高性能微球发泡剂预分散母胶粒及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能微球发泡剂预分散母胶粒及其制备方法，按重量份数计，该母胶粒的组成为：微球发泡剂58～62份，聚烃类低聚物25～30份，硬脂酸3～7份，脂肪酸锌皂的混合物4～8份，环烷基橡胶油2～6份；微球发泡剂由多个分散的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在外壳内的发泡剂本体，外壳由热塑性树脂构成，发泡剂本体由异丁烷或异戊烷构成；本发明通过添加聚烃类低聚物对微球发泡剂的微球外壳材料原位增容改性，并添加硬脂酸、脂肪酸锌皂的混合物和环烷基橡胶油，将微球发泡剂制成预分散母胶粒形式，可有效解决微球发泡剂直接投放至橡胶中存在的易团聚、分散困难的共性技术问题并减少粉尘污染、改善环境，满足“绿色化工”的要求。
【专利说明】
高性能微球发泡剂预分散母胶粒及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及橡胶助剂及其制备技术领域，具体是一种高性能微球发泡剂预分散母胶粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]微球发泡剂(DU)为热膨胀型微球胶囊，是一种非传统的物理发泡剂，由多个微球构成，每个微球由外壳和内包的发泡剂组成，要求外壳的软化点高于发泡剂的软化点。
[0003]微球发泡剂因其稳定的发泡特性、较低的商业成本，而被广泛地应用于各个领域，如印刷油墨、涂料、密封胶、热塑性塑料的挤出和注塑成型、鞋底、纸制产品的固化剂等。微球发泡剂在聚氨酯中可获得可控的泡孔尺寸和闭孔结构发泡鞋底;在微流体中，微球发泡剂可应用于结合自组装技术的光刻和微接触印刷中的图案印刷。
[0004]微球发泡剂虽为橡胶发泡制品及其加工带来了极大的益处，但微球发泡剂是一种粉末状助剂，在橡胶发泡制品的制备中，微球发泡剂存在的问题是粉尘大、易团聚、添加用量大等共性技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种高性能微球发泡剂预分散母胶粒及其制备方法。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:高性能微球发泡剂预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂58?62份，聚烃类低聚物25?30份，硬脂酸3?7份，脂肪酸锌皂的混合物4?8份，环烷基橡胶油2?6份;所述的微球发泡剂由多个分散的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在所述的外壳内的发泡剂本体，所述的外壳由热塑性树脂构成，所述的发泡剂本体由异丁烷或异戊烷构成。
[0007]作为优选，所述的热塑性树脂为I，1一二氯乙烯系共聚物、丙烯腈系共聚物或丙烯酸系共聚物。
[0008]作为优选，组成所述的微球发泡剂的微球的粒径为5?IOOym。
[0009]作为优选，所述的聚烃类低聚物为乙丙橡胶、天然橡胶和低密度聚乙烯中的任一种。
[0010]作为优选，所述的乙丙橡胶为三元乙丙橡胶和/或二元乙丙橡胶。
[0011]作为优选，所述的乙丙橡胶为三元乙丙橡胶和二元乙丙橡胶以(5?10): (3?7)的重量比混合而成。
[0012]作为优选，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂60份，三元乙丙橡胶28份，硬脂酸4份，脂肪酸锌皂的混合物5份，环烷基橡胶油3份。或者，作为优选，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂59份，三元乙丙橡胶18份，二元乙丙橡胶13份，硬脂酸3份，脂肪酸锌皂的混合物4份，环烷基橡胶油3份。
[0013]作为优选，所述的脂肪酸锌皂的混合物为饱和及不饱和脂肪酸锌皂的混合物。
[0014]上述高性能微球发泡剂预分散母胶粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料；
(2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料；
(3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为25?35 °C，第二段至第七段的温度为35?45 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
(1)本发明通过添加聚烃类低聚物对微球发泡剂的微球外壳材料进行原位增容改性，同时添加硬脂酸、脂肪酸锌皂的混合物和环烷基橡胶油，将微球发泡剂制成预分散母胶粒形式，可有效解决微球发泡剂直接投放至橡胶中存在的易团聚、分散困难的共性技术问题，该高性能微球发泡剂预分散母胶粒能够显著降低橡胶制品中微球发泡剂的添加用量、增大微球发泡剂的体积膨胀率，并获得具有优异分配性能和分散性能的橡胶制品；
(2)本发明高性能微球发泡剂预分散母胶粒将发泡剂本体包裹在母胶粒中，后续使用中，称量方便、准确，且不影响微球发泡剂良好发泡特性的发挥，同时可有效减少粉尘污染，改善环境，满足“绿色化工”的要求；
(3)本发明制备方法简便、可操作性强，首先在密炼机或开炼机中对原料进行低温混炼并控制胶料的出料温度，再将胶料在挤出机中挤出造粒，且在挤出造粒的同时严格控制挤出机各段温控区域的温度，同时在挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，确保挤出造粒时杂质和灰尘被过滤掉，使最终制备得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒组份均勾、品质尚，后续应用中可提尚橡胶挤出制品的质量和精度，提尚其成品率。
【具体实施方式】
[0016]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0017]实施例一的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂60份，三元乙丙橡胶28份，硬脂酸4份，脂肪酸锌皂的混合物5份，环烷基橡胶油3份;微球发泡剂由多个分散的粒径为50?60 μπι的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在外壳内的发泡剂本体，外壳由I，1一二氯乙烯系共聚物构成，发泡剂本体由异丁烷构成。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料；
(2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料；
(3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为30 °C，第二段至第七段的温度为40 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。经检测，该母胶粒20 °C时的密度为0.89 8/0113，50°(:的门尼粘度肌(1+4)为70.21。
[0018]实施例二的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂61份，天然橡胶26份，硬脂酸5份，饱和及不饱和脂肪酸锌皂的混合物4份，环烷基橡胶油4份;微球发泡剂由多个分散的粒径为55?65 μπι的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在外壳内的发泡剂本体，外壳由丙烯腈系共聚物构成，发泡剂本体由异戊烷构成。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料；
(2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料；
(3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为28 °C，第二段至第七段的温度为42 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。经检测，该母胶粒20 °C时的密度为0.90 8/0113，50°(:的门尼粘度肌(1+4)为69.45。
[0019]实施例三的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂59份，三元乙丙橡胶18份，二元乙丙橡胶13份，硬脂酸3份，脂肪酸锌皂的混合物4份，环烷基橡胶油3份;微球发泡剂由多个分散的粒径为60?70 Mi的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在外壳内的发泡剂本体，外壳由丙烯酸系共聚物构成，发泡剂本体由异戊烷构成。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料；
(2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料；
(3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为29 °C，第二段至第七段的温度为41 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。经检测，该母胶粒20 °C时的密度为0.87 8/0113，50°(:的门尼粘度肌(1+4)为70.02。
[0020]实施例四的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂58份，低密度聚乙烯27份，硬脂酸5份，饱和及不饱和脂肪酸锌皂的混合物6份，环烷基橡胶油4份;微球发泡剂由多个分散的粒径为70?80 Mi的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在外壳内的发泡剂本体，外壳由I，I 一二氯乙烯系共聚物构成，发泡剂本体由异丁烷构成。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料；
(2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料；
(3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为31 °C，第二段至第七段的温度为39 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。经检测，该母胶粒20 °C时的密度为0.91 8/0113，50°(:的门尼粘度肌(1+4)为72.39。
[0021]实施例五的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂62份，二元乙丙橡胶25份，硬脂酸3份，脂肪酸锌皂的混合物4份，环烷基橡胶油6份;微球发泡剂由多个分散的粒径为5?40 μπι的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在外壳内的发泡剂本体，外壳由丙烯酸系共聚物构成，发泡剂本体由异戊烷构成。该母胶粒的制备方法，包括以下步骤: (1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料；
(2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料；
(3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为27 °C，第二段至第七段的温度为38 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。经检测，该母胶粒20 °C时的密度为0.89 8/0113，50°(:的门尼粘度肌(1+4)为70.83。
【主权项】
1.高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂58?62份，聚烃类低聚物25?30份，硬脂酸3?7份，脂肪酸锌皂的混合物4?8份，环烧基橡胶油2?6份;所述的微球发泡剂由多个分散的微球组成，每个微球包括外壳和包覆在所述的外壳内的发泡剂本体，所述的外壳由热塑性树脂构成，所述的发泡剂本体由异丁烷或异戊烷构成。2.根据权利要求1所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的热塑性树脂为I，1 一二氯乙烯系共聚物、丙烯腈系共聚物或丙烯酸系共聚物。3.根据权利要求1所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，组成所述的微球发泡剂的微球的粒径为5?ΙΟΟμπι。4.根据权利要求1所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的聚烃类低聚物为乙丙橡胶、天然橡胶和低密度聚乙烯中的任一种。5.根据权利要求4所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的乙丙橡胶为三元乙丙橡胶和/或二元乙丙橡胶。6.根据权利要求5所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的乙丙橡胶为三元乙丙橡胶和二元乙丙橡胶以(5?10): (3?7)的重量比混合而成。7.根据权利要求4所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂60份，三元乙丙橡胶28份，硬脂酸4份，脂肪酸锌皂的混合物5份，环烷基橡胶油3份。8.根据权利要求4所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，按重量份数计，该母胶粒的组成为:微球发泡剂59份，三元乙丙橡胶18份，二元乙丙橡胶13份，硬脂酸3份，脂肪酸锌皂的混合物4份，环烷基橡胶油3份。9.根据权利要求1所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的脂肪酸锌皂的混合物为饱和及不饱和脂肪酸锌皂的混合物。10.权利要求1-9中任一项所述的高性能微球发泡剂预分散母胶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)按照配比准确称取制备母胶粒所需各原料； (2)将各原料投入密炼机或开炼机中，在35?45°C下混炼，在出料温度45 °C以下出料，得到胶料； (3)将混炼后所得胶料喂料至挤出机，该挤出机的温控区域从进料口到出料口依次分为七段，其中第一段的温度为25?35 °C，第二段至第七段的温度为35?45 °C，挤出造粒，挤出造粒过程中采用160目的过滤网对胶料进行过滤，最终得到高性能微球发泡剂预分散母胶粒。
【文档编号】C08L7/00GK106009315SQ201610366575
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】连千荣, 赵永清, 谷建强
【申请人】宁波硫华聚合物有限公司