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一种环保型防龟裂路锥及其制备方法

阅读:816发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种环保型防龟裂路锥及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种环保型防龟裂路锥及其制备方法,涉及交通设施的技术领域,按重量份数计,该路锥的原料包括以下组分:三元乙丙 橡胶 90-110份; 氧 化锌5-8份; 硬脂酸 2-4份; 增粘剂 5-6份; 偶联剂 0.6-1份;补强剂20-35份;硫化剂12-14份;防老剂0.5-1份;分散剂2-4份。三元乙丙橡胶具有良好的综合性能:高动态 力 学性能、耐候性、抗 腐蚀 性及耐臭氧性能。以三元乙丙橡胶为原料配合上述辅助剂的添加,则能够为路锥提供良好的抗老化性能,具有不易发生龟裂的优点。,下面是一种环保型防龟裂路锥及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种环保型防龟裂路锥,其特征在于:按重量份数计,其原料包括以下组分,三元乙丙橡胶       90-110份;
化锌             5-8份;
硬脂酸             2-4份;
增粘剂             5-6份;
偶联剂             0.6-1份;
补强剂             20-35份;
硫化剂             12-14份;
防老剂             0.5-1份;
分散剂             2-4份。
2.根据权利要求1所述的环保型防龟裂路锥,其特征在于:所述补强剂采用15-25份的炭黑和5-10份的白炭黑。
3.根据权利要求1所述的环保型防龟裂路锥,其特征在于:所述增粘剂采用丙烯酸树脂
4.根据权利要求3所述的环保型防龟裂路锥,其特征在于:所述偶联剂采用重量份数比为1:1的偶联剂KH-550和偶联剂KH-560。
5.根据权利要求1所述的环保型防龟裂路锥,其特征在于:所述硫化剂采用重量份数比为1:1的促进剂OTTBS和促进剂TT-80的混合物。
6.根据权利要求1所述的环保型防龟裂路锥,其特征在于:所述防老剂采用防老剂RD。
7.根据权利要求4所述的环保型防龟裂路锥,其特征在于:所述分散剂采用PVP-K30。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的环保型防龟裂路锥的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂RD、PVP-K30进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品。

说明书全文

一种环保型防龟裂路锥及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及交通设施的技术领域,更具体地说,它涉及一种环保型防龟裂路锥及其制备方法。

背景技术

[0002] 路锥又称路障,用于放置在道路中间、危险地区和道路施工路段等,进行临时分隔车流、引导交通,路锥同时也起到了提醒司机的作用。
[0003] 现有技术中,路锥一般由聚氯乙烯材料、色母消泡剂等原料按照一定比例混合后,通过一定的压,将混合均匀的混合物挤到模具中,整体模压而成。且为了提高路锥的稳定性和辨识度,还会在制备完成的路锥外壳中加入沙条和反光锥套,提高路锥的适用性。
[0004] 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷,产生的主要原因是由于应力变形所致,主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形,使得现有技术中路锥较为容易产生龟裂,有待改进。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种环保型防龟裂路锥及其制备方法,具有防龟裂性能良好的优点。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种环保型防龟裂路锥,按重量份数计,其原料包括以下组分:
三元乙丙橡胶       90-110份;
化锌             5-8份;
硬脂酸             2-4份;
增粘剂             5-6份;
偶联剂             0.6-1份;
补强剂             20-35份;
硫化剂             12-14份;
防老剂             0.5-1份;
分散剂             2-4份。
[0007] 通过采用上述技术方案,三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及少量非共轭双烯采用溶液法或悬浮法共聚而制得的,三元乙丙橡胶的分子链结构特点是分子链基本不含不饱和键,取代基空间位阻小,分子链柔软性好,是一种饱和非结晶性橡胶,这样的分子结构决定了三元乙丙橡胶具有良好的综合性能:高动态力学性能、耐候性、抗腐蚀性及耐臭氧性能。以三元乙丙橡胶为原料,则能够为路锥提供良好的抗老化性能,具有不易发生龟裂的优点。
[0008] 三元乙丙橡胶具有硫化速度慢的缺陷,氧化锌具有硫化促进剂的作用,能够提高三元乙丙橡胶的硫化活性,提高其硫化速度,且氧化锌具有补强剂的作用,能够提高体系的抗撕裂性和强度。
[0009] 且三元乙丙橡胶具有与其它材料粘合性差的缺点,通过添加增粘剂以及偶联剂,则能够有效提高三元乙丙橡胶与其它材料之间的粘合性,提高整体的配合效果,进而进一步避免产生龟裂。
[0010] 进一步地,所述补强剂采用15-25份的炭黑和5-10份的白炭黑。
[0011] 通过采用上述技术方案,通过炭黑和白炭黑的添加,能够提供良好的补强作用,提高路锥的强度。
[0012] 进一步地,所述增粘剂采用丙烯酸树脂
[0013] 通过采用上述技术方案,水性丙烯酸树脂具有良好的增粘效果,提高三元乙丙橡胶与其它材料之间的粘合性,且具有价格低、使用安全、环保无污染等优点。
[0014] 进一步地,所述偶联剂采用重量份数比为1:1的偶联剂KH-550和偶联剂KH-560。
[0015] 通过采用上述技术方案,KH-550能够作为水性丙烯酸树脂的粘结促进剂,提高水性丙烯酸树脂的粘稠度,提高其增粘效果。而KH-550和KH-560作为偶联剂,均能够提高三元乙丙橡胶和补强剂之间的粘结性,提高体系的稳定性。
[0016] 其中,KH-550中含有基,极易与体系中的不饱和键发生反应,影响体系的稳定性,而KH-560中含有环氧基,能够与KH-550中的氨基反应生成交联网络结构,从而进一步提高体系的结构强度。
[0017] 进一步地,所述硫化剂采用重量份数比为1:1的促进剂OTTBS和促进剂TT-80的混合物。
[0018] 通过采用上述技术方案,促进剂OTTBS和促进剂TT-80均具备硫化剂和促进剂的效果,能够相互协同以增强硫化效果。同时,相较于现有技术中使用最广泛的次磺酰胺类促进剂,次磺酰胺类促进剂的仲胺基在硫化过程中会产生致癌物质亚硝胺,对人体健康存在潜在危险。而促进剂OTTBS和促进剂TT-80均具有较高的分子量,很低的挥发度,在硫化温度下很稳定,不产生亚硝胺。
[0019] 进一步地,所述防老剂采用防老剂RD。
[0020] 通过采用上述技术方案,防老剂RD适用于三元乙丙橡胶体系,以进一步提高其抗老化性能,提高防龟裂性。
[0021] 进一步地,所述分散剂采用PVP-K30。
[0022] 通过采用上述技术方案,PVP-K30是一种非离子型表面活性剂,能够提高体系的分散性,进而提高各组分的整体配合效果。
[0023] 防老剂RD是链断裂型防老剂,其分子结构中有反应性N-H官能团,在抑制氧化过程中通过与聚合物争夺链增长自由基R和RO2以中断链式反应,但在氢原子转移到过氧化自由基上时,反应中至少有一个分子氢过氧化物生成,而PVP-K30能够与此氢过氧化物反应,从而进一步降低老化速率,对防老剂RD的抗老化性能具有协同作用。
[0024] 本发明的另一目的在于提供一种环保型防龟裂路锥的制备方法,包括以下步骤:S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂RD、PVP-K30进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品。
[0025] 综上所述,本发明具有以下有益效果:1. 三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及少量非共轭双烯采用溶液法或悬浮法共聚而制得的,三元乙丙橡胶的分子链结构特点是分子链基本不含不饱和键,取代基空间位阻小,分子链柔软性好,是一种饱和非结晶性橡胶,这样的分子结构决定了三元乙丙橡胶具有良好的综合性能:高动态力学性能、耐候性、抗腐蚀性及耐臭氧性能。以三元乙丙橡胶为原料,则能够为路锥提供良好的抗老化性能,具有不易发生龟裂的优点;
2. 三元乙丙橡胶具有硫化速度慢的缺陷,氧化锌具有硫化促进剂的作用,能够提高三元乙丙橡胶的硫化活性,提高其硫化速度,且氧化锌具有补强剂的作用,能够提高体系的抗撕裂性和强度。且三元乙丙橡胶具有与其它材料粘合性差的缺点,通过添加增粘剂以及偶联剂,则能够有效提高三元乙丙橡胶与其它材料之间的粘合性,提高整体的配合效果,进而进一步避免产生龟裂;
3. 水性丙烯酸树脂具有良好的增粘效果,提高三元乙丙橡胶与其它材料之间的粘合性,且具有价格低、使用安全、环保无污染等优点;
4. KH-550能够作为水性丙烯酸树脂的粘结促进剂,提高水性丙烯酸树脂的粘稠度,提高其增粘效果。而KH-550和KH-560作为偶联剂,均能够提高三元乙丙橡胶和补强剂之间的粘结性,提高体系的稳定性。其中,KH-550中含有氨基,极易与体系中的不饱和键发生反应,影响体系的稳定性,而KH-560中含有环氧基,能够与KH-550中的氨基反应生成交联网络结构,从而进一步提高体系的结构强度;
5. 促进剂OTTBS和促进剂TT-80均具备硫化剂和促进剂的效果,能够相互协同以增强硫化效果。同时,相较于现有技术中使用最广泛的次磺酰胺类促进剂,次磺酰胺类促进剂的仲胺基在硫化过程中会产生致癌物质亚硝胺,对人体健康存在潜在危险。而促进剂OTTBS和促进剂TT-80均具有较高的分子量,很低的挥发度,在硫化温度下很稳定,不产生亚硝胺;
6. PVP-K30是一种非离子型表面活性剂,能够提高体系的分散性,进而提高各组分的整体配合效果。防老剂RD是链断裂型防老剂,其分子结构中有反应性N-H官能团,在抑制氧化过程中通过与聚合物争夺链增长自由基R和RO2以中断链式反应,但在氢原子转移到过氧化自由基上时,反应中至少有一个分子氢过氧化物生成,而PVP-K30能够与此氢过氧化物反应,从而进一步降低老化速率,对防老剂RD的抗老化性能具有协同作用。
附图说明
[0026] 图1是本发明提供的方法的流程图

具体实施方式

[0027] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。实施例
[0028] 实施例1一种环保型防龟裂路锥,按重量份数计,原料组分如表1所示。
[0029] 其中,三元乙丙橡胶采用4050型号,增粘剂选用水性丙烯酸树脂,偶联剂选用KH-550、KH-560,硫化剂选用促进剂OTTBS、促进剂TT-80,防老剂选用防老剂RD,分散剂选用PVP-K30。
[0030] 如图1所示,该环保型路锥的制备方法包括以下步骤:S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂RD、PVP-K30进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品;
S6,套设反光锥套,获得路锥成品。
[0031] 实施例2一种环保型防龟裂路锥,按重量份数计,原料组分如表1所示。
[0032] 其中,三元乙丙橡胶采用4050型号,增粘剂选用水性丙烯酸树脂,偶联剂选用KH-550、KH-560,硫化剂选用促进剂OTTBS、促进剂TT-80,防老剂选用防老剂RD,分散剂选用PVP-K30。
[0033] 该环保型路锥的制备方法包括以下步骤:S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂RD、PVP-K30进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品;
S6,套设反光锥套,获得路锥成品。
[0034] 实施例3一种环保型防龟裂路锥,按重量份数计,原料组分如表1所示。
[0035] 其中,三元乙丙橡胶采用4050型号,增粘剂选用水性丙烯酸树脂,偶联剂选用KH-550、KH-560,硫化剂选用促进剂OTTBS、促进剂TT-80,防老剂选用防老剂RD,分散剂选用PVP-K30。
[0036] 该环保型路锥的制备方法包括以下步骤:S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂RD、PVP-K30进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品;
S6,套设反光锥套,获得路锥成品。
[0037] 实施例4一种环保型防龟裂路锥,按重量份数计,原料组分如表1所示。
[0038] 其中,三元乙丙橡胶采用4050型号,增粘剂选用水性丙烯酸树脂,偶联剂选用KH-550、KH-560,硫化剂选用促进剂OTTBS、促进剂TT-80,防老剂选用防老剂EPDM,分散剂选用PVP-K30。
[0039] 该环保型路锥的制备方法包括以下步骤:S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂EPDM、PVP-K30进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品;
S6,套设反光锥套,获得路锥成品。
[0040] 实施例5一种环保型防龟裂路锥,按重量份数计,原料组分如表1所示。
[0041] 其中,三元乙丙橡胶采用4050型号,增粘剂选用水性丙烯酸树脂,偶联剂选用KH-550、KH-560,硫化剂选用促进剂OTTBS、促进剂TT-80,防老剂选用防老剂RD,分散剂选用十二烷基硫酸钠。
[0042] 该环保型路锥的制备方法包括以下步骤:S1,将三元乙丙橡胶投入密炼机中塑炼5-10min,获得橡胶母料;
S2,将橡胶母料投入炼胶机内加入并氧化锌、炭黑、白炭黑进行混炼1-2min;S3,再加入硬脂酸、水性丙烯酸树脂、偶联剂KH-550、KH-560、促进剂OTTBS、促进剂TT-80、防老剂RD、十二烷基硫酸钠进行混炼15-20min,获得混炼胶;
S4,将混炼胶投入至预热好的模具中进行模压,同时模具放置在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为165-175℃;
S5,冷却开模,获得未装饰的成品;
S6,套设反光锥套,获得路锥成品。
[0043] 性能检测试验耐候性(防龟裂)性测试
用标准裁刀裁取厚度为2.0±0.2mm,长度为50±0.2mm,宽度为10±0.2mm的试样,试样的裁切方向应为其压延方向,将试样拉伸至20%的伸长率后固定在试样拉伸架上,将安装后的试样暴露在大气环境和阳光直射下进行老化试验,试样的暴露面朝南,且与水平面的倾斜呈45°角,每隔4个月记录一次试样表面龟裂宽度的等级,记录总时长为12个月,试样表面龟裂宽度的等级记录如表3所示,试样表面龟裂等级的划分如表2所示。
[0044] 表1、原料配方表  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
三元乙丙橡胶 90 100 110 100 100
氧化锌 5 6 8 6 6
硬脂酸 2 3 4 3 3
增粘剂 5 5 6 5 5
KH-550 0.3 0.4 0.5 0.4 0.4
KH-560 0.3 0.4 0.5 0.4 0.4
炭黑 15 20 25 20 20
白炭黑 5 8 10 8 8
促进剂OTTBS 6 6 7 6 6
促进剂TT-80 6 6 7 6 6
防老剂 0.5 0.7 1.0 0.7 0.7
分散剂 2 3 4 3 3
表2、龟裂等级表
龟裂等级 龟裂特征与表观特征 裂口宽度(mm)
0 没有龟裂,用20倍以下放大镜仍看不见 0
1 轻微龟裂,裂纹微小,放大镜易见,肉眼认真可见 <0.1
2 明显龟裂,裂纹较为明显,数量较少 <0.2
3 显著龟裂,裂纹明显,广泛发展 <0.3
4 严重龟裂,裂纹粗大,布满表面,严重深入内部 <0.4
表3、龟裂等级测试表
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
龟裂等级/4个月 1 1 1 2 2
龟裂等级/8个月 2 2 2 3 3
龟裂等级/12个月 3 3 3 4 4
由表3可见,实施例4和实施例5可见,PVP-K30能够协同防老剂RD提高防老化性能的作用,进而提高路锥的抗龟裂性能。
[0045] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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