专利名称：一种添加tpi来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶制品，尤其是关于一种添加TPI来提高疏浚领域中大型疏浚 胶管耐磨性胶料的制备方法。
背景技术：
本申请人是在申请中国专利2010202145178自浮式排泥橡胶管以及 2009202352033铠装胶管等实用新型专利的基础上，重点提高以上疏浚胶管的内层胶耐磨 性，借此延长疏浚胶管在输送海水、淡水、淤泥、砂和粘土等介质时的使用寿命。TPI (反 式-1，4-聚异戊二烯)又称人工合成古塔波胶，与普通天然橡胶(NR)或顺式异戊橡胶(IR) 具有完全相同的化学组成，但分子链节却为反式结构，因此赋予了 TPI具有多种不同于通 用橡胶的性能。而目前TPI的应用研究逐步在轮胎领域开展，其主要提高轮胎胎面胶的耐 磨性、胎肩垫胶的动态疲劳性能、从整体上降低轮胎滚动阻力、减少汽车燃油率，提高轮胎 使用寿命，近而实现汽车工业的节能减排。同样，目前随着经济的发展以及大型疏浚工程 (港口、码头、河道清淤等)的开展，对与各种挖泥船配套的橡胶软管的各项性能提出了更 高要求，尤其对疏浚胶管耐磨这一性能提出了更为苛刻的要求，因此将TPI应用到与轮胎 同样具有高耐磨要求的疏浚胶管上，成为改善疏浚胶管耐磨性的一种途径。发明内容
针对以上不足，本发明的目的在于提供一种性能优异、成本适中、加工工艺良好的 胶料配方及其制备方法，以提高疏浚胶管的耐磨性，延长胶管的使用寿命。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的一种添加TPI来提高疏浚胶 管耐磨性的胶料，其组成包含以下组分，以wt. %表示TPI7. 1 % _8.9%、天然橡 胶(NR) 28. 2 % -38. 2 %、顺 丁橡胶(BR) 9. 4 % -14. 8 %、碳黑 7. 0 % -35. 0 %、芳烃油 2.0% -15. 0%、氧化锌 1.0% -5.0%、硫黄 0.3% -1. 5%、促进剂 0.3% _1.8%、防老剂 1.0% _4.0%，硬脂酸 1.0% -4. 0%、增粘树脂 0. 1% _2.0%、古马隆树脂 0. 1% -6.0%。
上述的每份促进剂是包含二硫化苯并噻唑11.8% -16. 1%、二硫化四基甲秋兰 姆6. 7% -10%、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺74. 2% -81%。
本发明的制备方法依次包括以下步骤1)、塑炼2)、混炼3)、加硫磺与促进剂 4)、加工成型5)、硫化6)、冷却；其特征在于
1)、塑炼将16-18寸开炼机温度调至TPI的熔点到105°C _110°C，将TPI粉料在 开炼机上进行塑化5min-8min，然后下片，为下一部混炼做准备；
2)、混炼将预先称量的TPI 7. 1%-8. 9%、天然橡胶(NR) 28. 2%-38. 2%、顺丁橡 胶(BR)9. 4% -14. 8%、，碳黑 7. 0% -35. 0%、芳烃油 2. 0% -15. 0%、氧化锌 1. 0% -5. 0%, 防老剂1.0^-4.0%,硬脂酸1.0% _4.0%、增粘树脂0. 1 % -2.0%及古马隆树脂 0. 1%-6. 0%加入密炼机中混炼；待混炼胶的温度到140°C _145°C时排胶冷却；在开炼机上 进行下片，停放20 Mh;
所述的密炼机中混炼的条件是冷却水压力0. 36MPa-0. 65MPa、气压 0. 50MPa-0. 80MPa、混炼时间 700-800 秒；
3)、加硫磺与促进剂在开炼机上加入硫黄0. 25% -1. 5%、促进剂0. 30%-1.8%, 薄通5 8次出片；将出好的胶片停放，并测试是否达到工艺要求。
所述的硫化工艺是硫化温度130°C -140°C，硫化时间2 4h。
本发明，由于加入了 TPI，胶料的拉伸强度、硬度、扯断伸长率，耐热氧老化性能基 本不变或稍微提高的情况下，反映耐磨性能的DIN磨耗和阿克隆磨耗指标比原有配方提高 一倍左右，将胶料一步做成疏浚胶管，产品的耐磨性能可以提高1/3左右或者更高，从而延 长整根胶管的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，以wt. %表示，其组成包含以下组 分TPI 7.5%、天然橡胶(NR) M %、顺丁橡胶(BR) 12%、碳黑:34.7 %、芳烃油14.5%、氧 化锌2.8%、硫黄1.0%、促进剂0.5%、防老剂1.7%、硬脂酸1. 1%、增粘树脂0. 1%、古马 隆树脂0. 1%。其中1份促进剂含量中二硫化苯并噻唑占13%、二硫化四基甲秋兰姆占 12%、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺占75%。
实施例2 —种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法，其组成包含以 下组分(以wt. %表示)TPI 8%、天然橡胶(NR) 25%、顺丁橡胶(BR) 13%、碳黑35%、芳 烃油6. 6 %、氧化锌2. 2 %、硫黄1 %、促进剂0. 50 %、防老剂1. 6 %、硬脂酸1. 6 %、增粘树脂 1.5%、古马隆树脂4%。其中1份促进剂含量中二硫化苯并噻唑占15%、二硫化四基甲 秋兰姆占8 %、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺占77 %。
本发明的生产方法依次包括以下步骤
1、塑炼将16-18寸开炼机温度调至TPI的熔点105°C _110°C，将TPI粉料在开炼 机上进行塑化5min-8min，然后下片，为下一部混炼做准备。
2、混炼将预先称量的 TPI 7. -8.9%、天然橡胶(NR) 13. 5% -28. 2 %、 顺丁橡胶(BR)9. 4% -14.8%、，碳黑 7.0% -35. 0%、芳烃油 2.0% -15. 0%、氧化锌 1.0% -5.0%、防老剂1.0% _4.0%，硬脂酸1.0% -4. 0%、增粘树脂0. -2.0%以及古 马隆树脂0. 1% -6. 0%加入35-55L的密炼机中混炼。冷却水压力0. 36MPa_0. 65MPa、气压 0. 50MPa-0. 80MPa、混炼时间700-800秒，待混炼胶的温度到140°C _145°C时排胶冷却；在开 炼机上进行下片，停放20 Mh。
3、加硫磺与促进剂按配方要求称取需用的两种材料，在开炼机上加入硫黄 0. 25% -1. 5%、促进剂0. 30% -1. 8%，薄通5 8次出片；将出好的胶片停放，并测试是否 达到工艺要求。
4、加工成型按照产品的实际生产加工成型。
5、按照厂内产品的实际硫化工艺硫化(130°C _140°C，硫化2 4h)。
6、冷却将产品置于水中进行冷却。
TPI (反式-1，4-聚异戊二烯)是一种不饱和度很高的橡胶，它的分子链结构决定 其具有良好的结晶性能。为了保证胶料的力学性能和挤出性能需大量填充炭黑、操作油，并与其他种类的橡胶进行并用，同时适当增加硫磺的用量，来破坏TPI的结晶性能，而TPI本 身是天然橡胶反式结构，与天然橡胶的相容性比其他合成橡胶好，这就使其在加工上存在 着有利条件，但仍要控制好加入TPI的量，以避免胶料的硬度太大，影响工艺性能。
以往的橡胶配方往往是添加超高耐磨炭黑、高耐磨炭黑，或者提高配方的含胶率， 来改善胶料的耐磨性，但是近年来天然胶价格呈现不断上升的趋势，导致产品成本增加，竞 争力减弱，而合成橡胶的使用成为减少成本的一种途径，尤其在在占橡胶使用量60%的轮 胎行业，对国内的一些企业造成了不小的冲击。在疏浚行业，同样面临着相同的问题，由于 疏浚环境的恶劣，加上在海上施工的各种不利条件，疏浚橡胶管在海洋上的使用成为一种 极好的选择，然而疏浚胶管一般口径较大，重量高达几吨，十几吨的均有，其消耗大量的橡 胶，然而内层橡胶一旦磨穿，整根胶管就会报废，即使修补，产品性能已大不如前。因此国内 外疏浚公司对疏浚胶管的耐磨性极其关注，各个生产厂家也在不断探索提高疏浚胶管耐磨 性的方案。
TPI橡胶自身的强度比较高，但是由于其具有结晶性，在未硫化前具有塑料的性 质，在胶管和轮胎领域要和其他橡胶并用才会具有工艺价值和使用价值。同时为了降低产 品成本，需添加一定量的填充剂和补强剂，在一定程度上为了改善加工性，降低胶料硬度， 需添加一定量的操作油。
胶料综合性能对比
1、原有胶料配方
权利要求
1.一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，以wt. %表示，其特征在于其组成包 含以下组分TPI 7. 1%-8. 9%、天然橡胶(NR) 28. 2%_38. 2%、顺丁橡胶(BR) 9. 4%- 14. 8%、 碳黑 7. 0%-35. 0%、芳烃油 2 . 0%-15. 0%、氧化锌 1. 0%-5. 0%、硫黄 0. 3%-1. 5%、促进 齐[J 0. 3%-1. 8%、防老剂1. 0%-4. 0%,硬脂酸1. 0%-4. 0%、增粘树脂0. 1%-2. 0%、古马隆树脂 0. 1%-6. 0%。
2.根据权利要求1所述的一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，其特征在于 所述的每份促进剂是包含二硫化苯并噻唑11. 8%-16. 1%、二硫化四基甲秋兰姆6. 7%-10%、 N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺74. 2% - 81%。
3.一种根据权利要求1所述的添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料的制备方法，依 次包括以下步骤1)、塑炼2)、混炼3)、加硫磺与促进剂4)、加工成型5)、硫化6)、冷 却；其特征在于1)、塑炼将16-18寸开炼机温度调至TPI的熔点到105°C_110°C，将TPI粉料在开炼 机上进行塑化5min-8min，然后下片，为下一部混炼做准备；2)、混炼将预先称量的TPI7. 1%-8· 9%、天然橡胶(NR ) 28. 2%_38· 2%、顺丁橡胶 (BR )9.4%_ 14. 8%、，碳黑 7. 0%-；35. 0%、芳烃油 2. 0 %_15. 0%、氧化锌 1. 0%_5. 0%、防老剂 1. 0%-4. 0%，硬脂酸1. 0%-4. 0%、增粘树脂0. 1%-2. 0%以及古马隆树脂0. 1%_6. 0%加入密炼机 中混炼；待混炼胶的温度到140°C _145°C时排胶冷却；在开炼机上进行下片，停放2(T24h ；3)、加硫磺与促进剂在开炼机上加入硫黄0.25%-1. 5%、促进剂0. 30%-1. 8%，薄通5、 次出片；将出好的胶片停放，并测试是否达到工艺要求。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的步骤1)中密炼机中混炼的条件是冷却水压力0. 36 MPa -0. 65MPa、气压0. 50 MPa -0. 80MPa、混炼时间 700-800 秒。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的步骤5)中的硫化工艺是硫 化温度130°C _140°C，硫化时间2 4h。
全文摘要
一种添加TPI来提高疏浚胶管耐磨性的胶料，其组成TPI 7.1%-8.9%、天然橡胶(NR)28.2%-38.2%、顺丁橡胶(BR)9.4%-14.8%、碳黑7.0%-35.0%、芳烃油2.0%-15.0%、氧化锌1.0%-5.0%、硫黄0.3%-1.5%、促进剂 0.3%-1.8%、防老剂1.0%-4.0%，硬脂酸1.0%-4.0%、增粘树脂0.1%-2.0%、古马隆树脂0.1%-6.0%。制备方法，包括1)塑炼2)混炼3)加硫磺与促进剂4)加工成型5)硫化6)冷却。本发明，胶料的拉伸强度、硬度、扯断伸长率，耐热氧老化性能比原有配方提高一倍左右，做成疏浚胶管，耐磨性能可以提高1/3左右，延长了整根胶管的使用寿命。
文档编号C08L9/00GK102030925SQ20101055870
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者文进, 王平, 王海峰, 韩学英 申请人:江苏太平橡胶股份有限公司