本發(fā)明涉及橡膠生產(chǎn)加工改性
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及高分子聚合物間同1，2-聚丁二烯的加工改性工藝。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，橡膠的需求量也越來越大，合成橡膠作為有效的替代品可以填補由于天然橡膠的產(chǎn)量不足而導(dǎo)致的供給空缺。合成聚丁二烯橡膠是僅次于丁苯橡膠的世界第二大合成橡膠，具有優(yōu)越的市場前景。同時，使用的合成間同1,2-聚丁二烯，其合成方法舍棄以往常用的鉬系、鋰系、鈷系催化劑，選用了的鐵系催化劑，可不用cs2、烷基氯化物為溶劑，使得合成過程更加環(huán)保。標志著我國合成橡膠工業(yè)的巨大進步。我們將其與其他橡膠共混加工既保持間同1，2-聚丁二烯原有的優(yōu)異性能，同時提高了加工性降低了成本。由于鐵系催化劑合成的間同1,2-聚丁二烯自身結(jié)晶度較高（達到50%-70%）使其熔融溫度達到170℃～200℃，加工性能較差，傳統(tǒng)的并用膠加工方法不能使間同1,2-聚丁二烯與橡膠很好共混，產(chǎn)生明顯的相分界，力學(xué)性能不穩(wěn)定，在長期的疲勞測試后容易導(dǎo)致性能大幅度降低。技術(shù)實現(xiàn)要素：：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種間同1,2-聚丁二烯并用膠加工方法，以使合成的間同1,2-聚丁二烯符合實際應(yīng)用。本發(fā)明包括以下步驟：1）將間同1，2-聚丁二烯在密煉機中，與橡膠混合塑煉，取得均勻共混體；該步驟的目的是利用熱氧化降解作用使間同1，2-聚丁二烯大分子鏈斷裂，分子鏈由長變短而使分子量分布均勻化并與橡膠混煉均勻。2）將均勻共混體與增塑劑混合，于開煉機上薄通5～15次，取得塑化的共混體；該步驟的目的是為了改善間同1，2-聚丁二烯的加工性能是橡膠分子鏈之間的作用力降低，降低硬度，增加流動性使橡膠可塑性提高。3）將塑化的共混體與橡膠固體軟化劑、促進劑、活性劑、防老劑、硫磺混合混煉，取得混煉后的橡膠。該步驟的目的是為了讓橡膠原先的線性大分子鏈通過化學(xué)交聯(lián)而構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，促進劑、活化劑和硫化劑三者配合使得硫化時間縮短，硫化效率顯著提高。防老劑主要是為了增加橡膠耐老化性能。將混煉后的橡膠經(jīng)平板硫化，即可取得需要的各種形狀橡膠制品。本發(fā)明工藝特點：利用間同1，2-聚丁二烯與橡膠混合塑煉，通過加入古馬隆或芳烴油作為增塑劑，明顯改善了加工性能。通過本工藝取得的橡膠產(chǎn)品同時具有耐熱老化、抗?jié)窕奶匦?，可滿足基本橡膠的要求。進一步地，本發(fā)明所述間同1，2-聚丁二烯是以1，3-聚丁二烯為單體，由鐵系催化劑聚合而成，其中1，2-結(jié)構(gòu)含量為70%～95%，間同度為80%～95%；間同1，2-聚丁二烯的結(jié)晶度為50%～70%，數(shù)均分子量為40萬～70萬，分子量分布為mw/mn為2～3。這是作為本發(fā)明工藝中原料——間同1,2-聚丁二烯自身的性能指標，本發(fā)明優(yōu)先選用具有以上特性的間同1,2-聚丁二烯為原料，能保障制成的產(chǎn)品擁有耐高溫，耐老化，抗?jié)窕男阅?，同時該工藝可以改善其熔融性，并保障加工成型后與其他橡膠并用時均勻，不會發(fā)生明顯相分離。另外，本發(fā)明所述橡膠為天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠或丁腈橡膠。采用此些具體橡膠與間同1，2-聚丁二烯共混加工既保持間同1，2-聚丁二烯原有的優(yōu)異性能，同時提高了加工性能，降低了成本。這些橡膠已經(jīng)試驗過具有可行性，同時，應(yīng)用與這些常用橡膠使得該加工工藝具有普遍的應(yīng)用價值，易于推廣。所述步驟1）中，間同1，2-聚丁二烯與橡膠的投料質(zhì)量比為1～3∶2～4。該用量比的設(shè)計出發(fā)點主要是在節(jié)省成本的同時，還保障了間同1,2-聚丁二烯原有的耐熱老化和抗?jié)窕?，同時不同的膠種密度上會有差異，質(zhì)量比會略有差異。所述步驟1）中，在密煉機中混合塑煉的溫度條件為120℃～160℃，時間為3～8分鐘。溫度的選擇主要是基于高溫會對橡膠高分子鏈有一定的破壞作用，溫度過高會使得橡膠分子鏈斷裂，影響并用膠的拉伸性能，溫度過低起不不到有效的塑煉效果，時間的選擇基于時溫等效原理。本發(fā)明所述增塑劑為芳烴油或古馬隆。采用該具體材料為增塑劑目的是為了改善間同1，2-聚丁二烯的加工性能是橡膠分子鏈之間的作用力降低，降低硬度，降低橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，增加流動性使橡膠可塑性提高，有利于成型加工。所述間同1，2-聚丁二烯與增塑劑的投料質(zhì)量比為10～30∶2～5。采用該用料比的設(shè)計出發(fā)點主要考慮了增塑劑與并用膠的相容性，增塑劑過多會析出，同時橡膠變得柔軟，降低強度，過少起不到增加高聚物的塑性，降低高聚物的加工溫度的效果。所述間同1，2-聚丁二烯與氧化鋅、硬脂酸、促進劑、硫磺的投料質(zhì)量比為20～60∶2～8∶1～5∶0.5～4∶1～5。氧化鋅可以起到補強和增加橡膠的導(dǎo)熱性，氧化鋅在硬脂酸的作用下形成皂鋅，提高了橡膠的溶解度，并與促進劑形成一種絡(luò)合物，是促進劑更加活潑，同時可以提高橡膠的耐熱老化性能，硬脂酸作為油脂性增塑劑可以配合氧化鋅在膠料中均勻分散，也是一種重要的硫化劑，促進劑可以降低硫化溫度，縮短硫化時間，減少硫磺用量降低能耗提高產(chǎn)品質(zhì)量，老化劑可以延緩和阻礙老化反應(yīng)，延長橡膠的使用壽命。投料比主要基于成本和效用最大化。附圖說明圖1為間同1，2-聚丁二烯的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。圖2為實施例一制成的產(chǎn)品的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。圖3為實施例二制成的產(chǎn)品的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。圖4為實施例三制成的產(chǎn)品的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。圖5為實施例三制成的產(chǎn)品的光學(xué)顯微鏡掃描圖。具體實施方式一、制備工藝：原料說明：以下原料所述間同1，2-聚丁二烯是以1，3-聚丁二烯為單體，由鐵系催化劑聚合而成，其中1，2-結(jié)構(gòu)含量為70%～95%，間同度為80%～95%；間同1，2-聚丁二烯的結(jié)晶度為50%～70%，數(shù)均分子量為40萬～70萬，分子量分布為mw/mn為2～3。其具體合成方法按申請?zhí)枺?00810051616.6（熱穩(wěn)定間同1,2-聚丁二烯熱塑性彈性體的制造方法）。1、實施例一：備料：按重量份分別稱取50份間同1，2-聚丁二烯（spb）、50份丁苯橡膠（sbr）、2.5份硬脂酸、5份氧化鋅、1份促進劑tt、0.9份促進劑cz、1份防老劑rd、1.5份防老劑4010na、7份古馬隆、2份硫磺。加工過程：將間同1，2-聚丁二烯（spb）與丁苯橡膠（sbr）在密煉機中于150℃下塑煉5min至共混均一，取出后冷卻至室溫，用開煉機在室溫下（25℃）混煉，先加入古馬隆薄通10次，然后依次加入硬脂酸、氧化鋅、促進劑tt、促進劑cz、防老劑rd、防老劑4010na和硫磺。用割刀法或打三角包的方法在10分鐘左右混煉均勻。將混煉好的橡膠放置24小時以上，根據(jù)無轉(zhuǎn)子硫化儀測出的t90，5分25秒，在150℃下以10～20mpa的壓力壓片硫化加工成厚度為2mm的橡膠片，裁剪后進行性能測試。2、實施例二：備料：按重量份分別稱取60份間同1，2-聚丁二烯（spb）、40份天然橡膠、1份硬脂酸、5份氧化鋅、1份促進劑tt、0.9份促進劑cz、1份防老劑rd、1.5份防老劑4010na、10份芳烴油和5份硫磺。加工過程：將間同1，2-聚丁二烯（spb）與天然橡膠在密煉機中于160℃下塑煉3min至共混均一，取出后冷卻至室溫，用開煉機在室溫下（25℃）混煉，先加入芳烴油薄通10次，依次加入硬脂酸、氧化鋅、促進劑m、防老劑rd、防老劑rd、硫磺。用割刀法或打三角包的方法在10分鐘左右混煉均勻。將混煉好的橡膠放置24小時以上，根據(jù)無轉(zhuǎn)子硫化儀測出的t90，8分4秒。在150℃下以10～20mpa的壓力壓片硫化加工成厚度為2mm的橡膠片，裁剪后進行性能測試。3、實施例三：備料：按重量份分別稱取20份間同1，2-聚丁二烯（spb）、80份順丁橡膠或丁腈橡膠、5份硬脂酸、8份氧化鋅、2份促進劑m、1份防老劑rd、4份芳烴油和1份硫磺。加工過程：將間同1,2-聚丁二烯與順丁膠在密煉機中于120℃下塑煉3min至共混均一，取出后冷，卻至室溫，用開煉機在室溫下（25℃）混煉，先加入芳烴油薄通15次，依次加入硬脂酸、氧化鋅、促進劑m、防老劑rd、防老劑rd、、硫磺。用割刀法或打三角包的方法在10分鐘左右混煉均勻。將混煉好的橡膠放置24小時以上，根據(jù)無轉(zhuǎn)子硫化儀測出的t90，6分25秒。在150℃下以10～20mpa的壓力壓片硫化加工成厚度為2mm的橡膠片，裁剪后進行性能測試。二、各試驗樣品橡膠片的性能測試結(jié)果分析：實施例最大載荷（n）最大拉伸應(yīng)力(mpa)斷裂伸長率(標準的)(%)最大值拉伸位移(mm)100%定伸應(yīng)力)(mpa)30%定伸應(yīng)力(mpa)一138.16811.170391.706274.4833.791328.35854二41.4243.374313.809205.9391.512963.05084三77.1325.993448.125313.6871.483993.87734由上表可見有：采用本發(fā)明工藝制成的間同1,2-聚丁二烯與丁苯橡膠并用膠有較好的力學(xué)性能，與其他幾種橡膠加工的并用膠在不加補強劑的條件可以滿足基本的橡膠應(yīng)用條件。三、各附圖的說明：圖1為顯示了本發(fā)明原料——間同1，2-聚丁二烯的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。由圖1可見：損耗因子的大小代表的是材料的粘彈性性能，損耗因子越大在常溫下（25℃）間同1,2-聚丁二烯的損耗因子大說明材料的黏性大、抗?jié)窕孕阅芎?，同時損耗因子的峰值對應(yīng)溫度可認為是該材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，對應(yīng)為32℃，說明該種材料耐高溫性能優(yōu)越。圖2為實施例一制成的產(chǎn)品的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。由圖2可見：損耗因子出現(xiàn)雙峰，表示間同1,2-聚丁二烯與丁苯橡膠不完全互溶。損耗因子在-24.3℃的峰值是丁苯橡膠相的特征峰，35.2℃處的峰值是間同1,2-聚丁二烯的特征峰。圖3為實施例二制成的產(chǎn)品的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。由圖3可見：損耗因子主要在-14℃有一個明顯的特征峰，天然橡膠與間同1,2-聚丁二烯有較好的相容性。圖4為實施例三制成的產(chǎn)品的動態(tài)機械熱分析（dma）圖譜。由圖4可見：損耗因子主要在-25℃有一個明顯的特征峰，順丁橡膠（或丁腈橡膠）與間同1,2-聚丁二烯有較好的相容性。圖5為實施例三制成的產(chǎn)品的光學(xué)顯微鏡掃描圖。可以明顯看出間同1,2-聚丁二烯以顆粒狀分散于丁苯橡膠體系中。當前第1頁12