專利名稱：一種用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎及其它橡膠制品制造中原料的一種新形態(tài)，尤其涉及膠料混煉工藝中所用助劑的一種新形態(tài)及其制備方法。
背景技術(shù)：
膠料混煉工藝是橡膠制品，尤其是輪胎生產(chǎn)過(guò)程中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，煉膠效果的好壞直接關(guān)系到以下各工序是否能夠順暢進(jìn)行以及產(chǎn)品的最終質(zhì)量。
煉膠過(guò)程是天然橡膠、合成橡膠或其它種類橡膠與各種填充劑、增塑劑、防老劑、 硫化劑等化學(xué)助劑充分混合的過(guò)程。煉膠是在密煉機(jī)中或開煉機(jī)上進(jìn)行的。
傳統(tǒng)的煉膠工藝一般分為兩個(gè)步驟，母煉和終煉。母煉是將生膠、填充劑、增塑劑、 防老劑、活化劑以及不會(huì)在高溫下反應(yīng)或分解的化學(xué)助劑投入密煉機(jī)進(jìn)行混煉獲得母膠的過(guò)程。終煉是將母膠、硫化劑、促進(jìn)劑、防焦劑、粘合劑等只適合低溫混合的化學(xué)助劑進(jìn)行混煉得到膠料的過(guò)程。母煉與終煉時(shí)使用的助劑形態(tài)一般都是粉末狀、小片狀、顆粒狀或是液態(tài)的。一般母膠的混煉時(shí)間較長(zhǎng)，排膠溫度較高可達(dá)150攝氏度到170攝氏度，終煉膠的混煉時(shí)間較短，排膠溫度低于130攝氏度。
新式的一步法煉膠工藝是從密煉機(jī)的母煉到開煉機(jī)上完成終煉的一個(gè)全自動(dòng)的連續(xù)膠料混煉工藝。在密煉機(jī)中混煉時(shí)使用的助劑形態(tài)一般都是粉末狀、小片狀、顆粒狀或是液態(tài)的，在開煉機(jī)混煉時(shí)使用的助劑形態(tài)必須是預(yù)分散膠片狀的才能完成全自動(dòng)的開放式混煉。
從上述過(guò)程可以看到，采用傳統(tǒng)的助劑形態(tài)的投料和混煉的方法存在如下幾個(gè)問(wèn)題
(1)傳統(tǒng)多步煉膠工藝中的終煉由于時(shí)間較短溫度較低，投入大量粉末狀、小片狀、顆粒狀的助劑時(shí)，會(huì)引起助劑分散不均勻，影響膠料的均勻性和最終橡膠產(chǎn)品的使用性能和壽命；
(2)尤其對(duì)于不溶性硫磺等對(duì)溫度敏感的化學(xué)助劑，助劑的穩(wěn)定性和分散均勻性不能同時(shí)得到保障；
(3)在密煉機(jī)或者開煉機(jī)上投入大量粉末狀的助劑時(shí)，會(huì)發(fā)生助劑飛揚(yáng)，影響配方的準(zhǔn)確性，影響生產(chǎn)效率和安全，污染環(huán)境；
(4)在一步法煉膠工藝中的開煉機(jī)上投入的助劑必須是預(yù)分散膠片狀，否則無(wú)法在開煉機(jī)上完成全自動(dòng)的開放式混煉。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問(wèn)題，尤其針對(duì)一步法煉膠工藝對(duì)助劑物理狀態(tài)的需求，本發(fā)明公開了一種助劑預(yù)分散型母膠及其制備技術(shù)，通過(guò)將粉末型或顆粒型的助劑預(yù)分散到橡膠基質(zhì)中，形成片狀、混合均勻、不易飛揚(yáng)、使用方便的助劑新形態(tài)。具體技術(shù)方案如下
一種用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于其成分由以下組分組成4
橡膠基質(zhì)
助劑
其它組分100 份； 30-500 份； 0-20 份；
其中，所述橡膠基質(zhì)為以下彈性體物質(zhì)中的一種或幾種混合而成三元乙丙膠 (EPDM)，丁苯橡膠(SBR)，異戊二烯橡膠(IR)，天然橡膠(NR)，順丁橡膠(BR)，丁基橡膠 (IIR)。
所述助劑由以下物質(zhì)中一種或幾種混合而成促進(jìn)劑、防焦劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、粘合劑、粘合促進(jìn)劑、增粘劑、硫化劑、固化劑、防老劑、偶聯(lián)劑、加工助劑、塑解劑。
所述其它組分由以下物質(zhì)中一種或幾種混合而成活化劑、加工助劑、增塑劑、色母。
所述促進(jìn)劑為秋蘭姆、噻唑、次磺酰胺、胍、硫脲、醛胺與醛氨、二硫代氨基甲酸鹽或黃原酸；所述防焦劑為N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺；所述補(bǔ)強(qiáng)劑為酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂；所述粘合劑為間苯二酚或間苯二酚樹脂；所述粘合促進(jìn)劑為鈷鹽；所述增粘劑為石油樹脂、 烷基酚-乙炔樹脂、烷基苯酚甲醛樹脂、固馬隆-茚樹脂、松香樹脂、萜烯樹脂或改性二甲苯樹脂；所述硫化劑為硫磺、不溶性硫磺、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二異丙苯、二甲苯甲酰對(duì)醌二肟、對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹脂、對(duì)叔辛基苯酚甲醛樹脂、苯酚甲醛樹脂、烷基苯酚甲醛樹脂、密胺甲醛樹脂；所述固化劑為六亞甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺或間苯二酚-六亞甲基四胺絡(luò)合物；所述防老劑為N-苯基-N’ -環(huán)己基對(duì)苯二胺、N-異丙基-N’ -苯基對(duì)苯二胺、N-(1， 3-二甲基丁基)-N’ -苯基對(duì)苯二胺、N，N’ -雙(1，4-二甲基戊基)-對(duì)苯二胺、N-I，4-二甲基戊基-N，-苯基對(duì)苯二胺、N，N，- 二甲苯基對(duì)苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合體、丙酮與二苯胺縮合物、辛基化二苯胺、2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2’_亞甲基雙 (4-甲基-6-叔丁基苯酚)或防護(hù)蠟；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述塑解劑為五氯硫酚或橡膠塑解劑。
所述活化劑為氧化鋅、硬脂酸或硬脂酸鋅中的一種或幾種；所述加工助劑為均勻劑、分散劑或脫模劑；所述增塑劑為環(huán)保芳烴油TDAE、MES、RAE、環(huán)烷油、石蠟油或植物油中的一種或幾種。
一種優(yōu)選的促進(jìn)劑NS的母膠由以下組分組成
丁苯橡膠 SBR1500 100 份；
促進(jìn)劑120份；
氧化鋅5份；
硬脂酸5份；
藍(lán)色色母1份。
—種優(yōu)選的硫磺母膠由以下成分組成
20號(hào)標(biāo)膠 100份；
硫磺400 份；
氧化鋅5份。
用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟
1)在填充系數(shù)0. 55-0. 85，溫度在10_40°C的條件下，向密煉機(jī)室加入橡膠基質(zhì)， 并加入助劑組分的30-100% ；
2)0. 5-5分鐘后，加入其余助劑及其他組分，提栓壓栓；
3)在 70-160°C，3-20 分鐘時(shí)，排膠；
4)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速5-50m/min，輥溫10-80°C，過(guò)輥冷卻2-4次，導(dǎo)膠時(shí)間2-20min ；
5)膠片冷卻隔離劑濃度1-10% wt，冷卻時(shí)間10-60min。
助劑預(yù)分散母膠是一種助劑的新型形態(tài)，其使用范圍比普通助劑更加廣泛，既可以用于自動(dòng)化的煉膠系統(tǒng)(如一步法煉膠)，也可以用于傳統(tǒng)的煉膠系統(tǒng)。但是其在設(shè)計(jì)原料配比時(shí)需要考慮助劑母膠中橡膠載體的成分。助劑母膠更加便于使用。
本發(fā)明的有益效果是將助劑在橡膠基質(zhì)中進(jìn)行預(yù)分散，1)較傳統(tǒng)的粉料的使用相比，在使用過(guò)程中片狀的母膠不會(huì)有飛揚(yáng)和散落的損失，保證了配方的準(zhǔn)確性并且提高膠料的質(zhì)量和穩(wěn)定性，減少生產(chǎn)環(huán)境中的粉塵危害；2)由于助劑經(jīng)過(guò)了預(yù)分散的混煉過(guò)程，因此助劑母膠在使用時(shí)更快更容易地分散到膠料中，提高了助劑的分散性、膠料的均一性和生產(chǎn)效率；幻片狀的預(yù)分散助劑母膠更加適合自動(dòng)或半自動(dòng)稱量，提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1促進(jìn)劑母膠
促進(jìn)劑母膠由以下組分組成
丁苯橡膠 SBR1500 100 份；
促進(jìn)劑NS120份；
氧化鋅5份；
硬脂酸5份；
藍(lán)色色母1份。
其制備方法如下
1)在填充系數(shù)0. 7，密煉機(jī)溫度20°C的條件下，向密煉機(jī)室加入100份丁苯橡膠 SBR1500，并加入50%的促進(jìn)劑NS ；
2) 2分鐘后，加入其余促進(jìn)劑NS及氧化鋅、硬脂酸、藍(lán)色色母，4分鐘后，提栓壓栓；
3)在100°C或8分鐘時(shí)，排膠；
4)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速30m/min，輥溫30°C，過(guò)輥冷卻3 次，導(dǎo)膠時(shí)間:6min ；
5)膠片冷卻隔離劑濃度5% wt，冷卻時(shí)間30min。
實(shí)施例2硫磺母膠
硫磺母膠由以下成分組成
20號(hào)標(biāo)膠100份；
不溶性硫磺 400份；
氧化鋅5份。
其制備方法如下
1)在填充系數(shù)0. 75，密煉機(jī)溫度15°C的條件下，向密煉機(jī)室加入100份20號(hào)標(biāo)膠，并加入50%的硫磺；
2) 2分鐘后，加入其余硫磺及氧化鋅，4分鐘后提栓壓栓；
幻在80°C或8分鐘時(shí)，排膠；
4)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速30m/min，輥溫20°C，過(guò)輥冷卻3 次，導(dǎo)膠時(shí)間:5min ；
5)膠片冷卻隔離劑濃度5% wt，冷卻時(shí)間30min。
實(shí)施例3粘合劑HMT母膠
粘合劑HMT母膠由以下成分組成
20號(hào)標(biāo)膠80份；
丁苯橡膠 SBRl50020 份；
粘合劑HMT90份；
硬脂酸鋅5份。
其制備方法如下
1)在填充系數(shù)0. 7，密煉機(jī)溫度20°C的條件下，向密煉機(jī)室加入80份20號(hào)標(biāo)膠和 20份丁苯橡膠SBR1500，并加入所有的粘合劑HMT和硬脂酸鋅；
2)2分鐘后，提栓壓栓；
3)在105°C或7分鐘時(shí)，排膠；
4)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速30m/min，輥溫20°C，過(guò)輥冷卻3 次，導(dǎo)膠時(shí)間:5min ；
5)膠片冷卻隔離劑濃度5% wt，冷卻時(shí)間30min。
實(shí)施例4防老劑4020母膠
防老劑4020母膠由以下成分組成
丁苯橡膠 SBR1500 100 份；
防老劑402080 份；
氧化鋅20份。
其制備方法如下
1)在填充系數(shù)0. 8，密煉機(jī)溫度20°C的條件下，向密煉機(jī)室加入100份丁苯橡膠 SBR1500 ；
2)30秒后加入所有的防老劑4020和氧化鋅2分鐘后，提栓壓栓；
幻在90°C或6分鐘時(shí)，排膠；
4)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速30m/min，輥溫20°C，過(guò)輥冷卻3 次，導(dǎo)膠時(shí)間:5min ；
5)膠片冷卻隔離劑濃度5% wt，冷卻時(shí)間30min。
實(shí)施例5活化劑氧化鋅母膠
活化劑氧化鋅母膠由以下成分組成
丁苯橡膠 SBR1500 100 份；
氧化鋅95份；
環(huán)保油TDAE5份。
其制備方法如下
1)在填充系數(shù)0. 75，密煉機(jī)溫度20°C的條件下，向密煉機(jī)室加入100份丁苯橡膠 SBRl500和所有的氧化鋅和TDAE油2分鐘后，提栓壓栓；
2)在105°C或8分鐘時(shí)，排膠；
3)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速30m/min，輥溫20°C，過(guò)輥冷卻3 次，導(dǎo)膠時(shí)間:5min ；
4)膠片冷卻隔離劑濃度5% wt，冷卻時(shí)間30min。
當(dāng)然應(yīng)意識(shí)到，雖然通過(guò)本發(fā)明的示例已經(jīng)進(jìn)行了前面的描述，但是對(duì)本發(fā)明做出的將對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的這樣和其他的改進(jìn)及改變應(yīng)認(rèn)為落入如本文提出的本發(fā)明寬廣范圍內(nèi)。因此，盡管本發(fā)明已經(jīng)參照了優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行描述，但是，其意并不是使具新穎性的產(chǎn)品由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公開部分、權(quán)利要求的廣闊范圍之內(nèi)的各種改進(jìn)和等同修改。
權(quán)利要求
1. 一種用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于其成分由以下組分組成
2.如權(quán)利要求1中所述的用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于所述橡膠基質(zhì)為以下彈性體物質(zhì)中的一種或幾種混合而成三元乙丙膠(EPDM)，丁苯橡膠(SBR)，異戊二烯橡膠(IR)，天然橡膠(NR)，順丁橡膠(BR)，丁基橡膠(IIR)。
3.如權(quán)利要求1中所述的用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于所述助劑由以下物質(zhì)中一種或幾種混合而成促進(jìn)劑、活化劑、防焦劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、粘合劑、粘合促進(jìn)劑、 增粘劑、硫化劑、固化劑、防老劑、偶聯(lián)劑、加工助劑、塑解劑。
4.如權(quán)利要求1中所述的用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于所述其它組分由以下物質(zhì)中一種或幾種混合而成活化劑、加工助劑、增塑劑、色母。
5.如權(quán)利要求3中任一所述的用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于所述促進(jìn)劑為秋蘭姆、噻唑、次磺酰胺、胍、硫脲、醛胺與醛氨、二硫代氨基甲酸鹽或黃原酸；所述活化劑為氧化鋅、硬脂酸或硬脂酸鋅中的一種或幾種；所述防焦劑為N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺；所述補(bǔ)強(qiáng)劑為酚醛補(bǔ)強(qiáng)樹脂；所述粘合劑為間苯二酚或間苯二酚樹脂；所述粘合促進(jìn)劑為鈷鹽；所述增粘劑為石油樹脂、烷基酚-乙炔樹脂、烷基苯酚甲醛樹脂、固馬隆-茚樹脂、松香樹脂、萜烯樹脂或改性二甲苯樹脂；所述硫化劑為硫磺、不溶性硫磺、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二異丙苯、二甲苯甲酰對(duì)醌二肟、對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹脂、對(duì)叔辛基苯酚甲醛樹脂、苯酚甲醛樹脂、烷基苯酚甲醛樹脂、密胺甲醛樹脂；所述固化劑為六亞甲基四胺、 六甲氧基甲基蜜胺或間苯二酚-六亞甲基四胺絡(luò)合物；所述防老劑為N-苯基-N’ -環(huán)己基對(duì)苯二胺、N-異丙基-N’ -苯基對(duì)苯二胺、N-(l，3- 二甲基丁基)-N’ -苯基對(duì)苯二胺、N， N，-雙(1，4-二甲基戊基)-對(duì)苯二胺、N-I，4-二甲基戊基-N，-苯基對(duì)苯二胺、N，N，- 二甲苯基對(duì)苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體、丙酮與二苯胺縮合物、辛基化二苯胺、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2’ -亞甲基雙甲基-6-叔丁基苯酚)或防護(hù)蠟； 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述塑解劑為五氯硫酚或橡膠塑解劑。
6.如權(quán)利要求4中所述的用于煉制膠料的助劑母膠，其特征在于所述活化劑為氧化鋅、硬脂酸或硬脂酸鋅中的一種或幾種；所述加工助劑為均勻劑、分散劑或脫模劑；所述增塑劑為環(huán)保芳烴油TDAE、MES、RAE、環(huán)烷油、石蠟油或植物油中的一種或幾種。
7.如上述任意權(quán)利要求所述的用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于，一種優(yōu)選的促進(jìn)劑NS的母膠由以下組分組成丁苯橡膠SBR1500100份；促進(jìn)劑120份；氧化鋅5份；硬脂酸5份；藍(lán)色色母1份。
8.如權(quán)利要求1-7所述任一用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠，其特征在于，一種優(yōu)選的硫磺母膠由以下成分組成20號(hào)標(biāo)膠100份；橡膠基質(zhì)助劑其它組分、100 份； 30-500 份； 0-20 份；硫磺400份；氧化鋅5份。
9.用于煉制膠料的助劑預(yù)分散型母膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)在填充系數(shù)0.55-0. 85，溫度在10-40°C的條件下，向密煉機(jī)室加入橡膠基質(zhì)，并加入助劑組分的30-100% ；2)0.5-5分鐘后，加入其余助劑及其他組分，提栓壓栓；3)在70-160°C，3-20分鐘時(shí)，排膠；4)將上步驟中所得物質(zhì)送入開煉機(jī)，開煉機(jī)輥速5-50m/min，輥溫10-80°C，過(guò)輥冷卻 2-4次，導(dǎo)膠時(shí)間:2-20min ；5)膠片冷卻隔離劑濃度1-10%wt，冷卻時(shí)間10-60min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種助劑預(yù)分散型母膠及其制備技術(shù)，通過(guò)將粉末型或顆粒型的助劑預(yù)分散到橡膠基質(zhì)中，形成片狀、混合均勻、不易飛揚(yáng)、使用方便的助劑新形態(tài)。本發(fā)明的有益效果是將助劑在橡膠基質(zhì)中進(jìn)行預(yù)分散，1)較傳統(tǒng)的粉料或顆粒料的使用相比，在使用過(guò)程中片狀的母膠不會(huì)有飛揚(yáng)和散落的損失，保證了配方的準(zhǔn)確性并且提高膠料的質(zhì)量和穩(wěn)定性；2)由于助劑經(jīng)過(guò)了預(yù)分散的混煉過(guò)程，因此助劑母膠在使用時(shí)能夠更快更容易地分散到膠料中，提高了助劑的分散性、膠料的均一性和生產(chǎn)效率；3)片狀的預(yù)分散助劑母膠更加適合自動(dòng)或半自動(dòng)稱量，提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C08K5/09GK102516616SQ201110364600
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者李紅衛(wèi), 邊祥忠, 鄭昆, 陳虎, 顧培霜 申請(qǐng)人:特拓(青島)輪胎技術(shù)有限公司