方法，该方法包括以下的步骤：

a)一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶SMR220、丁苯橡胶1500E、顺丁橡胶BR9000、液体再生胶、古马隆树脂、湿法氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂RD和微晶蜡，混炼40秒，温度至125℃，然后再加炭黑N234，混炼50秒，至145℃排胶，双螺杆挤出机下片，冷却码垛得到一段母胶；

b)二段混炼：在密炼机中加入一段母胶，混炼70秒至150℃排胶，开炼机下片，冷却码垛得到二段混炼胶；

c)加硫工艺：在密炼机中加入二段混炼胶、硫磺、促进剂CZ、促进剂TMTD和防焦剂CTP混炼65秒，至95℃开卸料门排胶，开炼机下片，冷却码垛。

对比例

含再生胶的输送带覆盖胶胶料，该胶料按重量份计由以下的成份组成：

上述的胶料的混炼方法，该方法包括以下的步骤：

a)一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶SMR220、丁苯橡胶1500E、顺丁橡胶BR9000、再生胶、芳烃油、古马隆树脂、湿法氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA、防老剂RD和微晶蜡，混炼60秒，温度至120℃，然后再加炭黑N234，混炼70秒，至150℃排胶，双螺杆挤出机下片，冷却码垛得到一段母胶；

b)二段混炼：在密炼机中加入一段母胶，混炼90秒至150℃排胶，开炼机下片，冷却码垛得到二段混炼胶；

c)加硫工艺：在密炼机中加入二段混炼胶、硫磺、促进剂CZ、促进剂TMTD和防焦剂CTP混炼70秒，至100℃开卸料门排胶，开炼机下片，冷却码垛。

上述的实施例1、实施例2、实施例3结果数据和对比例的数据如下表所示：

Claims (4)

1.一种含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，其特征是：配方比例按重量份计：

天然橡胶 30~50

丁苯橡胶 30~50

顺丁橡胶 10~30

液体再生胶 20~40

炭黑 30~50

古马隆树脂 2.0~5.0

氧化锌 3.0~5.0

硬脂酸 1.0~3.0

防老剂 3.0~8.0

防焦剂CTP 0.1~0.3

促进剂 3.5~5.5

硫磺 1.5~4.0

其中，所述的天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的总份数为100份；

液体再生胶的溶胶含量40%~60%，其制备方法如下：将废胶粉与再生剂均匀混合后，通过压实装置加入设有排气段的螺杆挤出机内，通过控制挤出机不同区段的温度在250℃～350℃，在剪切作用下反应1～4min后从螺杆挤出机挤出，滤胶后经水冷和风干后可得到液体再生胶；所述废胶粉为废轮胎全胎胶粉；所述的再生剂包括软化剂和活化剂：软化剂为环保芳烃油，活化剂为芳烃二硫化物；废胶粉与软化剂、活化剂的重量比为100:（3~10）:（1～5）。

2.根据权利要求1所述的一种含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，其特征在于：防老剂为防老剂4010NA、防老剂RD和微晶蜡，防老剂4010NA为2.0～5.0份，防老剂RD为0.5～2.0份，微晶蜡为0.5～2.0份。

3.根据权利要求1所述的一种含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，其特征在于：促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD，促进剂CZ 2.0~3.0份，促进剂TMTD 1.5~2.5份。

4.根据权利要求1所述的一种含液体再生胶的输送带覆盖胶胶料，其特征在于制备方法包括以下的步骤：

a)一段混炼：在密炼机中加入天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、液体再生胶、氧化锌、硬脂酸、古马隆树脂和防老剂，混炼 30~40秒，温度至110~130℃，然后再加炭黑，混炼50～70秒，至140~160℃排胶，双螺杆挤出机下片，冷却码垛得到一段母胶；

b)二段混炼：在密炼机中加入一段母胶，混炼2~3min，排胶温度为150-160℃，开炼机下片，冷却码垛得到二段混炼胶；

c)加硫工艺：在密炼机中加入二段混炼胶、硫磺、促进剂和防焦剂混炼60~80秒，至95~105℃开卸料门排胶，开炼机下片，冷却码垛。