CN115975275A

CN115975275A - 一种橡胶及其制备方法

Info

Publication number: CN115975275A
Application number: CN202310066135.7A
Authority: CN
Inventors: 毛高勇
Original assignee: Suzhou Lida Precision Parts Co ltd
Current assignee: Suzhou Lida Precision Parts Co ltd
Priority date: 2023-02-06
Filing date: 2023-02-06
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本发明公开了一种橡胶及其制备方法。该橡胶以橡胶研磨后废粉为原料组成，该橡胶的原料组成包括：70重量份‑100重量份的丁苯橡胶，20重量份‑30重量份的橡胶研磨后废粉，30重量份‑40重量份的填充剂，1.5重量份‑3重量份的硫化剂和3重量份‑4.5重量份的促进剂。本发明还提供了上述橡胶的制备方法。本发明的橡胶，以橡胶研磨后废粉为原料组成，通过特定的原料组成和制备工艺，使得橡胶的强度性能稳定，硬度变化不大，加工方便，部分替代丁苯橡胶原料使用。

Description

一种橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶材料，尤其涉及一种以橡胶研磨后废粉为原料组成的橡胶材料，属于橡胶材料技术领域。

背景技术

橡胶的硫化属于化学反应，将线性的分子链变成网状结构，赋予橡胶极高的弹性，拉伸强度，使其得到应用价值；不同于塑料有热塑性，可物理粉碎重复使用，性能保持率高；橡胶的再生使用特定的工艺，将橡胶废料打碎成粉再经过脱硫处理，工艺中需要用到水蒸气加压，造成废水和废气的产生，对环境造成污染；再生后的橡胶材料性能下降严重，只能用于低强度要求产品，同时异味较大。

橡胶胶辊在加工过程中，由于存在压力和模具分型面的问题，需要通过表面研磨来弥补产品的同心度，因此会产生很多胶粉的存在；胶粉已经经过硫化，再直接使用会造成相容性，结合力不好，结合处容易破裂，强度不高的问题。

针对以上问题，我们亟需要研究出一种能够起到研磨后废粉再利用橡胶、同时保持材料的强度。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种研磨后废粉再利用形成的橡胶及其制备方法。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种橡胶，该橡胶以橡胶研磨后废粉为原料组成，该橡胶的原料组成包括：70重量份-100重量份的丁苯橡胶，20重量份-30重量份的橡胶研磨后废粉，30重量份-40重量份的填充剂，1.5重量份-3重量份的硫化剂以及3重量份-4.5重量份的促进剂。

本发明选用的丁苯橡胶具有优异高温抗磨性能，与其他橡胶材料并用范围广，加工性能好，成本低，适用于轮胎、扶手带、运输带等行业。

在本发明中，以橡胶研磨后废粉为原料，实现了橡胶研磨后废粉的回收再利用。在本发明的一具体实施方式中，采用的橡胶研磨后废粉为橡胶胶辊在加工过程中，表面研磨过程中产生的胶粉。具体地，采用的为橡胶研磨后废粉三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶的混合物。其中，以橡胶研磨后废粉的原料组成的总质量百分比之和为100％计，采用的橡胶研磨后废粉为25％-30％的三元乙丙橡胶、15％-20％的天然橡胶、15％-20％的丁苯橡胶、20％-25％的聚氨酯橡胶、20％-25％的硅橡胶的混合物。更具体地，采用的橡胶研磨后废粉为30％三元乙丙橡胶、15％的天然橡胶、15％的丁苯橡胶、20％的聚氨酯橡胶、20％的硅橡胶的混合物。

在本发明的一具体实施方式中，橡胶还包括2重量份-10重量份的增粘剂。

在本发明的一具体实施方式中，采用的填充剂选自二氧化硅、炭黑中的一种或几种的组合。通过特定填充剂，调节橡胶研磨废粉和丁苯胶的混用硬度。

在本发明的一具体实施方式中，采用的硫化剂选自硫磺、过氧化二异丙苯己烷中的一种或几种的组合。通过特定硫化剂，使橡胶研磨废粉和丁苯胶的混用产生硫化反应。

在本发明的一具体实施方式中，采用的促进剂选自N-环已苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二苯并噻唑和六亚甲基四胺中的一种或几种的组合。通过特定的促进剂，调节橡胶研磨废粉和丁苯胶的混用的硫化速度。

在本发明的一具体实施方式中，采用的增粘剂为芳香及脂肪族树脂混合物、间苯二酚与硬脂酸混合物中的一种或几种的组合。本发明通过特定的增粘剂，使得橡胶研磨废粉与丁苯橡胶的粘合力，提高强度。具体地，间苯二酚与硬脂酸混合物中，间苯二酚含量58wt％-62wt％，灰份≤0.1。比纯间苯二酚更容易分散，通过硫化发生树脂经反应，能与其他材料获得理想的粘合效果。

本发明的橡胶通过特定的原料组成，材料之间发生反应，使得该混用橡胶研磨后废粉在保持原有强度的前提下，减少废物的产生，提高回收利用价值。

本发明还提供了上述橡胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将丁苯橡胶、橡胶研磨后废粉、填充剂、硫化剂、促进剂和增粘剂混合，各组分均匀分散，经过硫化，得到以橡胶研磨后废粉为原料组成的橡胶。

在本发明的一具体实施方式中，该制备方法包括：

将丁苯橡胶、胶研磨后废粉、增粘剂初步混合，得到混合原料；

将填充剂、硫化剂、促进剂与所述混合原料混合均匀，经过硫化，得到以橡胶研磨后废粉为原料组成的橡胶。

在本发明的一具体实施方式中，硫化的条件为：

160℃±5℃温度下，80kgf/cm²±20kgf/cm²压力下，反应360s-540s。

在本发明中，橡胶的硫化反应是利用硫磺与橡胶发生反应，分子间产生交联，形成三维网络结构。

本发明的橡胶，以橡胶研磨后废粉为原料组成，通过特定的原料组成和制备工艺，使得橡胶的强度性能稳定，硬度变化不大，加工方便，部分替代丁苯橡胶原料使用。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：100份丁苯橡胶、20份橡胶研磨后废粉(30％三元乙丙橡胶、15％的天然橡胶、15％的丁苯橡胶、20％的聚氨酯橡胶、20％的硅橡胶的混合物)、40份炭黑、2份硫磺、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺，1.5份二硫化二苯并噻唑。

本实施例还提供一种研磨后废粉再利用橡胶及制备方法，包括如下步骤

将称量好的100份丁苯橡胶、20份橡胶研磨后废粉、40份炭黑、2份硫磺、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺，1.5份二硫化二苯并噻唑在开炼机中混合，使得各组分均匀分散，再经硫化，硫化条件为160℃温度下，80kgf/cm²压力下，反应360s，得到研磨后废粉再利用橡胶(此例中的份标准为g，下同)。

实施例2

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：80份丁苯橡胶、20份橡胶研磨后废粉、40份炭黑、3份过氧化二异丙苯、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺，1.5份二硫化二苯并噻唑。

实施例3

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，其与实施例2基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：80份丁苯橡胶、20份橡胶研磨后废粉、30份二氧化硅、2份硫磺、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺，1.5份二硫化二苯并噻唑，1.5份六亚甲基四胺。

实施例4

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，其与实施例1基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：70份丁苯橡胶、25份橡胶研磨后废粉、35份二氧化硅、1.5份硫磺、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺，1.5份二硫化二苯并噻唑，1.5份六亚甲基四胺。

实施例5

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，其与实施例3基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：80份丁苯橡胶、20份橡胶研磨后废粉、30份炭黑、10份二氧化硅、2份硫磺、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺、1份二硫化二苯并噻唑和1.5份六亚甲基四胺，还包括3份间苯二酚与硬脂酸的混合物(间苯二酚与硬脂酸的混合物中，间苯二酚含量58wt％-62wt％且灰份≤0.1；在该范围内，不影响最终产品的性能)。

实施例6

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，其与实施例5基本相同，不同之处在于，加工顺序变化，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将称量好的所述丁苯橡胶、所述胶研磨后废粉、所述间苯二酚与硬脂酸的混合物初步混合得到混合原料；

S2、将称量好的所述填充剂、所述硫化剂、所述促进剂与S1所述混合原料在开炼机中混合均匀；160℃温度下，80kgf/cm²压力下，反应360s硫化，得到所述研磨后废粉再利用橡胶。

实施例7

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶，其与实施例6基本相同，不同之处在于，橡胶的原料包括如下重量份数的组分：70份丁苯橡胶、30份橡胶研磨后废粉、30份炭黑、10份二氧化硅，2份硫磺、1.5份N-环已苯并噻唑次磺酰胺，1.5份二硫化二苯并噻唑，1.5份六亚甲基四胺，2份间苯二酚与硬脂酸的混合物。

实施例8

本实施例提供一种研磨后废粉再利用橡胶及其制备方法，橡胶的原料组分、制备方法与实施例7基本相同，不同之处在于，含有10份间苯二酚与硬脂酸的混合物。

对比例1

本例与实施例1基本相同，区别在于，橡胶的原料中丁苯橡胶为110重量份的丁苯橡胶，橡胶研磨后废粉为10重量份。

对比例2

本例与实施例1基本相同，区别在于：添加了40份橡胶研磨后废粉，废粉含量过高而无法获得橡胶。

对比例3

本例与实施例1基本相同，区别在于：橡胶研磨后废粉为40％的三元乙丙橡胶、10％的天然橡胶、10％的丁苯橡胶、20％的聚氨酯橡胶、20％的硅橡胶的混合物。

将实施例1-18、对比例1、对比例3制备得到的橡胶，进行硬度和拉伸强度测试，硬度测试按照ISO7619标准进行测试，拉升强度测试按照ISO37标准进行测试，结果表1所示。

表1

	测试条件	硬度Shore A	拉升强度Mpa
				实施例1	23℃	50	7.3
实施例2	23℃	47	6.6
				实施例3	23℃	57	8.4
实施例4	23℃	53	7.6
				实施例5	23℃	52	9.1
实施例6	23℃	52	10.8
				实施例7	23℃	50	10.6
实施例8	23℃	46	10.3
				对比例1	23℃	42	6.2
对比例3	23℃	40	6.0

本发明制备得到的研磨后废粉再利用橡胶，其硬度保持在47～53A为佳，且在这个范围内，拉升强度越高越好。从上述实施例和对比例的研磨后废粉再利用橡胶性能进行比较，可见间苯二酚与硬脂酸混合物对本发明中的强度性能起到了很大的作用；此外预混的工艺条件也大大提升了强度性能。本发明的磨后废粉再利用橡胶的强度性能稳定，硬度变化不大，加工方便，部分替代丁苯橡胶原料使用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种橡胶，该橡胶以橡胶研磨后废粉为原料组成，该橡胶的原料组成包括：

70重量份-100重量份的丁苯橡胶，20重量份-30重量份的橡胶研磨后废粉，30重量份-40重量份的填充剂，1.5重量份-3重量份的硫化剂以及3重量份-4.5重量份的促进剂，

以所述橡胶研磨后废粉的原料组成的总质量百分比之和为100％计，所述橡胶研磨后废粉为25％-30％的三元乙丙橡胶、15％-20％的天然橡胶、15％-20％的丁苯橡胶、20％-25％的聚氨酯橡胶、20％-25％的硅橡胶的混合物。

2.根据权利要求1所述的橡胶，其中，所述橡胶研磨后废粉为30％三元乙丙橡胶、15％的天然橡胶、15％的丁苯橡胶、20％的聚氨酯橡胶、20％的硅橡胶的混合物。

3.根据权利要求1所述的橡胶，其中，所述橡胶还包括2重量份-10重量份的增粘剂。

4.根据权利要求1所述的橡胶，其中，所述填充剂选自二氧化硅和/或炭黑，所述硫化剂选自硫磺和/或过氧化二异丙苯己烷。

5.根据权利要求1所述的橡胶，其中，所述促进剂选自N-环已苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二苯并噻唑、六亚甲基四胺中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的橡胶，其中，所述增粘剂为芳香及脂肪族树脂混合物、间苯二酚与硬脂酸混合物中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求6所述的橡胶，其中，所述间苯二酚与硬脂酸混合物中，间苯二酚含量58wt％-62wt％，灰份≤0.1。

8.权利要求1-7任一项所述的橡胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将所述丁苯橡胶、橡胶研磨后废粉、填充剂、硫化剂、促进剂和增粘剂混合，各组分均匀分散，经过硫化，得到以橡胶研磨后废粉为原料组成的橡胶。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，该制备方法包括：

将所述丁苯橡胶、胶研磨后废粉、增粘剂初步混合，得到混合原料；

将所述填充剂、硫化剂、促进剂与所述混合原料混合均匀，经过硫化，得到以橡胶研磨后废粉为原料组成的橡胶。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中，所述硫化的条件为：

160℃±5℃温度下，80kgf/cm²±20kgf/cm²压力下，反应360s-540s。