一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒及其制備方法，以促進(jìn)劑NS和防焦劑CTP為主要原料進(jìn)行復(fù)配造粒，其產(chǎn)品門尼粘度低，與橡膠的分散性更好，易于在橡膠中均勻分散，提高了橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量；擴(kuò)大了促進(jìn)劑NS的使用范圍，克服了某些制品不能使用NS和使用N0BS毒性大的缺陷；并且將其用于橡膠加工過程中投料準(zhǔn)確、焦燒時(shí)間延長、硫化時(shí)間縮短，節(jié)約能源，投料準(zhǔn)確等，符合“綠色化工”的概念。
【專利說明】一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橡膠助劑及其制備方法，特別涉及一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]輪胎生產(chǎn)中常用的促進(jìn)劑有次磺酰胺類促進(jìn)劑和噻唑類促進(jìn)劑。噻唑類促進(jìn)劑一般無毒，但其焦燒時(shí)間短，硫化速度偏慢的特性決定了在輪胎生產(chǎn)中主要作為第二促進(jìn)劑出現(xiàn)，實(shí)際用量較小，主要的應(yīng)用品種為促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑DM。次磺酰胺類促進(jìn)劑以其加工安全性好、硫化速度快和物理機(jī)械性能高的綜合性能占據(jù)輪胎生產(chǎn)用促進(jìn)劑品種的首位，常用品種包括促進(jìn)劑N0BS、NS等，在這幾個(gè)品種中，促進(jìn)劑NOBS是能夠產(chǎn)生亞硝胺的品種，而亞硝胺已經(jīng)被認(rèn)為是具有致癌作用的物質(zhì)，并且西方發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的輪胎公司已經(jīng)停止該促進(jìn)劑品種的應(yīng)用，而國內(nèi)仍在輪胎生產(chǎn)中廣泛采用該品種促進(jìn)劑。
[0003]目前基于“綠色化工”新概念開發(fā)了一類預(yù)分散橡膠助劑，但是目前尚未有防焦燒促進(jìn)硫化效果的助劑，并且現(xiàn)有的預(yù)分散橡膠助劑應(yīng)用范圍小，在使用時(shí)常常受限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供了一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒及其制備方法，以促進(jìn)劑NS和防焦劑CTP為主要原料進(jìn)行復(fù)配造粒，其產(chǎn)品門尼粘度低，與橡膠的分散性更好，易于在橡膠中均勻分散，提高了橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量；擴(kuò)大了促進(jìn)劑NS的使用范圍，克服了某些制品不能使用NS和使用NOBS毒性大的缺陷；并且將其用于橡膠加工過程中投料準(zhǔn)確、焦燒時(shí)間延長、硫化時(shí)間縮短，節(jié)約能源，投料準(zhǔn)確等，符合“綠色化工”的概念。
[0005]本發(fā)明提供的一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 60-80份，防焦劑CTP 5-15份，載體橡膠5-15份，環(huán)烷礦物油4-9份，石蠟1_3份，PETS 0.5-2 份。
[0006]一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS65-75份，防焦劑CTP 7-12份，載體橡膠10-15份，環(huán)烷礦物油5-8份，石蠟2-3份，PETS
0.5-1 份。
[0007]—種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 71份，防焦劑CTP 9份，載體橡膠10份，環(huán)烷礦物油7份，石蠟2份，PETS 1份。
`[0008]所述載體橡膠為天然橡膠或合成橡膠，比如:天然橡膠NR或順丁橡膠或氯丁橡膠或三元乙丙橡膠EPDM或丁苯橡膠中的一種或幾種，優(yōu)選為EPDM或丁苯橡膠的一種或兩種。
[0009]所述原料均為市售產(chǎn)品，促進(jìn)劑NS，化學(xué)名稱為N-叔丁基-2-苯并噻唑次黃酰胺；防焦劑CTP，化學(xué)名稱為N-環(huán)己基硫代酞酰亞胺；PETS，化學(xué)名稱為季戊四醇硬脂酸酯；EPDM，化學(xué)名稱為三元乙丙橡膠。
[0010]NS作為一種促進(jìn)劑，其作用是能夠加速膠料的交聯(lián)反應(yīng)，并能夠明顯縮短硫化時(shí)間，降低硫化溫度；CTP作為一種防焦劑，以防止膠料在加工過程中產(chǎn)生早期硫化現(xiàn)象，滿足對膠料焦燒性能的要求；所述環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS均為潤滑劑，PETS與環(huán)烷礦物油、石蠟起協(xié)同潤滑的作用，使得載體橡膠與NS和CTP便于加工。
[0011]所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒擴(kuò)大了促進(jìn)劑NS的使用范圍，克服了某些制品不能使用NS和使用NOBS毒性大的缺陷；并且以促進(jìn)劑NS和防焦劑CTP為主要原料進(jìn)行復(fù)配造粒，其產(chǎn)品門尼粘度低，將其用于橡膠加工過程中投料準(zhǔn)確、焦燒時(shí)間延長、硫化時(shí)間縮短。
[0012]制備所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，具體步驟如下:
(1)按照配方比例，在開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里捏煉，混合均勻后，出料；
(2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒；
(3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)
品O
[0013]所述制備方法中所采用的設(shè)備均為現(xiàn)有設(shè)備。
[0014]步驟(1)所述開煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為24 r/min。
[0015]步驟(1)所述密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為110 r/min-190 r/min,優(yōu)選轉(zhuǎn)速為160 r/min ;所述密煉機(jī)的溫度為45°C -75°C。
[0016]步驟(2)所述錐形雙螺桿捏煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為75r/mirTll0r/min，優(yōu)選轉(zhuǎn)速為80r/
mirio
[0017]所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為45_60°C。
[0018]采用這樣的配方來制備，在硫化時(shí)一體加入促進(jìn)劑和防焦劑，既促進(jìn)硫化又防止焦燒，有效改善橡膠硫化加工的安全性，同時(shí)可以完全代替能致癌的N0BS，大大提高成煉焦工人職業(yè)衛(wèi)生保障，顆粒狀的預(yù)分散體具有便于存儲和計(jì)量的特點(diǎn)；復(fù)配橡膠載體可以有效改善在橡膠中分散性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)中避免傳統(tǒng)的NS與CTP粉料的飛揚(yáng)，保證與人體接觸不與粉塵接觸，從源頭上杜絕職業(yè)危害，從而提高橡膠加工企業(yè)的生產(chǎn)安全性和衛(wèi)生性；同時(shí)所制備的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的門尼粘度低，在加工中可以有效降低混煉工藝溫度，有利于節(jié)能環(huán)保，特別適用于當(dāng)前低溫一次密煉輪胎制造工藝，是橡膠助劑未來的發(fā)展方向，對橡膠加工企業(yè)優(yōu)化混煉工藝，更新加工技術(shù)，改善工作環(huán)境具有深遠(yuǎn)意義。
[0019]本發(fā)明以促進(jìn)劑NS和防焦劑CTP為主要原料進(jìn)行復(fù)配造粒，其產(chǎn)品門尼粘度低，與橡膠的分散性更好，易于在橡膠中均勻分散，提高了橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量；擴(kuò)大了促進(jìn)劑NS的使用范圍，克服了某些制品不能使用NS和使用NOBS毒性大的缺陷；并且將其用于橡膠加工過程中投料準(zhǔn)確、焦燒時(shí)間延長、硫化時(shí)間縮短，節(jié)約能源，投料準(zhǔn)確等，符合“綠色化工”的概念。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 60份，防焦劑CTP 7份，載體橡膠5份，環(huán)烷礦物油8份，石蠟3份，PETS 2份。
[0021 ] 所述載體橡膠為5份天然橡膠NR。
[0022]制備所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，具體步驟如下:
(1)按照配方比例，在轉(zhuǎn)速為24r/min的開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里以110 r/min的轉(zhuǎn)速、45°C的溫度捏煉，混合均勾后，出料；
(2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至轉(zhuǎn)速為llOr/min的錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒；
(3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)
品O
[0023]所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為50°C。
[0024]實(shí)施例2
一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 65份，防焦劑CTP 12份，載體橡膠11.5份， 環(huán)烷礦物油9份，石蠟1份，PETS 1.5份。
[0025]所述載體橡膠為6份天然橡膠NR和5.5份順丁橡膠。
[0026]制備所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，具體步驟如下:
(1)按照配方比例，在轉(zhuǎn)速為24r/min的開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里以190 r/min的轉(zhuǎn)速、60°C的溫度捏煉，混合均勾后，出料；
(2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至轉(zhuǎn)速為75r/min的錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒；
(3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)
品O
[0027]所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為45°C。
[0028]實(shí)施例3
一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 71份，防焦劑CTP 9份，載體橡膠10份，環(huán)烷礦物油7份，石蠟2份，PETS 1份。
[0029]所述載體橡膠為EPDM 8份和丁苯橡膠2份。
[0030]制備所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，具體步驟如下:
(1)按照配方比例，在轉(zhuǎn)速為24r/min的開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里以160 r/min的轉(zhuǎn)速、70°C的溫度捏煉，混合均勾后，出料；
(2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至轉(zhuǎn)速為80r/min的錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒；
(3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)
品O
[0031]所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為55°C。
[0032]實(shí)施例4
一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 80份，防焦劑CTP 5份，載體橡膠15份，環(huán)烷礦物油5份，石蠟2.5份，PETS 0.5份。
[0033]所述載體橡膠為EPDM 15份。
[0034]制備所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，具體步驟如下:
(1)按照配方比例，在轉(zhuǎn)速為24r/min的開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里以180 r/min的轉(zhuǎn)速、75°C的溫度捏煉，混合均勾后，出料；
(2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至轉(zhuǎn)速為90r/min的錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒；
(3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)
品O
[0035]所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為60°C。
[0036]實(shí)施例5
一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 75份，防焦劑CTP 15份，載體橡膠12.5份，環(huán)烷礦物油4份，石蠟1.5份，PETS 1份。
[0037]所述載體橡膠為丁苯橡膠12.5份。
[0038]制備所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，具體步驟如下:
(1)按照配方比例，在轉(zhuǎn)速為 24r/min的開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里以130 r/min的轉(zhuǎn)速、55°C的溫度捏煉，混合均勾后，出料；
(2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至轉(zhuǎn)速為lOOr/min的錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒；
(3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)
品O
[0039]所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為55°C。
[0040]試驗(yàn)例
將實(shí)施例1-5所制備的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒按照常規(guī)橡膠制品加工方法分別相應(yīng)的應(yīng)用到橡膠制品的加工中，具體見試驗(yàn)例1-5，試驗(yàn)例6為采用非預(yù)分散橡膠助劑NOBS按照常規(guī)橡膠制品加工方法分別相應(yīng)的應(yīng)用到橡膠制品的加工中。試驗(yàn)例所用其他原料均為市售產(chǎn)品。
[0041]試驗(yàn)例I
所述橡膠制品，具體配方組成按照重量份計(jì)，80份天然橡膠NR，20份順丁橡膠BR9000，5份氧化鋅，42份炭黑539，2份防老劑4010，1份防老劑RD，1份石蠟，1份預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒(實(shí)施例1所得)，2.2份硫黃，5份芳烴油，2.5份硬脂酸。
[0042]試驗(yàn)例2
所述橡膠制品，具體配方組成按照重量份計(jì)，25份3#煙片膠，25份5#標(biāo)準(zhǔn)膠，50份順丁橡膠BR9000，5份氧化鋅，50份炭黑N220，2份防老劑4010，1份防老劑RD，1份石蠟，1份預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒(實(shí)施例2所得)，1.1份硫黃，7份芳烴油，2.5份硬脂酸。
[0043]試驗(yàn)例3
所述橡膠制品，具體配方組成按照重量份計(jì)，100份1#煙膠片，5份氧化鋅，2份硬脂酸，35份炭黑N330，2.25份硫黃，1份防老劑RD，1份預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒(實(shí)施例3所得)。
[0044]試驗(yàn)例4
所述橡膠制品，具體配方組成按照重量份計(jì)，70份丁苯橡膠SBR1500，20份順丁橡膠BR9000, 5份氧化鋅，85份炭黑234，2份防老劑4010，1份防老劑RD，1份石蠟，1份預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒(實(shí)施例4所得)，2.2份硫黃，5份芳烴油，2.5份硬脂酸。
[0045]試驗(yàn)例5
所述橡膠制品，具體配方組成按照重量份計(jì)，70份天然橡膠NR，20份丁苯橡膠SBR1500, 5份氧化鋅，42份炭黑539，2份防老劑4020，1份防老劑RD，1份石蠟，1.6份預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒(實(shí)施例5所得)，1.7份硫黃，5份芳烴油，2.5份硬脂酸。
[0046]試驗(yàn)例6
所述橡膠制品，具體配方組成按照重量份計(jì)，100份1#煙膠片，5份氧化鋅，2份硬脂酸，35份炭黑N330, 2.25份硫黃，1份防老劑RD, 2份NOBS。
[0047]表1中表示的試驗(yàn)例1-5所涉及到的主要性能指標(biāo)，試驗(yàn)例6為采用非預(yù)分散橡膠助劑NOBS所涉及到的主要性能指標(biāo)，其中門尼焦燒和硫化數(shù)據(jù)指的是橡膠加工過程中的參數(shù)；邵氏硬度、拉伸強(qiáng)度、扯斷永久變形和阿克隆磨耗為應(yīng)用試驗(yàn)例1-5所述配方得到的橡I父制品的性能指標(biāo)。
[0048]表1試驗(yàn)例I所得橡膠制品的主要性能指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，其特征在于:按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 60-80份，防焦劑CTP 5-15份，載體橡膠5-15份，環(huán)烷礦物油4-9份，石蠟1_3份，PETS 0.5-2 份； 所述載體橡膠為天然橡膠NR或順丁橡膠或氯丁橡膠或EPDM或丁苯橡膠中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，其特征在于:按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 65-75份，防焦劑CTP 7-12份，載體橡膠10-15份，環(huán)烷礦物油5-8 份，石蠟 2-3 份，PETS 0.5-1 份； 所述載體橡膠為天然橡膠NR或順丁橡膠或氯丁橡膠或EPDM或丁苯橡膠中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，其特征在于:按重量份計(jì)，由下列物質(zhì)組成:促進(jìn)劑NS 71份，防焦劑CTP 9份，載體橡膠10份，環(huán)烷礦物油7份，石蠟 2份，PETS I 份； 所述載體橡膠為天然橡膠NR或順丁橡膠或氯丁橡膠或EPDM或丁苯橡膠中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒，其特征在于:所述載體橡膠為EPDM或丁苯橡膠的一種或兩種。
5.制備權(quán)利要求1或2或3所述預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的方法，其特征在于:具體步驟如下: (1)按照配方比例，在開煉機(jī)里將載體橡膠和PETS塑煉均勻，再投入裝有CTP、NS、環(huán)烷礦物油、石蠟和PETS的密煉機(jī)里捏煉，混合均勻后，出料； (2)將步驟(1)所得物料投入運(yùn)輸料斗，運(yùn)送至錐形雙螺桿捏煉機(jī)，經(jīng)捏煉后直接輸送至單螺桿冷喂料擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，得到母膠粒； (3 )將步驟(2 )得到的母膠粒經(jīng)旋風(fēng)冷卻器冷卻，再經(jīng)振動篩篩分后，收料，得到目標(biāo)產(chǎn)品O
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述開煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為24 r/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述密煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為110 r/min-190 r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述密煉機(jī)的溫度為45°C -75°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述錐形雙螺桿捏煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為75r/mirTll0r/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)分散綜合防焦促進(jìn)劑母膠粒的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述單螺桿冷喂料擠出機(jī)機(jī)頭溫度為45-60°C。
【文檔編號】C08L7/00GK103756036SQ201310742618
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】李春鵬, 吳文雷, 欒波, 樊其艷 申請人:黃河三角洲京博化工研究院有限公司