專利名稱：一種添加tpi來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠制品，尤其是關(guān)于一種添加TPI來(lái)提高疏浚領(lǐng)域中大型疏浚 膠管耐磨性膠料的制備方法。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人是在申請(qǐng)中國(guó)專利2010202145178自浮式排泥橡膠管以及 2009202352033鎧裝膠管等實(shí)用新型專利的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)提高以上疏浚膠管的內(nèi)層膠耐磨 性，借此延長(zhǎng)疏浚膠管在輸送海水、淡水、淤泥、砂和粘土等介質(zhì)時(shí)的使用壽命。TPI (反 式-1，4-聚異戊二烯)又稱人工合成古塔波膠，與普通天然橡膠(NR)或順式異戊橡膠(IR) 具有完全相同的化學(xué)組成，但分子鏈節(jié)卻為反式結(jié)構(gòu)，因此賦予了 TPI具有多種不同于通 用橡膠的性能。而目前TPI的應(yīng)用研究逐步在輪胎領(lǐng)域開展，其主要提高輪胎胎面膠的耐 磨性、胎肩墊膠的動(dòng)態(tài)疲勞性能、從整體上降低輪胎滾動(dòng)阻力、減少汽車燃油率，提高輪胎 使用壽命，近而實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的節(jié)能減排。同樣，目前隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及大型疏浚工程 (港口、碼頭、河道清淤等)的開展，對(duì)與各種挖泥船配套的橡膠軟管的各項(xiàng)性能提出了更 高要求，尤其對(duì)疏浚膠管耐磨這一性能提出了更為苛刻的要求，因此將TPI應(yīng)用到與輪胎 同樣具有高耐磨要求的疏浚膠管上，成為改善疏浚膠管耐磨性的一種途徑。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種性能優(yōu)異、成本適中、加工工藝良好的 膠料配方及其制備方法，以提高疏浚膠管的耐磨性，延長(zhǎng)膠管的使用壽命。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的一種添加TPI來(lái)提高疏浚膠 管耐磨性的膠料，其組成包含以下組分，以wt. %表示TPI7. 1 % _8.9%、天然橡 膠(NR) 28. 2 % -38. 2 %、順 丁橡膠(BR) 9. 4 % -14. 8 %、碳黑 7. 0 % -35. 0 %、芳烴油 2.0% -15. 0%、氧化鋅 1.0% -5.0%、硫黃 0.3% -1. 5%、促進(jìn)劑 0.3% _1.8%、防老劑 1.0% _4.0%，硬脂酸 1.0% -4. 0%、增粘樹脂 0. 1% _2.0%、古馬隆樹脂 0. 1% -6.0%。
上述的每份促進(jìn)劑是包含二硫化苯并噻唑11.8% -16. 1%、二硫化四基甲秋蘭 姆6. 7% -10%、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺74. 2% -81%。
本發(fā)明的制備方法依次包括以下步驟1)、塑煉2)、混煉3)、加硫磺與促進(jìn)劑 4)、加工成型5)、硫化6)、冷卻；其特征在于
1)、塑煉將16-18寸開煉機(jī)溫度調(diào)至TPI的熔點(diǎn)到105°C _110°C，將TPI粉料在 開煉機(jī)上進(jìn)行塑化5min-8min，然后下片，為下一部混煉做準(zhǔn)備；
2)、混煉將預(yù)先稱量的TPI 7. 1%-8. 9%、天然橡膠(NR) 28. 2%-38. 2%、順丁橡 膠(BR)9. 4% -14. 8%、，碳黑 7. 0% -35. 0%、芳烴油 2. 0% -15. 0%、氧化鋅 1. 0% -5. 0%, 防老劑1.0^-4.0%,硬脂酸1.0% _4.0%、增粘樹脂0. 1 % -2.0%及古馬隆樹脂 0. 1%-6. 0%加入密煉機(jī)中混煉；待混煉膠的溫度到140°C _145°C時(shí)排膠冷卻；在開煉機(jī)上 進(jìn)行下片，停放20 Mh;
所述的密煉機(jī)中混煉的條件是冷卻水壓力0. 36MPa-0. 65MPa、氣壓 0. 50MPa-0. 80MPa、混煉時(shí)間 700-800 秒；
3)、加硫磺與促進(jìn)劑在開煉機(jī)上加入硫黃0. 25% -1. 5%、促進(jìn)劑0. 30%-1.8%, 薄通5 8次出片；將出好的膠片停放，并測(cè)試是否達(dá)到工藝要求。
所述的硫化工藝是硫化溫度130°C -140°C，硫化時(shí)間2 4h。
本發(fā)明，由于加入了 TPI，膠料的拉伸強(qiáng)度、硬度、扯斷伸長(zhǎng)率，耐熱氧老化性能基 本不變或稍微提高的情況下，反映耐磨性能的DIN磨耗和阿克隆磨耗指標(biāo)比原有配方提高 一倍左右，將膠料一步做成疏浚膠管，產(chǎn)品的耐磨性能可以提高1/3左右或者更高，從而延 長(zhǎng)整根膠管的使用壽命。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種添加TPI來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料，以wt. %表示，其組成包含以下組 分TPI 7.5%、天然橡膠(NR) M %、順丁橡膠(BR) 12%、碳黑:34.7 %、芳烴油14.5%、氧 化鋅2.8%、硫黃1.0%、促進(jìn)劑0.5%、防老劑1.7%、硬脂酸1. 1%、增粘樹脂0. 1%、古馬 隆樹脂0. 1%。其中1份促進(jìn)劑含量中二硫化苯并噻唑占13%、二硫化四基甲秋蘭姆占 12%、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺占75%。
實(shí)施例2 —種添加TPI來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料的制備方法，其組成包含以 下組分(以wt. %表示)TPI 8%、天然橡膠(NR) 25%、順丁橡膠(BR) 13%、碳黑35%、芳 烴油6. 6 %、氧化鋅2. 2 %、硫黃1 %、促進(jìn)劑0. 50 %、防老劑1. 6 %、硬脂酸1. 6 %、增粘樹脂 1.5%、古馬隆樹脂4%。其中1份促進(jìn)劑含量中二硫化苯并噻唑占15%、二硫化四基甲 秋蘭姆占8 %、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺占77 %。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法依次包括以下步驟
1、塑煉將16-18寸開煉機(jī)溫度調(diào)至TPI的熔點(diǎn)105°C _110°C，將TPI粉料在開煉 機(jī)上進(jìn)行塑化5min-8min，然后下片，為下一部混煉做準(zhǔn)備。
2、混煉將預(yù)先稱量的 TPI 7. -8.9%、天然橡膠(NR) 13. 5% -28. 2 %、 順丁橡膠(BR)9. 4% -14.8%、，碳黑 7.0% -35. 0%、芳烴油 2.0% -15. 0%、氧化鋅 1.0% -5.0%、防老劑1.0% _4.0%，硬脂酸1.0% -4. 0%、增粘樹脂0. -2.0%以及古 馬隆樹脂0. 1% -6. 0%加入35-55L的密煉機(jī)中混煉。冷卻水壓力0. 36MPa_0. 65MPa、氣壓 0. 50MPa-0. 80MPa、混煉時(shí)間700-800秒，待混煉膠的溫度到140°C _145°C時(shí)排膠冷卻；在開 煉機(jī)上進(jìn)行下片，停放20 Mh。
3、加硫磺與促進(jìn)劑按配方要求稱取需用的兩種材料，在開煉機(jī)上加入硫黃 0. 25% -1. 5%、促進(jìn)劑0. 30% -1. 8%，薄通5 8次出片；將出好的膠片停放，并測(cè)試是否 達(dá)到工藝要求。
4、加工成型按照產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)加工成型。
5、按照廠內(nèi)產(chǎn)品的實(shí)際硫化工藝硫化(130°C _140°C，硫化2 4h)。
6、冷卻將產(chǎn)品置于水中進(jìn)行冷卻。
TPI (反式-1，4-聚異戊二烯)是一種不飽和度很高的橡膠，它的分子鏈結(jié)構(gòu)決定 其具有良好的結(jié)晶性能。為了保證膠料的力學(xué)性能和擠出性能需大量填充炭黑、操作油，并與其他種類的橡膠進(jìn)行并用，同時(shí)適當(dāng)增加硫磺的用量，來(lái)破壞TPI的結(jié)晶性能，而TPI本 身是天然橡膠反式結(jié)構(gòu)，與天然橡膠的相容性比其他合成橡膠好，這就使其在加工上存在 著有利條件，但仍要控制好加入TPI的量，以避免膠料的硬度太大，影響工藝性能。
以往的橡膠配方往往是添加超高耐磨炭黑、高耐磨炭黑，或者提高配方的含膠率， 來(lái)改善膠料的耐磨性，但是近年來(lái)天然膠價(jià)格呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，導(dǎo)致產(chǎn)品成本增加，競(jìng) 爭(zhēng)力減弱，而合成橡膠的使用成為減少成本的一種途徑，尤其在在占橡膠使用量60%的輪 胎行業(yè)，對(duì)國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)造成了不小的沖擊。在疏浚行業(yè)，同樣面臨著相同的問(wèn)題，由于 疏浚環(huán)境的惡劣，加上在海上施工的各種不利條件，疏浚橡膠管在海洋上的使用成為一種 極好的選擇，然而疏浚膠管一般口徑較大，重量高達(dá)幾噸，十幾噸的均有，其消耗大量的橡 膠，然而內(nèi)層橡膠一旦磨穿，整根膠管就會(huì)報(bào)廢，即使修補(bǔ)，產(chǎn)品性能已大不如前。因此國(guó)內(nèi) 外疏浚公司對(duì)疏浚膠管的耐磨性極其關(guān)注，各個(gè)生產(chǎn)廠家也在不斷探索提高疏浚膠管耐磨 性的方案。
TPI橡膠自身的強(qiáng)度比較高，但是由于其具有結(jié)晶性，在未硫化前具有塑料的性 質(zhì)，在膠管和輪胎領(lǐng)域要和其他橡膠并用才會(huì)具有工藝價(jià)值和使用價(jià)值。同時(shí)為了降低產(chǎn) 品成本，需添加一定量的填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑，在一定程度上為了改善加工性，降低膠料硬度， 需添加一定量的操作油。
膠料綜合性能對(duì)比
1、原有膠料配方
權(quán)利要求
1.一種添加TPI來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料，以wt. %表示，其特征在于其組成包 含以下組分TPI 7. 1%-8. 9%、天然橡膠(NR) 28. 2%_38. 2%、順丁橡膠(BR) 9. 4%- 14. 8%、 碳黑 7. 0%-35. 0%、芳烴油 2 . 0%-15. 0%、氧化鋅 1. 0%-5. 0%、硫黃 0. 3%-1. 5%、促進(jìn) 齊[J 0. 3%-1. 8%、防老劑1. 0%-4. 0%,硬脂酸1. 0%-4. 0%、增粘樹脂0. 1%-2. 0%、古馬隆樹脂 0. 1%-6. 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種添加TPI來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料，其特征在于 所述的每份促進(jìn)劑是包含二硫化苯并噻唑11. 8%-16. 1%、二硫化四基甲秋蘭姆6. 7%-10%、 N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺74. 2% - 81%。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加TPI來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料的制備方法，依 次包括以下步驟1)、塑煉2)、混煉3)、加硫磺與促進(jìn)劑4)、加工成型5)、硫化6)、冷 卻；其特征在于1)、塑煉將16-18寸開煉機(jī)溫度調(diào)至TPI的熔點(diǎn)到105°C_110°C，將TPI粉料在開煉 機(jī)上進(jìn)行塑化5min-8min，然后下片，為下一部混煉做準(zhǔn)備；2)、混煉將預(yù)先稱量的TPI7. 1%-8· 9%、天然橡膠(NR ) 28. 2%_38· 2%、順丁橡膠 (BR )9.4%_ 14. 8%、，碳黑 7. 0%-；35. 0%、芳烴油 2. 0 %_15. 0%、氧化鋅 1. 0%_5. 0%、防老劑 1. 0%-4. 0%，硬脂酸1. 0%-4. 0%、增粘樹脂0. 1%-2. 0%以及古馬隆樹脂0. 1%_6. 0%加入密煉機(jī) 中混煉；待混煉膠的溫度到140°C _145°C時(shí)排膠冷卻；在開煉機(jī)上進(jìn)行下片，停放2(T24h ；3)、加硫磺與促進(jìn)劑在開煉機(jī)上加入硫黃0.25%-1. 5%、促進(jìn)劑0. 30%-1. 8%，薄通5、 次出片；將出好的膠片停放，并測(cè)試是否達(dá)到工藝要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的步驟1)中密煉機(jī)中混煉的條件是冷卻水壓力0. 36 MPa -0. 65MPa、氣壓0. 50 MPa -0. 80MPa、混煉時(shí)間 700-800 秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的步驟5)中的硫化工藝是硫 化溫度130°C _140°C，硫化時(shí)間2 4h。
全文摘要
一種添加TPI來(lái)提高疏浚膠管耐磨性的膠料，其組成TPI 7.1%-8.9%、天然橡膠(NR)28.2%-38.2%、順丁橡膠(BR)9.4%-14.8%、碳黑7.0%-35.0%、芳烴油2.0%-15.0%、氧化鋅1.0%-5.0%、硫黃0.3%-1.5%、促進(jìn)劑 0.3%-1.8%、防老劑1.0%-4.0%，硬脂酸1.0%-4.0%、增粘樹脂0.1%-2.0%、古馬隆樹脂0.1%-6.0%。制備方法，包括1)塑煉2)混煉3)加硫磺與促進(jìn)劑4)加工成型5)硫化6)冷卻。本發(fā)明，膠料的拉伸強(qiáng)度、硬度、扯斷伸長(zhǎng)率，耐熱氧老化性能比原有配方提高一倍左右，做成疏浚膠管，耐磨性能可以提高1/3左右，延長(zhǎng)了整根膠管的使用壽命。
文檔編號(hào)C08L9/00GK102030925SQ20101055870
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者文進(jìn), 王平, 王海峰, 韓學(xué)英 申請(qǐng)人:江蘇太平橡膠股份有限公司