橡胶辐照助剂以及橡胶及其制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201710750715.2 | 申请日 | 2017-08-28 | 公开(公告)号 | CN107383450A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 中广核达胜加速器技术有限公司; | 发明人 | 郭英军; 谢志强; 范利平; 朱焕铮; 苏行行; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种 橡胶 辐照助剂，包括：三羟甲基丙烷、甲基 丙烯酸 酯和 二 氧 化 硅 。本发明在橡胶片材未辐照前的生产加工过程中，添加辐照助剂，达到降低其它硫化剂的用量和片材辐照剂量的目的，从而改善返回料凝胶现象，消除薄通工序，提高生产效率，既可以节省 煤 、电等 能源 ，降低成本，也可以提升轮胎品质。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种橡胶辐照助剂，其特征在于，包括：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅。 |
||||||
| 说明书全文 | 橡胶辐照助剂以及橡胶及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种橡胶辐照助剂以及橡胶及其制备方法。 背景技术[0002] 橡胶是三大高分子材料之一，高弹性是其具有的特性，高弹性赋予橡胶及橡胶制品在一定的温度范围内在较小的外力作用下能发生较大的形变，当外力消失后又能以较快的速度恢复原形，这就使橡胶具有缓冲、减震、吸声、密封、柔软可屈挠的特点，同时多数橡胶还绝缘、绝热、耐寒、耐酸碱等，因而广泛应用于减震密封等场所，橡胶还可用作制造轮胎、胶带、胶管、胶鞋、密封件、减震件、绝缘件、胶粘剂等。但生胶多数情况下在高温时发粘而在低温时发硬发脆，不具有高弹性，很大程度上限制了橡胶的使用，这也是橡胶自发现后较长时间内得不到广泛应用的主要原因。 [0003] 目前，主要通过硫化改变橡胶这种缺陷。硫化通常是橡胶制品生产的最后一个工艺过程，也是橡胶制品加工中的一个化学过程，在硫化过程中，外部的条件使胶料组分中的生胶与硫化剂或生胶与生胶之间发生化学反应，由线形的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子，通过这一反应大大改善了橡胶的各项性能，使橡胶制品获得了能满足产品使用需求的物理机械性能和其他性能。 [0004] 传统的橡胶行业的硫化方法为热硫化，在橡胶中加硫化剂、软化剂、补强体系等助剂，再通过高温高压经过一段时间的硫化，使胶料充满模腔，制成有形状的成品。为了降低成本和提高产品品质，现在大部分橡胶行业所属轮胎企业采用物理硫化，即采用加速器辐照技术对片材进行预硫化处理。 [0005] 目前的辐照预硫化技术，为达到硫化要求，需加入较多的硫化剂，同时要求较高的片材辐照剂量，一般要达到35KGy到40KGy。然而，过大的辐照剂量很容易产生凝胶现象，造成返回料需要增加薄通等工序进行处理，浪费人力、物力。 发明内容[0006] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种橡胶辐照助剂以及橡胶及其制备方法，降低硫化促进剂用量和片材辐照剂量。 [0008] 优选的，所述辐照助剂包括： [0009] 三羟甲基丙烷 18～22重量份； [0010] 甲基丙烯酸酯 20～30重量份； [0011] 二氧化硅 50～70重量份。 [0012] 在本发明的某些具体实施例中，所述辐照助剂包括： [0013] 三羟甲基丙烷 18～22重量份； [0014] 甲基丙烯酸酯 26～27重量份； [0015] 二氧化硅 60～70重量份。 [0016] 本发明提供了一种橡胶的制备方法，包括以下步骤： [0017] 橡胶与硫磺、硫化促进剂混炼后，加入辐照助剂，进行辐照预硫化，然后经硫化得到橡胶； [0018] 所述辐照助剂包括：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅。 [0019] 优选的，所述辐照助剂包括： [0020] 三羟甲基丙烷 18～22重量份； [0021] 甲基丙烯酸酯 20～30重量份； [0022] 二氧化硅 50～70重量份。 [0023] 优选的，所述硫化促进剂的添加量为0.65～1.25重量份。 [0024] 优选的，所述辐照助剂的添加量为1～3重量份。 [0025] 优选的，所述混炼还包括： [0027] 优选的，所述辐照的剂量为20KGy～40KGy。 [0028] 优选的，所述辐照的剂量为20KGy。 [0029] 本发明提供了一种上述制备方法制备的橡胶。 [0030] 与现有技术相比，本发明提供了一种橡胶辐照助剂，包括：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅。本发明在橡胶片材未辐照前的生产加工过程中，添加辐照助剂，达到降低硫化促进剂的用量和片材辐照剂量，且不会影响橡胶性能的目的，从而改善返回料凝胶现象，消除薄通工序，提高生产效率，既可以节省煤、电等能源，降低成本，也可以提升轮胎品质。 具体实施方式[0031] 本发明提供了一种橡胶辐照助剂，包括：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅。 [0032] 本发明以上述组分的组合物为辐照助剂，在辐照前加入到橡胶混料中，采用较少的硫化促进剂，以及较小的辐照剂量，即可硫化得到性能优良的橡胶制品。 [0033] 上述辐照助剂优选的，包括： [0034] 三羟甲基丙烷 18～22重量份； [0035] 甲基丙烯酸酯 20～30重量份； [0036] 二氧化硅 50～70重量份。 [0037] 更优选的，所述辐照助剂包括： [0038] 三羟甲基丙烷18～22重量份，甲基丙烯酸酯26～27重量份，二氧化硅60～70重量份。 [0039] 在本发明的某些具体实施例中，所述辐照助剂包括： [0040] 三羟甲基丙烷22重量份，甲基丙烯酸酯26～27重量份，二氧化硅60～70重量份。 [0041] 在本发明的某些具体实施例中，所述辐照助剂包括： [0042] 三羟甲基丙烷22重量份，甲基丙烯酸酯26.7重量份，二氧化硅65.5重量份。 [0043] 上述重量份指三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅的重量比。 [0044] 本发明还提供了一种橡胶的制备方法，包括以下步骤： [0045] 橡胶与硫磺、硫化促进剂混炼后，加入辐照助剂，进行辐照预硫化，然后经硫化得到橡胶。 [0046] 上述辐照助剂组分及各组分配比同上，在此不再赘述。 [0047] 在橡胶硫化过程中，所述辐照助剂的总添加量优选为1～3重量份。 [0048] 本发明对上述硫化促进剂的具体种类并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的橡胶制备工艺中适用的硫化促进剂。 [0049] 上述硫化促进剂的添加量优选为0.65～1.25重量份，更优选为0.65～1重量份，在本发明的某些具体实施例中，所述硫化促进剂的添加量为0.65重量份。本发明通过添加辐照助剂，减少了硫化促进剂的用量，现有工艺中的硫化促进剂用量一般为1.25～1.45重量份。 [0050] 上述辐照助剂和硫化促进剂添加的重量份数，以橡胶为100份计。如橡胶为100g，则辐照助剂为1～3g，硫化促进剂为0.65～1.25g，以此类推。 [0051] 本发明对上述硫磺的用量并无特殊限定，可以为常规添加量。 [0052] 本发明在上述混炼过程中，还可以添加防老剂、软化剂、补强体系和炭黑中的任意一种或多种等其他本领域技术人员熟知的橡胶助剂。 [0053] 辐照预硫化工艺中，本发明优选的，辐照量为20KGy～40KGy。本发明通过添加辐照助剂，大大降低了辐照剂量，现有工艺中的辐照剂量一般为35～40KGy。在本发明的某些具体实施例中，所述辐照剂量为20KGy、30KGy或40KGy，本发明采用20KGy的辐照剂量，制备的橡胶制品，性能可达到不添加辐照助剂，辐照剂量为40KGy得到的橡胶制品，从而大大节约了电能，节省了能源，降低了成本。 [0054] 实验结果表明，本发明制备的橡胶制品，不会产生凝胶现象。 [0055] 本发明还提供了一种橡胶，按照以上方法制备而成。 [0056] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的橡胶辐照助剂以及橡胶及其制备方法进行详细描述。 [0057] 实施例1 [0058] 混炼前，先将天然胶(1454.6g)进行塑炼，再加入81.5g氧化锌、29.1g防老剂、21.8g辛基树脂、27.3g间苯二酚-80、72.7g HMMM、硫化促进剂18.2g、1.7g CTP进行混炼；混炼均匀后，加入829.1g炭黑进行混炼；然后在105℃左右加入64.0g不溶性硫磺，待硫磺分散均匀后，将混炼好的胶料，分为以下四份： [0059] (1)未辐照胶料； [0060] (2)未加辐照助剂辐照20KGy胶料； [0061] (3)加辐照助剂辐照20KGy胶料； [0062] (4)加辐照助剂辐照40KGy胶料； [0063] 其中，添加的辐照助剂为：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅、三种混合共计21.8g。 [0064] 其中，三羟甲基丙烷4.2g，甲基丙烯酸酯5.1g，二氧化硅12.5g。 [0066] 表1 门尼粘度和流变检测结果 [0067] [0068] 然后对四种胶料按照上下模161℃，时间30min进行硫化，硫化完成后停放12小时进行硫化胶料实验，硫化后胶料检验结果见表2： [0069] 表2 硫化后胶料检验结果 [0070] [0071] [0072] 注：以上是由天然胶SMR20#进行塑炼及各种橡胶助剂混炼制备而成的橡胶。 [0073] 实施例2 [0074] 混炼前，先将天然胶(1454.6g)进行塑炼，再加入81.5g氧化锌、29.1g防老剂、21.8g辛基树脂、27.3g间苯二酚-80、72.7g HMMM、硫化促进剂9.5g、1.7g CTP进行混炼；混炼均匀后，加入829.1g炭黑进行混炼；然后在105℃左右加入64.0g不溶性硫磺，待硫磺分散均匀后，将混炼好的胶料，分为以下五份： [0075] (1)未辐照胶料； [0076] (2)未加辐照助剂辐照20kGy胶料； [0077] (3)加辐照助剂辐照20kGy胶料； [0078] (4)未加辐照剂辐照40kGy胶料； [0079] (5)加辐照助剂辐照40kGy胶料； [0080] 其中，添加的辐照助剂为：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅，三种混合共计21.8g。 [0081] 其中，三羟甲基丙烷4.2g，甲基丙烯酸酯5.1g，二氧化硅12.5g。 [0082] 其余条件同实施例1。 [0083] 辐照后进行门尼粘度和流变仪检测。结果见表3。 [0084] 表3 门尼粘度和流变检测结果 [0085] [0086] 然后对五种胶料按照上下模161℃，时间30min进行硫化，硫化完成后停放12小时进行硫化胶料实验，硫化后胶料检验结果见表4： [0087] 表4 硫化后胶料检验结果 [0088] [0089] [0090] 实施例3 [0091] 混炼前，先将天然胶(1454.6g)进行塑炼，再加入81.5g氧化锌、29.1g防老剂、21.8g辛基树脂、27.3g间苯二酚-80、72.7g HMMM、促进剂18.2g、1.7g CTP进行混炼；混炼均匀后，加入829.1g炭黑进行混炼；然后在105℃左右加入64.0g不溶性硫磺，待硫磺分散均匀后，将混炼好的胶料，分为以下四份： [0092] (1)未辐照胶料 [0093] (2)未加辐照助剂20kGy胶料 [0094] (3)加辐照助剂辐照20kGy胶料 [0095] (4)加辐照助剂辐照40kGy胶料 [0096] 其中，添加的辐照助剂为：三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯和二氧化硅三种混合共计21.8g。 [0097] 其中，三羟甲基丙烷4.2g，甲基丙烯酸酯5,1g，二氧化硅12.5g。 [0098] 其余条件同实施例1。 [0099] 辐照后进行门尼粘度和流变仪检测。结果见表5。 [0100] 表5 门尼粘度和流变检测结果 [0101] [0102] [0103] 然后对四种胶料按照上下模161℃，时间30min进行硫化，硫化完成后停放12小时进行硫化胶料实验，硫化后胶料检验结果见表6： [0104] 表6 硫化后胶料检验结果 [0105] [0106] 由以上实施例可知，通过在胶料中添加辐照助剂，减少了硫化促进剂的用量，且采用较小的辐照剂量制备得到橡胶，随着辐照剂量的增加，门尼粘度、ML、MH、拉伸强度、拉断伸长率和硬度大幅度升高，胶料焦烧时间、100％定伸和300％定伸有所下降，根据以上数据分析加入辐照助剂辐照后，胶料交联程度随之上升，可见加入三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸酯及二氧化硅辐照效果较好，降低了橡胶助剂使用量，同时降低了辐照过程中电能使用率。 [0107] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈