CN114350041A - 一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料及其制备方法，包括丁苯橡胶10‑15份、混合料B 80‑100份、硫化剂硫磺粉4‑6份、硫化助剂DM3‑4份、发泡剂AC4000 4‑7份、氧化锌6‑9份、高岭土45‑60份、环烷烃油15‑20份、所述混合料B包括预混胶料A 80‑120份、炭黑10‑20份；所述预混胶料A包括丁苯橡胶80‑120份、丁苯橡胶回收料80‑120份，所述预混胶料A中的丁苯橡胶、丁苯橡胶回收料重量份相同。本申请的发泡材料与未加丁苯橡胶回收料发泡材料物性更接近、成本更低，解决了丁苯橡胶回收料胶相容性差的难点，保持丁苯橡胶发泡材料较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性，防震/缓冲性、保温防寒及低温性能、隔音性，所生产制品无毒、无味、无污染。

Description

一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，尤其涉及一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料及其制备方法。

背景技术

随着国内生产技术的成熟，丁苯橡胶被应用于各行各业，其具有较好的弹性、耐磨性、耐龟裂性和抗湿滑性，但其拉伸、撕裂强度不高，耐化学品耐候性、耐寒性不佳。同时，丁苯橡胶具有很好的回弹性、伸长率、拉伸强度、撕裂强度，但随着国际社会对全球资源开采和利用上的需求增大的情况下，纷纷提出了回收资源利用的呼声，也制定了相应的全球回收标准GRS4.0标准和全球回收标准RCS2.0标准，约束橡塑制品生产企业减少地球生态资源石油衍生物的使用量，提高废弃物的利用率，改善资源的重复利用。随着需求增长价格在逐年攀升，轻量化和降低成本是主流发展趋势。丁苯橡胶属于橡胶材料，而丁苯橡胶回收料是已硫化定型的热固性弹性体，对于发泡材料来说加工相融合后的分散性差是个较大难点，如何在工艺上改进以提高分散性好、低成本、综合物性好从而拓宽应用范围有待取得突破。

发明内容

本申请通过提供一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料及其制备方法，解决了现有技术中在制备以丁苯橡胶为主体的发泡材料时，由于使用了丁苯橡胶回收料导致发泡材料的性能不符合使用要求的技术问题，实现了将丁苯橡胶回收料应用于发泡材料的制备中，同时得到性能优异的发泡材料。

本申请提供了一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料，包括

丁苯橡胶 10-15份

混合料B 80-100份

硫化剂硫磺粉 4-6份

硫化助剂DM 3-4份

发泡剂AC4000 4-7份

氧化锌 6-9份

高岭土 45-60份

环烷烃油 15-20份；

所述混合料B包括预混胶料A 80-120份、炭黑 10-20份；

所述预混胶料A包括丁苯橡胶80-120份、丁苯橡胶回收料80-120份，所述预混胶料A中的丁苯橡胶、丁苯橡胶回收料重量份相同。

进一步地，所述预混胶料A的制备方法为：将丁苯橡胶、丁苯橡胶回收料投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，重锤全部下压，反应一段时间，翻料，上升重锤，反复下压重锤捏炼，得到混合料，再将混合料投入开炼机中反应，得到预混胶料A。

进一步地，所述混合料B的制备方法为:将炭黑、预混胶料A投入密炼机，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，重锤全部下压，反应一段时间，翻料，上升重锤，反复下压重锤捏炼，得到混合料，再将混合料投入开炼机中反应，得到混合料B。

一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（一）：将高岭土、氧化锌、环烷烃油投入密炼室，搅拌一段时间后，再投入混合料B、丁苯橡胶到密炼机中，加压，上升重锤，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤，上升重锤，反复下压重锤捏炼步骤；观察密炼室料温直至95-105℃投入硫化剂硫磺粉、硫化助剂DM、发泡剂，加压重锤，上升重锤，重锤上升，反复的下压重锤捏炼步骤，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充冷却水降温，倒料，得到混炼料；

步骤（二）：将步骤（一）的混炼料投入开炼机中，开炼机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，过薄，分割，静置48小时，得到混合料C；

步骤（三）：将步骤（二）的混合料投入压延机，压延机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，压延，静置冷却，得到混炼料；

步骤（四）：将步骤（三）的混炼料投入开炼机，温度控制在60-80℃，得到预热料；

步骤（五）：将步骤（四）得到的预热料投入挤出机挤出成型，裁切，静置冷却，得到料片；

步骤（六）： 将步骤（五）得到的料片装入一次硫化机模内发泡,即得一次硫化发泡材料；

步骤（七）：将步骤（六）得到的一次硫化发泡材料装入发泡机模内发泡，得到二次发泡材料；

步骤（八）:将步骤（七）得到的二次发泡材料放室温冷却，收缩后即得。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请的丁苯橡胶回收料中含有丁苯橡胶、天然橡胶、填料、软化油、硫化、发泡助剂，EVA、PE，由于丁苯橡胶回收料掺杂有其他杂质（如EVA、PE），因此通过制备预混胶A、预混胶B的方式进一步改善丁苯橡胶主料和丁苯橡胶回收料的均匀混合，以此提高体系的分散性。

2、PE、EVA等是热塑性弹性体，而丁苯橡胶是热固性弹性体，本申请通过对丁苯橡胶回收料进行预处理，在预混阶段利用高温解决各种热塑性弹性体EVA等原料的熔点不同的差异，同时解决一部分填料及时进入不同熔点下原料分子链中有预留一部分填料，改性了原料提前能够与丁苯橡胶彻底混合，后段加入硫化剂和发泡剂时密炼温度没有预混时的高，密炼时长也相对较短，不至于在密炼阶段提前硫化、发泡。既保证了相容性和分散性，又避免在密炼混合阶段的焦烧和硫化发泡，从而保证在挤出后的硫化发泡阶段有一个正常的焦烧期、交联成型、发泡核均匀，孔径大小和发泡倍率均匀一致。

3、本申请的丁苯橡胶回收料的磨粉细度≤0.074mm，可以增加磨粉颗粒比表面积增大，在橡胶分子中填充数量增多，空隙增多增密，提高了丁苯橡胶的回弹性，从而在总主胶体由丁苯橡胶回收料约10-20%的替代下，仍旧能保持较好的产品较低的压缩变形率。由于丁苯橡胶为主材质的回收磨粉已经是硫化和发泡后的热固性弹性体颗粒，即体系中的主胶体量减少，相对应的硫化剂、硫化助剂、发泡剂的量可适量减少至无丁苯橡胶回收料主胶的约10-20%。但是由于丁苯橡胶回收料具有发泡材料的保温隔热特性，故发泡助剂、导热助剂氧化锌的量需适当增加无丁苯橡胶回收料主胶的约10-20%。

4、丁苯橡胶回收料可以代替主胶使用，减少主胶的使用量，同时丁苯橡胶回收料中存在少许已硫化成型的热塑性弹性体（EVA、PE），其可以对反应体系起到补强的作用，但是已硫化成型的热塑性弹性体遇到环烷烃油时会容易打滑，造成体系分散不均的，因此，本申请对丁苯橡胶回收料进行预处理以此来改善其分散性。

5、丁苯橡胶回收料的使用可以降低生产成本，同时可以起到轻量化的改善，丁苯橡胶回收料的密度极轻，通常在100kg/m³，而丁苯橡胶通常在900-930kg/m³的密度，替代约10-20%的丁苯橡胶，整体材质将从180kg/m³减轻到160kg/m³以下。

6、本申请的发泡材料与未加丁苯橡胶回收料发泡材料物性更接近、成本更低，经密炼混炼开炼尤其特别增加了丁苯橡胶回收料与丁苯橡胶预混胶A；A胶与丁苯橡胶的到预混胶B;从而将预混胶B与粉料和硫化、发泡剂融合得到混合胶C并挤出成型、一次、二次发泡形成含有约10-20%丁苯橡胶回收料的发泡材料，解决了丁苯橡胶回收料胶相容性差的难点，保持丁苯橡胶发泡材料较好弹性和耐磨性、耐龟裂性、抗湿滑性，防震/缓冲性、保温防寒及低温性能、隔音性，所生产制品无毒、无味、无污染。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，先将100份的丁苯橡胶回收料、100份的丁苯橡胶投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，使丁苯橡胶与丁苯橡胶回收料粗混，不至于回收粉溢出密炼室，300秒后，密炼重锤全部下压，加压至7公斤，计时300秒，上升重锤20秒，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤150秒，上升重锤20秒，反复6次（150秒/每次）的下压重锤捏炼步骤；捏炼22分钟，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充10℃冷却水降温，观察密炼室料温直至135℃后倒料；

步骤二 18吋自动翻料开炼机开炼 将步骤一密炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，胶料温度降至85℃，按照配方重量份飘动堆叠分割、静置48小时，得到预混胶料A；

步骤三 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，将15份炭黑、100份预混胶料A投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，使粉料与预混胶料A粗混，不至于粉料溢出密炼室，300秒后，密炼重锤全部下压，加压至7公斤，计时300秒，上升重锤20秒，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤150秒，上升重锤20秒，反复6次（150秒/每次）的下压重锤捏炼步骤；捏炼22分钟，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充10℃冷却水降温，观察密炼室料温直至135℃后倒料；

步骤四 18吋自动翻料开炼机开炼 将步骤三完成的料投入开炼机台，开炼机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，过薄3遍，胶料温度降至85℃，按照配方重量份飘动堆叠分割、静置48小时，得到混合料B。

步骤五 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼 按重量份配比，将50份高岭土、7.4份氧化锌、14.8份的环烷烃油到密炼室，不下压重锤，叶轴搅拌2分钟后，投入85.1份混合料B和13份丁苯橡胶到密炼机中，加压至7公斤，计时300秒，上升重锤20秒，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤150秒，上升重锤20秒，反复4次（150秒/每次）的下压重锤捏炼步骤；观察密炼室料温直至105℃投入5.6份硫化剂硫磺粉、3.7份硫化助剂DM、5.6份发泡剂加压重锤，100秒后上升重锤，重锤上升停留15秒，反复3次（100秒/每次）的下压重锤捏炼步骤，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充10℃冷却水降温，观察密炼室料温直至115℃倒料。

步骤六 18吋自动翻料开炼机开炼 将步骤五的混炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，过薄3遍，胶料温度降至75℃，经四辊压延按照配方重量份飘动堆叠分割、静置48小时，得到混合料C。

步骤七 16吋四辊压延机压延静置 将步骤六的混合料C再次投入16吋四辊压延机，压延机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，进行1mm厚度压延，静置冷却24小时；

第二阶段挤出工艺：

步骤八 18吋自动翻料开炼机6mm厚度开炼 将步骤七的混炼胶投入开炼机中，温度控制在75℃，开炼600秒，使各组份原料进一步混合并预升温；

步骤九 250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，螺杆温控80℃,挤出机模头型腔出口温控90℃；将步骤八的预热料投入挤出机挤出成型并裁切成符合模具尺寸和入模重量的胶片，静置冷却4小时。

第三阶段：硫化发泡成型阶段：

步骤十 模内闭孔发泡 对步骤九静置后的料片进行再精确称重，装入相应的1300吨油压一次硫化机模内发泡，145℃*35分钟卸压即得一次硫化发泡材料并修边；

步骤十一 模内闭孔发泡 将发泡体装入相应的300吨发泡机模内发泡，发泡温度在160℃*45分钟，卸压即得二次发泡材料；

步骤十二 定型 将发泡体在室温下自然冷却12—15天，待产品充分冷却收缩后入库或加工成型。

实施例2

一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

第一阶段密炼预混工艺：

步骤一 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，先将100份的丁苯橡胶回收料、100份的丁苯橡胶投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，使丁苯橡胶与丁苯橡胶回收料粗混，不至于回收粉溢出密炼室，300秒后，密炼重锤全部下压，加压至7公斤，计时300秒，上升重锤20秒，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤150秒，上升重锤20秒，反复6次（150秒/每次）的下压重锤捏炼步骤；捏炼22分钟，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充10℃冷却水降温，观察密炼室料温直至135℃后倒料；

步骤二 18吋自动翻料开炼机开炼 将步骤一密炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，胶料温度降至85℃，按照配方重量份飘动堆叠分割、静置48小时，得到预混胶料A；

步骤三 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼：按重量份配比，将16份炭黑、100份预混胶料A投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，使粉料与预混胶料A粗混，不至于粉料溢出密炼室，300秒后，密炼重锤全部下压，加压至7公斤，计时300秒，上升重锤20秒，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤150秒，上升重锤20秒，反复6次（150秒/每次）的下压重锤捏炼步骤；捏炼22分钟，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充10℃冷却水降温，观察密炼室料温直至135℃后倒料；

步骤四 18吋自动翻料开炼机开炼 将步骤三完成的料投入开炼机台，开炼机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，过薄3遍，胶料温度降至85℃，按照配方重量份飘动堆叠分割、静置48小时，得到混合料B；

步骤五 75L菱形叶轴W型重锤密炼机混炼 按重量份配比，将60份高岭土、9份氧化锌、18份的环烷烃油到密炼室，不下压重锤，叶轴搅拌2分钟后，投入90份混合料B和15份丁苯橡胶到密炼机中，加压至7公斤，计时300秒，上升重锤20秒，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤150秒，上升重锤20秒，反复4次（150秒/每次）的下压重锤捏炼步骤；观察密炼室料温直至110℃投入6份硫化剂硫磺粉、4份硫化助剂DM、6份发泡剂加压重锤，100秒后上升重锤，重锤上升停留15秒，反复3次（100秒/每次）的下压重锤捏炼步骤，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充10℃冷却水降温，观察密炼室料温直至118℃倒料；

步骤六 18吋自动翻料开炼机开炼 将步骤五的混炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，过薄3遍，胶料温度降至72℃，经四辊压延按照配方重量份飘动堆叠分割、静置48小时，得到混合料C；

步骤七 16吋四辊压延机压延静置 将步骤六的混合料C再次投入16吋四辊压延机，压延机辊筒持续通10℃水温的冷却水，控制1mm辊筒厚度，进行1mm厚度压延，静置冷却24小时；

第二阶段挤出工艺：

步骤八 18吋自动翻料开炼机6mm厚度开炼 将步骤七的混炼胶投入开炼机中，温度控制在70℃，开炼600秒，使各组份原料进一步混合并预升温；

步骤九 250直径长径比1：8热喂料单螺杆挤出机以每分钟2-3米的速度挤出，螺杆温控75℃,挤出机模头型腔出口温控85℃；将步骤八的预热料投入挤出机挤出成型并裁切成符合模具尺寸和入模重量的胶片，静置冷却4小时；

第三阶段：硫化发泡成型阶段：

步骤十 模内闭孔发泡 对步骤九静置后的料片进行再精确称重，装入相应的1300吨油压一次硫化机模内发泡，138℃*40分钟卸压即得一次硫化发泡材料并修边；

步骤十一 模内闭孔发泡 将发泡体装入相应的300吨发泡机模内发泡，发泡温度在165℃*40分钟，卸压即得二次发泡材料。

步骤十二 定型 将发泡体在室温下自然冷却12—15天，待产品充分冷却收缩后入库或加工成型。

将实施例1、实施例2得到的成品进行物性测试，得到的实验结果如下表所示，其中，表1为实施例1的实验数据，表2为实施例2的实验数据：

表1

表2

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (4)

1.一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料，其特征在于，包括

丁苯橡胶 10-15份

混合料B 80-100份

硫化剂硫磺粉 4-6份

硫化助剂DM 3-4份

发泡剂AC4000 4-7份

氧化锌 6-9份

高岭土 45-60份

环烷烃油 15-20份；

所述混合料B包括预混胶料A 80-120份、炭黑 10-20份；

所述预混胶料A包括丁苯橡胶80-120份、丁苯橡胶回收料80-120份，所述预混胶料A中的丁苯橡胶、丁苯橡胶回收料重量份相同。

2.根据权利要求1所述的一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料，其特征在于，所述预混胶料A的制备方法为：将丁苯橡胶、丁苯橡胶回收料投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，重锤全部下压，反应一段时间，翻料，上升重锤，反复下压重锤捏炼，得到混合料，再将混合料投入开炼机中反应，得到预混胶料A。

3.根据权利要求1所述的一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料，其特征在于，

所述混合料B的制备方法为:将炭黑、预混胶料A投入密炼机，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，重锤全部下压，反应一段时间，翻料，上升重锤，反复下压重锤捏炼，得到混合料，再将混合料投入开炼机中反应，得到混合料B。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种丁苯橡胶回收料闭孔二次发泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（一）：将高岭土、氧化锌、环烷烃油投入密炼室，搅拌一段时间后，再投入混合料B、丁苯橡胶到密炼机中，加压，上升重锤，让整个密炼腔内的粗混料翻转；再次下压密炼重锤，上升重锤，反复下压重锤捏炼步骤；观察密炼室料温直至95-105℃投入硫化剂硫磺粉、硫化助剂DM、发泡剂，加压重锤，上升重锤，重锤上升，反复的下压重锤捏炼步骤，捏炼过程中搅拌叶轴和重锤持续充冷却水降温，倒料，得到混炼料；

步骤（二）：将步骤（一）的混炼料投入开炼机中，开炼机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，过薄，分割，静置48小时，得到混合料C；

步骤（三）：将步骤（二）的混合料投入压延机，压延机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，压延，静置冷却，得到混炼料；

步骤（四）：将步骤（三）的混炼料投入开炼机，温度控制在60-80℃，得到预热料；

步骤（五）：将步骤（四）得到的预热料投入挤出机挤出成型，裁切，静置冷却，得到料片；

步骤（六）： 将步骤（五）得到的料片装入一次硫化机模内发泡,即得一次硫化发泡材料；

步骤（七）：将步骤（六）得到的一次硫化发泡材料装入发泡机模内发泡，得到二次发泡材料；

步骤（八）:将步骤（七）得到的二次发泡材料放室温冷却，收缩后即得。