一种两级混炼制备丁腈橡胶/聚氯乙烯合金混炼胶的混炼方法与流程

1.本发明涉及橡塑合金的混炼胶制备工艺技术领域，特别是涉及一种nbr/pvc合金混炼胶制备工艺领域。


背景技术：

2.nbr/pvc共混胶广泛用于制备发泡产品，例如保温板、体育用品的缓冲垫，把手等等。在这个体系中，nbr可以提供很好的弹性和手感，而pvc可以在体系中起到骨架的作用，使得整个发泡体系操作性好，产品质量稳定；此外nbr和pvc均是极性的高分子聚合物，其有良好的相容性，因此其应用越来越广泛。
3.另一方面，pvc的熔点较高，将其与nbr进行共混时，需要在pvc熔化时才能有足够好的分散效果，因此现有技术中采取了两种方式，第一种是使用乳液法pvc，又称pvc糊树脂，其pvc粒径极小，使其可以以微粒的状态分散在nbr中，无需使得pvc熔化后分散，但是pvc糊树脂生产成本高，价格昂贵，其它分散后的性能也不及pvc熔融分散；第二种是先进行pvc和nbr的共混，在较高的温度下使pvc熔融后与nbr充分共混，共混后下片冷却后与橡胶助剂混炼成混炼胶。
4.cn111040267a中提供了一种一种合金橡胶的生产工艺，其特征在于，包括：将nbr、pvc粉置于密炼机中进行混炼，混炼25～35min，得到混炼物料；将混炼物料置于开炼机中再次混炼，混炼结束后过滤，冷却后既得合金橡胶。该现有技术中混炼时间很长。
5.cn111057278a提到一种保温发泡管的制备方法将nbr、eva、可发性聚丙乙烯、ca/zn热稳定剂投入密炼机进行高温密炼，温度为150～160℃，时间为8～12min；降温至90
‑
110℃，恒温条件下，再加入阻燃剂、空心微球1、可再分散乳胶粉vae、聚乙二醇、水镁石纳米纤维、粉煤灰、氧化石蜡、二辛脂、滑石粉，混炼10
‑
20min，出料至发泡炉内，加入发泡剂、滑石粉，130
‑
150℃下发泡15
‑
45min，即得。该现有技术未涉及到pvc和nbr的混炼，也未提高降温混炼方法。
6.cn110628151a提供了一种聚氯乙烯合金胶与丁腈橡胶的混炼方法包括如下步骤：将聚氯乙烯合金胶与丁腈橡胶混炼，并依次加入增塑剂、补强剂、硬脂酸、氧化锌和防老剂混炼至胶料成团，在温度为130
±
5℃时下排胶，冷却待用；待混炼胶料温度降至60℃以下，将胶料放入开炼机中，依次加入促进剂、硫磺和硫化剂混炼5～7min，在温度低于90℃时排胶，切片，冷却得到混炼胶切片；对混炼胶切片进行压制成型，在温度为180℃的条件下硫化4min，得到耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶。该方法是两步法混炼，在第二步使用开炼机，效率低，自动化程度低，同时未提到二级密炼工艺。
7.cn111004422a提供了一种连续挤出发泡用nbr胶料的制备方法，包括以下步骤：(1)混炼胶制备：按照上述配比备好原料，依次投入密炼机内混炼，加料顺序为nbr、pvc
→
微晶蜡、硬脂酸和发泡剂
→
补强剂
→
增塑剂、阻燃剂
→
硫磺、氧化锌和促进剂、干燥剂
→
排料、冷却；冷却的胶料在开炼机上返炼出片；(2)微波硫化：在微波连续硫化生产线上，将上步制
备的混炼胶由挤出机挤出，并经过微波段和热空气段发泡硫化，冷却后裁切，完成制备。该现有技术未公布混炼的技术细节。
8.现有技术中nbr/pvc混炼胶一般是使用两步法混炼，即是先将nbr和pvc进行高温混炼，制备成共混胶后，再冷却后加入其它橡胶助剂，再混炼到一定的温度后出料，这种方法存在着几个较明显的缺点，首先是混炼能耗很高，制备共混胶需要升温，加入橡胶助剂需要冷却后加入，加入后再升温，两次升温过程使得大量的电能被消耗，第二是冷却后的nbr/pvc共混胶硬度较大，重新混炼对设备损耗较大，特别是共混胶中pvc含量较高时，特别是pvc和nbr的比例超过1：1时，这种方法的操作难度更大，对设备的损耗更大。


技术实现要素：

9.为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了两级混炼制备nbr/pvc合金混炼胶的混炼工艺，可以用于生产制备nbr/pvc混炼胶。使得生产过程能耗降低，混炼过程密炼机扭矩低，混炼效率高，发泡孔更小更致密，发泡比高。另一方面，本发明也特别适用于pvc与nbr含量比较高的混炼胶产品，特别是当pvc与nbr的比值超过1：1后，使用本发明特别适合。
10.本发明提供的nbr/pvc共混胶混炼方法包括两级混炼，使用两台密炼机分别混炼，第一级为升温混炼，第二级为降温混炼，具体包括以下步骤：
11.将丁腈橡胶及聚氯乙烯、pvc稳定剂和高温胶助剂加入第一级密炼机中，混炼过程中转速控制为剪切生热大于散热，混炼同时生热，混炼至温度达到第一级出料温度后出料；
12.出料后物料不经冷却，直接投入第二级密炼机中；
13.在第二级密炼机中同时加入终炼助剂，控制转速和冷却条件，使得物料一边密炼以一定的降温速度降温，当混炼至物料温度达到一定温度时出料，完成混炼，置于开炼机中压薄出片。
14.所述的第一级出料温度为150
‑
190℃，其中优选为160
‑
170℃。
15.所述的第一级密炼时间，根据配方调整转速，控制到达目标温度时间为5
‑
15分钟，其中优选7
‑
10分钟。
16.所述的第二级密炼的降温速度，优选为5
‑
10℃/min。
17.所述的第二级的出料温度，优选为90
‑
120℃.
18.所述的pvc稳定剂为减缓pvc在高温下分解的助剂，可以是钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、钾锌稳定剂或甲基锡稳定剂等，也可以是它们的复合物，其中最优选钙锌稳定剂或钡锌稳定剂。
19.所述的第二级密炼机需要比第一级密炼机大，最优选第一级密炼机容积是第二级密炼机的60％左右。
20.所述的高温胶助剂包含软化剂、填充剂、补强剂中的一种或多种；
21.所述的终炼助剂指橡胶配方中的助剂，包括但不限于促进剂、硫化剂或和填充剂，或和增塑剂。
22.所述的终炼助剂中还可以加入发泡剂，以制备发泡用混炼胶。
23.所述的pvc可以是悬浮法聚合的pvc珠粒料，可以使用粒径大于0.1mm的pvc珠粒料产品。
24.所述的高温胶助剂中可以加入炭黑或/和白炭黑，使得一级密炼升温速度更快。
58.在100l密炼机中加入nbr 18kg，pvc糊树脂22kg，锌钡稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，白炭黑5kg，氯化石蜡6kg，同时按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂、发泡剂共计30公斤左右，开始密炼，控制密炼机转速，混炼至110℃出料后，置入开炼机中压薄出片。
59.实施例4使用悬浮法pvc珠粒料的混炼胶
60.第一级密炼机使用60l密炼机进行密炼，向第一级密炼机中加入nbr 17kg，悬浮法pvc珠粒粒23kg，钡锌稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，炭黑5kg，氯化石蜡6kg，控制密炼机转速，使得体系在9分钟时达到170℃，后出料。
61.出料后的物料直接投入第二级密炼机，第二级密炼机使用100l的容积，在加入第一级密炼后的物料同时，按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂共计30公斤左右，打开冷却水降温并开始密炼，密炼机转速控制为体系降温速度为约8℃/min，密炼至100℃时出料后，置入开炼机中压薄出片。
62.对比例4
‑163.第一级密炼机使用60l密炼机进行密炼，向第一级密炼机中加入nbr 17kg，悬浮法pvc珠粒粒23kg，钡锌稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，炭黑5kg，氯化石蜡6kg，控制密炼机转速，使得体系在9分钟时达到170℃，后出料。
64.出料在开炼机上压片冷却，再加入第二级密炼机，同时按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂共计30公斤左右，开始密炼，控制转速，使其密炼升温至100℃时出料，置入开炼机中压薄出片。
65.对比例4
‑266.在100l密炼机中加入nbr 17kg，悬浮法pvc珠粒粒23kg，锌钡稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，炭黑5kg，氯化石蜡6kg，同时按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂共计30公斤左右，开始密炼，控制密炼机转速，混炼至100℃出料后，置入开炼机中压薄出片。
67.实施例5使用悬浮法pvc珠粒料制备发泡用混炼胶
68.第一级密炼机使用60l密炼机进行密炼，向第一级密炼机中加入nbr 17kg，悬浮法pvc珠粒粒23kg，钡锌稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，白炭黑5kg，氯化石蜡6kg，控制密炼机转速，使得体系在9分钟时达到170℃，后出料。
69.出料后的物料直接投入第二级密炼机，第二级密炼机使用100l的容积，在加入第一级密炼后的物料同时，按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂、发泡剂ac共计30公斤左右，打开冷却水降温并开始密炼，密炼机转速控制为体系降温速度为约9℃/min，密炼至110℃时出料后，置入开炼机中压薄出片。
70.对比例5
‑171.第一级密炼机使用60l密炼机进行密炼，向第一级密炼机中加入nbr 17kg，悬浮法pvc珠粒粒23kg，钡锌稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，白炭黑5kg，氯化石蜡6kg，控制密炼机转速，使得体系在9分钟时达到170℃，后出料。
72.出料在开炼机上压片冷却，再加入第二级密炼机，同时按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂、发泡剂ac共计30公斤左右，开始密炼，控制转速，使其密炼升温至110℃时出料，置入开炼机中压薄出片。
73.对比例5
‑274.在100l密炼机中加入nbr 17kg，悬浮法pvc珠粒粒23kg，锌钡稳定剂0.3公斤，滑石粉5kg，白炭黑5kg，氯化石蜡6kg，同时按配方加入滑石粉、氯化石蜡、氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫化剂、发泡剂ac共计30公斤左右，开始密炼，控制密炼机转速，混炼至110℃出料后，置入开炼机中压薄出片。
75.实施效果：
76.实施例1，对比例1
‑
1，对比例1
‑
2，对比例1
‑
3实施效果。
77.[0078][0079]
实施例2，对比例2
‑
1，对比例2
‑
2，对比例2
‑
3实施效果。
[0080]
[0081][0082]
从以上实例可以看出，常规的nbr/pvc混炼胶制备过程中，本发明实施例的方法从能耗，最大电流以及效率上，明显较现有技术有着较大的优势，尤其从混炼效果上，本发明的方法具有显著的优势。
[0083]
实施例3、对比例3
‑
1、对比例3
‑
2显示了用于发泡的混炼胶中本发明的实施效果及与现有技术的对比。
[0084]
[0085][0086]
实施例3、对比例3
‑
1、对比例3
‑
2、对比例3
‑
3发泡性能。
[0087] 泡孔均匀度发泡倍率开孔实施例3均匀3.3无对比例3
‑
1不均匀3.1无对比例3
‑
2极不均匀2.7有
[0088]
可以看出，本发明用于发泡用混炼胶时，与现有技术在能耗、分散效果、效率以及发泡制品质量上均有较大的优势。
[0089]
实施例4，对比例4
‑
1，对比例4
‑
2，对比例4
‑
3实施效果，显示应用悬浮法pvc珠粒料时，本发明实施效果。
[0090]
[0091][0092]
可以看出，本发明应用于悬浮法pvc珠粒料时，与现有技术相比，优势更为明显。
[0093]
实施例5、对比例5
‑
1、对比例5
‑
2显示了使用悬浮法pvc并用于发泡的混炼胶中本发明的实施效果及与现有技术的对比。
[0094]
[0095][0096]
实施例3、对比例3
‑
1、对比例3
‑
2、对比例3
‑
3发泡性能。
[0097] 泡孔均匀度发泡倍率开孔实施例3均匀3.3无对比例3
‑
1不均匀3.1无对比例3
‑
2极不均匀2.1有
[0098]
可以看出，本发明使用悬浮法pvc珠粒料并用于发泡用混炼胶时，与现有技术在能耗、分散效果、效率以及发泡制品质量上均有极大的优势。
[0099]
同时也应该说明，以上方法是对本发明的实际应用的举例，并不说明全部实现方法仅是以上实施例中提及的方法，任何具备本发明的技术特征，或是经本领域技术人员经过有限次实验即可得到的方案，均在本发明保护范围内。