橡胶添加剂预分散体、其制备方法及橡胶添加剂的制备方法

摘要

本发明公开并提供了一种对不同橡胶的相容性较强、且残留组分完全不影响橡胶产品性能的橡胶添加剂预分散体；以及一种制造工艺简便、制作方便的制备该橡胶添加剂预分散体的方法；此外，本发明还提供了一种制备包含所述橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂的方法。本发明对不同的橡胶添加剂均能适用，与不同的橡胶制品适配性强，橡胶添加剂预分散体组分完全不会影响配料的硫化特性和产品物性，通过调节CPE和相应增塑剂的比例，通过密炼机进行混炼后，即可进入挤出机进行与添加剂母料的造粒，通过鼓风机将母粒吹入收集器，短暂冷却后得到各种添加剂的预分散体成品。本发明可广泛应用于橡胶添加剂生产领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶添加剂预分散体以及该橡胶添加剂预分散体的制备方法，以及包含该橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂的制备方法。

背景技术

橡胶添加剂（如硫化促进剂等）大部分为干粉状，其体积密度较小，易飞扬，特别是在润湿条件下极易粘附于金属表面，而在干燥状态下本身又不易分散于橡胶配料中。橡胶干粉状添加剂在生产和应用中，有大量的粉尘飞扬，容易造成工作场所粉尘超标，严重影响工作人员的身体健康（如刺激皮肤、呼吸道，影响生殖和生理健康，造成过敏、吸入有毒粉尘等），并会对生态环境造成污染（如对水生生物具有毒性、环境有害等），受相关法律法规及保护环境等多方面的影响，现有很多橡胶制品生产厂家都要求使用粒状产品。

现有的橡胶添加剂如硫化促进剂，可通过对干粉进行造粒做成母料，方便添加使用，同时可避免上述各种接触粉尘等问题。干粉母粒通过干粉直接加压造粒或湿法粘合造粒等工艺进行生产，此两种方法虽简单快捷，所得添加剂母料的浓度较高，但由于制造过程中使用压力较大，粉粒成长过程中容易形成硬结团，添加入橡胶配料后不易分散开，会造成配料的不均匀性。未分散开的硬结团会留存在混炼胶中，不容易过滤出来，所得制品的物理机械性能会降低或造成制品外观缺陷，影响制品的合格率，最终导致生产成本上升。因此，终端客户需要制造商在干粉母粒的易分散性与配料混合的便捷性方面进行改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足, 提供一种对不同橡胶的相容性较强、且残留组分完全不影响橡胶产品性能的橡胶添加剂预分散体；以及一种制造工艺简便、制作方便的制备该橡胶添加剂预分散体的方法；此外，本发明还提供了一种制备包含所述橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂的方法。

本发明橡胶添加剂预分散体所采用的技术方案是，按重量占比计算，它包括以下成分：

EPDM 40％～90％,CPE 5％～40％，硬脂酸0.5％～10％。

本发明橡胶添加剂预分散体的制备方法所采用的技术方案是，该方法包括以下步骤：

（1）           将EPDM、CPE和硬脂酸按一定比例称量后，加入密炼机中；

（2）           开启密炼机混炼5～10分钟，温度控制在65℃～110℃之间，至混合物软化成柔软团块后，停止混炼，下料备用，即获得橡胶添加剂预分散体。

本发明包含橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂的制备方法所采用的技术方案是，该方法包括以下步骤：

a、                    按重量占比计算，将8%～15%橡胶添加剂预分散体、50%～80%需进行预分散的添加剂干粉料及2%～10%橡胶加工油投入密炼机中进行混炼，其中，混炼时间为5～10分钟，混炼温度控制在65℃～110℃之间；

b、                    当需进行预分散的添加剂干粉料完全分散于所述橡胶添加剂预分散体中，且在密炼室内形成柔软的橡胶块状物时，停止混炼；

c、                    把橡胶块状物进行造粒，最后形成橡胶添加剂颗粒。

在上述步骤a中，在混炼过程中开启密炼机一次，使得密炼机内的胶料自由翻滚数次。

在上述步骤c中获得的橡胶添加剂颗粒直径为4～6mm、长度为3～5mm的规则圆柱形流动性颗粒。

所述橡胶加工油为橡胶加工白矿油。

本发明的有益效果是：由于本发明以CPE（树脂型氯化聚乙烯）作为所述橡胶添加剂预分散体的粘合剂，配合所述EPDM（三元乙丙橡胶）及硬脂酸，所以，本发明橡胶添加剂预分散体对不同橡胶的相容性较强、且残留组分完全不影响橡胶产品性能，所得预分散体颗粒软易分散，可大大降低物料配合的时间，减少人力、电力的消耗；同时橡胶配料的均匀性得到改善，不会存在未分散开的硬结团，避免制品出现外观缺陷，物性降低等不合格情况。由于多种添加剂的分散性均得到提高，所得橡胶制品的物性会大幅提升。

此外，本发明所述橡胶添加剂预分散体的制备方法和所述包含有所述橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂的制备方法均为制造工艺简便、制作方便的制作方法，能大大地降低工作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是实施例一中预分散体的化学组成表；

图3是实施例二中预分散体的化学组成表；

图4是实验一的数据对比表；

图5是实验二的数据对比表。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明针对如硫化促进剂等干粉状橡胶添加剂的表面特性，经研究后以CPE（树脂型氯化聚乙烯）作为其预分散体的粘结剂，同时搭配与橡胶配料相溶性力佳的橡胶加工油作为润湿剂来把制备橡胶添加剂制作成颗粒状。利用本发明方法所制得的包含有橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂颗粒，对不同极性的橡胶相容性较强，能够适应橡胶配料连续自动化加工需求。同时橡胶配料的均匀性得到改善，不会存在未分散开的硬结团，避免制品出现外观缺陷，物性降低等不合格情况。

本发明橡胶添加剂预分散体按重量占比计算，它包括以下成分：

EPDM 40％～90％,CPE 5％～40％，硬脂酸0.5％～10％。

所述橡胶添加剂预分散体的制备方法包括以下步骤：（1）将EPDM（三元乙丙橡胶）、CPE（树脂型氯化聚乙烯）和硬脂酸按一定比例称量后，加入密炼机中；（2）开启密炼机混炼5～10分钟，至混合物软化成柔软团块后，停止混炼，下料备用，即获得橡胶添加剂预分散体。

如图1所示，所述橡胶添加剂的制备方法包括以下步骤：a、按重量占比计算，将8%～15%橡胶添加剂预分散体、50%～80%需进行预分散的添加剂干粉料及2%～10%橡胶加工油投入密炼机中进行混炼，其中，混炼时间为5～10分钟，混炼温度控制在65℃～110℃之间，在混炼过程中开启密炼机一次，使得密炼机内的胶料自由翻滚数次，所述橡胶加工油为橡胶加工白矿油；b、当需进行预分散的添加剂干粉料完全分散于所述橡胶添加剂预分散体中，且在密炼室内形成柔软的橡胶块状物时，停止混炼；c、把橡胶块状物进行造粒，最后形成橡胶添加剂颗粒，橡胶添加剂颗粒直径为4～6mm、长度为3～5mm的规则圆柱形流动性颗粒。

下面，以两个具体的实施例来对本发明作进一步的说明。

实施例一：把干粉状硫化促进剂MBTS制作成颗粒产品

如图1所示，称取按图2中附表1所示的预先配制好的橡胶添加剂预分散体4.72KG，投入密炼机中，加入待分散的干粉状MBTS 36 KG，开启密炼机，缓慢加入橡胶加工白矿油后，放下加压砣和防尘罩，完成设定的密炼时间，共约5～8分钟。其间开启防尘罩，升起加压砣，使得密炼仓内胶料自由翻滚两次，以确保完全混炼均匀。待密炼仓内物料完全混合至形成柔软较湿润块状物后，即可下料至挤出机进行切粒。经过鼓风收集器冷却后即获得直径约为5mm，长度约为3～5mm的圆柱状流动性橡胶软颗粒。

实施例二：把干粉状橡胶硫化剂硫磺S制备成颗粒状产品

如图1所示，称取按图3 中附表2所示的预先配制好的橡胶添加剂预分散体4.95KG，投入密炼机中，加入待分散的干粉硫磺S44KG，开启密炼机，缓慢加入橡胶加工白矿油后，放下加压砣和防尘罩，完成设定的密炼时间，共约5～8分钟，其间开启防尘罩，升起加压砣，使得密炼仓内胶料自由翻身两次，以确保完全混炼均匀。待密炼仓内物料完全混合至形成柔软较湿润块状物后，即可下料至挤出机进行切粒。经过鼓风收集器冷却后即获得直径约为5mm，长度约为3～5mm的圆柱状流动性橡胶软颗粒。

本发明对于冷却干燥后的产品进行了混炼应用试验。

实验一：MBTS-80CPE载体的对比测试

在标准胶混炼实验过程中，用肉眼观察由本发明方法制备得到的包含有橡胶添加剂预分散体的橡胶添加剂颗粒与橡胶生料在开放式混炼机上的混合情况。在混炼过程中未观察到在加入粉状添加剂时所发生严重飞扬的情况；由于生产的颗粒为柔软橡胶颗粒，其添加剂已预先分散好，其所需混合时间与作为对照物质粉状添加剂产品明显减少。本实验的标准混炼时间为15分钟。使用预分散体后的混炼时间为8～10分钟。用肉眼观察切口均匀程度，未发现存在未分散的硬结团。其试验对比数据如图4所示。其中，SBR1712 137.5phr，硬脂酸 1phr，氧化锌 5phr，炭黑HAF N330 75phr，芳香油  12.5phr，加工助剂WB212 1phr。

实验二：硫磺S-80CPE载体的对比测试

对粉状添加剂粉料和由本发明制备得到的粒状添加剂产品进行了对比硫化试验，在标准硫化条件下硫化，然后对所得橡胶试片进行物理机械性能的比较实验。实验表明，使用CPE作为粘结剂制作出的预分散体颗粒并不会影响到混炼胶的物理机械性能。其试验对比数据如图5所示。其中，测试基础配方为：SBR1712 137.5phr，硬脂酸 1phr，氧化锌 5phr，炭黑HAF N330 75phr，芳香油  12.5phr，加工助剂WB212 1phr。

本发明可广泛应用于橡胶添加剂生产领域。