CN113201175A - 一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法，包括精细丁腈胶粉，聚氯乙烯和配合剂。其制备方法如下：将精细丁腈胶粉与聚氯乙烯在捏合机中分散均匀，在160+5℃下塑化为质地均匀的合炼塑胶。在合炼塑胶中加入配合剂，于160‑170℃下在双螺杆挤出机借助高温和强烈的机械剪切应力动态硫化，得到NBR RP/PVC TPE并模压成片后进行性能检测：采用熔融共混工艺既能获得有塑化加工性能又兼具弹性体性能的NBR RP/PVC TPE。与丁腈橡胶相比，该技术采用的精细丁腈胶粉与PVC粉末更易分散均匀，在熔融共混工艺过程中不易粘螺杆，环保无污染，还可降低原材料成本60%。
Description
技术领域
本发明涉及一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法，属于材料制造领域。
背景技术
目前胶粉基热塑性弹性体（RPTPE）生产中存在以下共性问题：力学性能差；性能稳定性较差；价格昂贵；高粘着性导致加工困难；缺乏适合热塑性弹性体简单高效连续稳定加工的设备；环保性能不适于制作高档产品。
因此，市场上流通的热塑性弹性体价格昂贵，且性能不能达到很多下游用户的使用要求。
发明内容
为了降低热塑性弹性体的成本，促进其推广应用，本技术于160-170℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂借助高温和强烈的机械剪切应力动态交联，得到NBR RP /PVCTPE。它是用胶粉与热塑性树脂研发制备的，其具有塑料的加工特性和成本低廉的优点，胶粉一般占总质量的50%-70%，所用胶粉由废旧丁腈橡胶制品制得，精细丁腈胶粉比丁腈橡胶与PVC粉料更容易分散均匀，新型NBR RP/PP TPE性能有了很大提升；这为解决废橡胶的“黑色"污染问题提供了新的途径，胶粉直接用来制备热塑性弹性体还避免了制备再生胶时出现的严重污染问题。
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法，各原料及其质量份数为：
聚氯乙烯...................................... 30-40
丁腈胶粉.......................................60-70
再生活化剂510.............................. 2.5
增塑剂DOP....................................12-16
有机锡类复合稳定剂............3.0-5.0
硫化剂S8.............................................................1.6-2.4
促进剂TT.......................................1.6-2.4
氧化锌..............................................4.0-6.0
硬脂酸...............................................3.0
防老剂2246......................................1.0
石蜡...................................................1.0
所述有机锡类复合稳定剂的制备方法为：将熔融的羊毛酸逐渐加入到体积浓度80%-85%的乙醇溶液中，其中，羊毛酸和乙醇的质量比为100:50；在50-100℃下搅拌皂化反应为1-4h得皂化反应液；
然后在40-70℃下加入羊毛酸乙醇皂化反应液、硫醇甲基锡和水，三者用量的体积比为1:1:10，然后顺次加入氯化钙和七水硫酸锌，其中，硫醇甲基锡、氯化钙和七水硫酸锌三者的质量比为1:1:1，反应1-4h后产物经抽虑、醇洗、水洗、烘干和研碎后得到有机锡类复合稳定剂；
该热塑性弹性体的制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）选用80-120目的丁腈胶粉，利用再生活化剂510进行活化后，再与粉末状的聚氯乙烯在捏合机中分散均匀，在160+5℃下，将其塑化为质地均匀的合炼塑胶；
步骤2）在合炼塑胶中加入增塑剂DOP、有机锡类复合稳定剂、硫化剂S8、促进剂TT、氧化锌、硬脂酸、防老剂2246、石蜡，于160-170℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂借助高温和强烈的机械剪切应力动态交联，得到NBR RP /PVC TPE，并模压成片；
步骤3）性能检测
作为本发明所述的一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法的优选方案：所述DOP增塑剂的用量为PVC用量24-30%。
本发明优异效果是：
1、采用80-120目精细丁腈胶粉60-70质量份。采用粉末状PVC30-40质量份，可降低原材料成本60%。
2、制备出NBR RP /PVC TPE的拉伸强度在15-21 MPa、扯断伸长率在300-566 %、撕裂强度在50-90kN/m、邵氏硬度在45-70、耐臭氧老化拉伸强度降低2-5%。
3、于160-170℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂利用高温和强烈的机械剪切应力动态交联，得到NBR RP /PVC TPE并模压成片。采用精细丁腈胶粉与PVC粉末更易分散均匀，在熔融共混过程中不易粘螺杆，环保无污染。
4、DOP用量为PVC用量24-30%。自制了防止PVC高温降解的环保型有机锡类复合稳定剂，加强了劳动保护，防止生产者和使用者铅中毒。设计了丁腈胶粉动态硫化体系当氧化锌用量为4-6%、促进剂TT为1.6-2.4%时等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
各种原料及其质量份数为：
粉末SG-2聚氯乙烯………………30
丁腈胶粉(120目).............................70
510再生活化剂................................2.5
增塑剂DOP.......................................12
有机锡类复合稳定剂................4.0
硫化剂S8 ...................................... 1.6
促进剂TT...........................................1.6
氧化锌………………………………5.0
硬脂酸...............................................3.0
防老剂2246......................................1.0
石蜡...................................................1.0
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先将上述120目21.0 kg的丁腈胶粉与9.0 kg粉末SG-2聚氯乙烯（PVC）在捏合机中分散均匀，在160+5℃下将该粉体塑化为质地均匀的合炼塑胶。
步骤2）有机锡类复合稳定剂的制备。将熔融的羊毛酸逐渐加入到乙醇体积浓度80%-85%的乙醇-水混合液中（羊毛酸：乙醇的质量比=100:50），在50-100℃下搅拌皂化反应为1-4h得皂化反应液，然后在40-70℃下加入羊毛酸乙醇皂化反应液、硫醇甲基锡和水，三者用量的体积比为1:1:10，然后顺次加入氯化钙和七水硫酸锌（质量比1:1），硫醇甲基锡：氯化钙：七水硫酸锌质量比为1:1:1，反应1-4h后产物经抽虑、醇洗、水洗、烘干和研碎后得到有机锡类复合稳定剂。
步骤3）在合炼塑胶中加入系列配合剂: 510再生活化剂0.75kg、增塑剂DOP3.6kg、有机锡类复合稳定剂1.2 kg、硫化剂S8 0.48kg、促进剂TT 0.48kg、
氧化锌1.5kg、硬脂酸0.9kg、防老剂2246 0.3kg、石蜡0.3kg，于170℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂借助高温和强烈的机械剪切应力反应型交联，得到NBR RP /PVC TPE并模压成片。
步骤4)性能检测。然后根据GB/T1702-1997进行性能检测，拉伸强度在20.57 MPa、扯断伸长率在536.54 %、撕裂强度在75.92 kN/m、邵氏硬度在62、耐臭氧老化拉伸强度降低2.71%。
实施例2
各种原料及其质量份数为：
粉末SG-2聚氯乙烯………………40
丁腈胶粉(100目).............................60
510再生活化剂................................2.5
增塑剂DOP.......................................16
有机锡类复合稳定剂................5.0
硫化剂S8 ..................................... 2.4
促进剂TT...........................................2.4
氧化锌………………………………5.0
硬脂酸...............................................3.0
防老剂2246......................................1.0
石蜡...................................................1.0
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先将上述100目18.0 kg的丁腈胶粉与12.0 kg粉末SG-2聚氯乙烯（PVC）在捏合机中分散均匀，在160+5℃下将该粉体塑化为质地均匀的合炼塑胶。
步骤2）有机锡类复合稳定剂的制备。将熔融的羊毛酸逐渐加入到乙醇体积浓度80%-85%的乙醇-水混合液中（羊毛酸：乙醇的质量比=100:50），在50-100℃下搅拌皂化反应为1-4h得皂化反应液，然后在40-70℃下加入羊毛酸乙醇皂化反应液、硫醇甲基锡和水，三者用量的体积比为1:1:10，然后顺次加入氯化钙和七水硫酸锌（质量比1:1），使硫醇甲基锡：氯化钙：七水硫酸锌质量比为1:1:1，反应1-4h后产物经抽虑、醇洗、水洗、烘干和研碎后得到有机锡类复合稳定剂。
步骤3）在合炼塑胶中加入系列配合剂: 510再生活化剂0.75kg、增塑剂DOP4.8kg、有机锡类复合稳定剂1.50 kg、硫化剂S8 0.72kg、促进剂TT 0.72kg、
氧化锌1.5kg、硬脂酸0.9kg、防老剂2246 0.3kg、石蜡0.3kg，于170℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂借助高温和强烈的机械剪切应力反应型交联，得到NBR RP /PVC TPE并模压成片。
步骤4)性能检测。然后根据GB/T1702-1997进行性能检测，拉伸强度在19.00 MPa、扯断伸长率在318.00 %、撕裂强度在51.71 kN/m、邵氏硬度在70、耐臭氧老化拉伸强度降低3.22%。
实施例3
各种原料及其质量份数为：
粉末SG-2聚氯乙烯………………40
丁腈胶粉(80目)...............................60
510再生活化剂................................2.5
增塑剂DOP.......................................16
有机锡类复合稳定剂................5.0
硫化剂S8. ...................................... 1.8
促进剂TT...........................................1.8
氧化锌………………………………5.0
硬脂酸...............................................3.0
防老剂2246......................................1.0
石蜡...................................................1.0
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先将上述80目18.0 kg的丁腈胶粉与12.0 kg粉末SG-2聚氯乙烯（PVC）在捏合机中分散均匀，在160+5℃下将该粉体塑化为质地均匀的合炼塑胶。
步骤2）有机锡类复合稳定剂的制备。将熔融的羊毛酸逐渐加入到乙醇体积浓度80%-85%的乙醇-水混合液中（羊毛酸：乙醇的质量比=100:50），在50-100℃下搅拌皂化反应为1-4h得到皂化反应液，然后在40-70℃下加入羊毛酸乙醇皂化反应液、硫醇甲基锡和水，三者用量的体积比为1:1:10，然后顺次加入氯化钙和七水硫酸锌（质量比1:1），使硫醇甲基锡：氯化钙：七水硫酸锌质量比为1:1:1，反应1-4h后产物经抽虑、醇洗、水洗、烘干和研碎后得到有机锡类复合稳定剂。
步骤3）在合炼塑胶中加入系列配合剂: 510再生活化剂0.75kg、增塑剂DOP4.8kg、有机锡类复合稳定剂1.50 kg、硫化剂S8 0.54kg、促进剂TT 0.54kg、
氧化锌1.5kg、硬脂酸0.9kg、防老剂2246 0.3kg、石蜡0.3kg，于165℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂借助高温和强烈的机械剪切应力反应型交联，得到NBR RP /PVC TPE并模压成片。
步骤3)性能检测。然后根据GB/T1702-1997进行性能检测，拉伸强度在17.14 MPa、扯断伸长率在460.61 %、撕裂强度在49.99 kN/m、邵氏硬度在68、耐臭氧老化拉伸强度降低3.89%。
Claims (2)
1.一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：各原料及其质量份数为：
聚氯乙烯...................................... 30-40
丁腈胶粉.......................................60-70
再生活化剂510.............................. 2.5
增塑剂DOP....................................12-16
有机锡类复合稳定剂...................3.0-5.0
硫化剂S8 ........................................ 1.6-2.4
促进剂TT.......................................1.6-2.4
氧化锌..............................................4.0-6.0
硬脂酸...............................................3.0
防老剂2246......................................1.0
石蜡...................................................1.0
所述有机锡类复合稳定剂的制备方法为：将熔融的羊毛酸逐渐加入到体积浓度80%-85%的乙醇溶液中，其中，羊毛酸和乙醇的质量比为100:50；在50-100℃下搅拌皂化反应为1-4h得皂化反应液；
然后在40-70℃下加入羊毛酸乙醇皂化反应液、硫醇甲基锡和水，三者用量的体积比为1:1:10，然后顺次加入氯化钙和七水硫酸锌，其中，硫醇甲基锡、氯化钙和七水硫酸锌三者的质量比为1:1:1，反应1-4h后产物经抽虑、醇洗、水洗、烘干和研碎后得到有机锡类复合稳定剂；
该热塑性弹性体的制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）选用80-120目的丁腈胶粉，利用再生活化剂510进行活化后，再与粉末状的聚氯乙烯在捏合机中分散均匀，在160+5℃下，将其塑化为质地均匀的合炼塑胶；
步骤2）在合炼塑胶中加入增塑剂DOP、有机锡类复合稳定剂、硫化剂S8、促进剂TT、氧化锌、硬脂酸、防老剂2246、石蜡，于160-170℃下在双螺杆挤出机中胶粉在与塑料树脂借助高温和强烈的机械剪切应力动态交联，得到NBR RP /PVC TPE，并模压成片；
步骤3）性能检测。
2.根据权利要求1所述的一种高填充精细丁腈胶粉/聚氯乙烯热塑性弹性体的制备方法，其特征在于：所述DOP增塑剂的用量为PVC用量24-30%。
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|---|---|---|---|---|
| CN113549255A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-26 | 徐州工业职业技术学院 | 一种耐老化丁腈胶粉基pvc热塑性弹性体的制备方法及其在汽车配件中的应用 |
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