专利名称：三元乙丙橡胶组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及橡胶技术领域，具体来说涉及一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法。
背景技术：
传统的橡胶加热硫化通常采用平板硫化机进行，其硫化方式为将一定重量的含有硫化剂的混炼胶放入平板橡胶模具中，合上平板，通过热传导的形式在一定的温度和压力条件下，由模具定形硫化制成产品。挤出连续微波硫化的生产工艺与上述传统的加热硫化方式完全不同，其基本工艺过程是首先，胶料由挤出机成型为连续状坯件；接着，借助传送带或辊子的运载，送入微波加热设备中加热至所需硫化温度，并初步硫化；再进入热空气加热设备中继续保持硫化温度至硫化终点时间；最后，进行冷却、切割等后处理操作得到成品。与加热硫化法相比较，挤出连续微波硫化法的原理不同，混炼胶的组成也有所不同。原因在于第一是硫化速度要快，目的是为了获得更高的生产效率；第二是要吸收硫化过程中散发的水蒸气，若吸收不完全，气体会在胶料中间膨胀产生小气孔，影响产品质量。 因此在橡胶出片过程中一般都会在开放式炼胶机上加入橡胶硫化促进剂与除湿消泡剂来满足这些特殊要求。但是，一般市售的上述配合剂都是呈粉末状，开放式炼胶机上加入时粉尘会弥漫整个生产环境，吸入或与皮肤接触都会引起人的不适。公开号为CN102093644的发明专利申请提供了一种综合性能优秀的三元乙丙橡胶组合物及其制备方法，由三元乙丙橡胶75-90质量份、氯磺化聚乙烯橡胶10-25质量份、 酮胺反应生成物防老剂1. 5-3质量份、对苯二胺类防老剂1-3质量份、物理防老剂1. 5-2. 5 质量份、硬脂酸0. 5-1. 0质量份、活性剂5-8质量份、补强剂30-50质量份、增塑剂3_8质量份、硫化剂1. 5-3质量份以及促进剂2-4质量份制成。该发明申请的制备方法为密炼机混炼或开炼机混炼。该发明申请的目的是通过对EPDM的耐高温性能的精良优化，再配合CSM 的性能优势，提供一种耐高温且综合性能优秀的EPDM橡胶弹性体组合材料。然而，该发明申请并未完全克服现有技术存在的上述技术缺陷，仍然存在硫化速度慢、刺激性粉尘被人体接触等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的可同时满足上述现有三元乙丙橡胶挤出连续微波硫化工艺存在的技术问题的环保型材料及其制备方法。为实现上述目的，申请人研究了不同配方对硫化温度与速度、产品性能的不同影响，提供了一种三元乙丙橡胶组合物，包括以下组分a)三元乙丙橡胶21. 7 26. Iwt%b) 二硫代氨基甲酸盐类促进剂 14. 4 20. 9wt%
c)噻唑类促进剂8. 3 9. 9wt %
d)除湿消泡剂47. 8 55. Iwt %。其中，所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂是促进剂BZ(二正丁基二硫代氨基甲酸锌)、促进剂EZ(二乙基二硫代氨基甲酸锌)、促进剂PX(N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌)或促进剂PZ(二甲基二硫代氨基甲酸锌)。其中，所述噻唑类促进剂是促进剂M(2_巯基苯并噻唑)或促进剂DMQ、2' -二硫代二苯并噻唑)。其中，所述除湿消泡剂是氧化钙。本发明中，三元乙丙橡胶作为骨架材料，作用是将其他组分包裹于其分子结构内， 并使所得产品混合均勻。二硫代氨基甲酸盐类促进剂与噻唑类促进剂，必须在密炼机中加入，其目的在于 ①这两种类型促进剂可能会对人体皮肤产生刺激作用引起炎症，因此选择在密炼机中加入以避免与人体直接接触②本发明工艺中规定密炼机工作温度内(120°C以下)，选用的这两种橡胶促进剂还未达到硫化临界温度，不会产生分解与出现熟料现象。除湿消泡剂的主要作用是在微波无压硫化条件下吸收胶料中残存的水分，使之在高温下不会汽化为水蒸气，避免产生产品发孔现象。本发明还提供一种上述三元乙丙橡胶组合物的制备方法，其包括以下步骤a)称取三元乙丙橡胶，从加料口投入橡胶密炼机，在密炼室中塑炼；b)再依次加入称量后的除湿消泡剂粉末、噻唑类促进剂粉末和二硫代氨基甲酸盐类促进剂粉末，混合密炼；c)密炼完成后，排胶，将排出的胶料投到开炼机上包辊轧炼，对胶料降温，取下，即成用于三元乙丙橡胶挤出连续微波硫化的强吸水促硫化环保材料。其中，步骤b)中混合密炼的温度为100-120°C。其中，步骤C)具体包括，密炼完成后，排胶，将排出的胶料投到开炼机上包辊轧炼，翻动胶料，待胶料温度降到80°C以下，胶料表面光滑无气泡时，将胶料割下冷却，即成用于三元乙丙橡胶挤出连续微波硫化的强吸水促硫化环保材料。现有技术中，步骤b)中加入的这三类化工助剂都是在橡胶混炼的出片阶段(即三元乙丙橡胶挤出连续微波硫化前最后一阶段)，是在开放式炼胶机上与橡胶促进剂、硫化剂以及除湿消泡剂共同加入到三元乙丙橡胶中混炼，因为硫化剂和某些促进剂(如秋兰姆类促进剂)必须在低温下加入，在高温下会直接硫化橡胶，导致产品报废，而橡胶密炼机的工作温度较高，因此为了减少生产步骤，现有技术将所有助剂都直接在开放式炼胶机上加入； 本发明采用的橡胶密炼机与现有技术所用的开放式炼胶机的主要区别是密炼机中的粉尘不会飘散到大气中，且各原料之间混合均勻，但工作温度较高(超过100°c)；而开放式炼胶机的粉尘飘散情况则非常严重，混合的均勻度通常也不及密炼机高。因此，本发明在三元乙丙橡胶挤出连续微波硫化的步骤之前的第一个阶段，用橡胶密炼机对三元乙丙橡胶与可以在较高温度下加工的除湿消泡剂、噻唑类促进剂和二硫代氨基甲酸盐类促进剂进行混炼， 具有以下有益效果和优点①生产效率提高。使用本发明的三元乙丙橡胶组合物挤出连续微波硫化速度快， 现有普通三元乙丙橡胶在170°C下测定硫化速度T90为4. Omin 4. 5min ；本发明的三元乙丙橡胶组合物在170°C下测定硫化速度T90为1. Omin 1. 5min。因此，在微波硫化过程中传送带在达到较高的传动速度时产品也不会产生欠硫现象，从而加快产品的生产速度，提高生产效率。②提高了产品质量。采用本发明橡胶组合物生产的产品截面处不易出现发孔现象。一般来说，一旦产品截面发孔，不仅外观不美观，更会大大降低成品的物理性能，会严重影响到产品质量。如原本产品的拉伸强度能够达到11 13Mpa，发孔后产品的拉伸强度仅能达到8 9Mpa。通常产生发孔现象的原因是粉末状的除湿消泡剂吸收了空气中的水分， 导致除湿消泡剂失效。在本发明中，除湿消泡剂预先混合于橡胶中，由橡胶的网状结构将其包覆于分子结构内，很大程度上减慢了除湿消泡剂吸收空气中水分的速度，从而降低产品截面出现发孔现象的可能性，提高产品质量。③降低环境污染。橡胶促进剂粉尘与人的皮肤直接接触可能会引起炎症，吸入则会产生苦味等感觉引起感观不适。除湿消泡剂粉末与人体直接接触则会吸收人体皮肤中的水分，导致皮肤干燥发痒。本发明将原本开放式炼胶机上加入这些原料的方法改为在橡胶密炼机中加入，基本消除了生产车间空气中漂浮的粉尘，优化生产环境，保护现场操作员工的身体健康。本发明所用三元乙丙橡胶、除湿消泡剂、噻唑类促进剂和二硫代氨基甲酸盐类促进剂均为市售。本发明所使用的橡胶密炼机型号为X(S)MX50 (4 40)，由大连橡胶塑料机械股份有限公司生产。本发明所使用的开炼机型号为XK-400A，由上海橡胶机械厂生产。
具体实施例方式实施例1称取三元乙丙橡胶9. 76^g，从加料口投入橡胶密炼机，落下上顶栓加压，压入密炼室中塑炼5分钟，提起上顶栓，从加料口依次加入氧化钙粉末21. 51kg、促进剂M 3. 735kg 以及促进剂BZ 6. 4 ,落下上顶栓，混合密炼至胶料温度达到110°C，密炼完成后，排胶， 将排出的胶料投到开炼机上包辊轧炼，不断翻动胶料，待胶料温度降到80°C以下，观察胶料表面光滑无气泡时，将胶料割下冷却，得到三元乙丙橡胶挤出连续微波硫化的强吸水促硫化环保材料41. 49kg。实施例2-的制备方法同实施例1，配方见表1。表1三元乙丙橡胶组合物实施例2-的配方
权利要求
1.一种三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，包括以下组分a)三元乙丙橡胶21.7 ^.lwt%b)二硫代氨基甲酸盐类促进剂 14. 4 20. 9wt%c)噻唑类促进剂8. 3 9. 9wt%d)除湿消泡剂47. 8 55. Iwt %。
2.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂是促进剂BZ、促进剂EZ、促进剂PX或促进剂PZ。
3.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述噻唑类促进剂是促进剂M或促进剂DM。
4.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述除湿消泡剂是氧化钙。
5.一种权利要求1至4任一项所述三元乙丙橡胶组合物的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤a)称取三元乙丙橡胶，从加料口投入橡胶密炼机，在密炼室中塑炼；b)再依次加入称量后的除湿消泡剂、噻唑类促进剂和二硫代氨基甲酸盐类促进剂粉末，混合密炼；c)密炼完成后，排胶，将排出的胶料投到开炼机上包辊轧炼，对胶料降温，取下，即得三元乙丙橡胶组合物。
6.根据权利要求5所述的三元乙丙橡胶组合物的制备方法，其特征在于步骤b)中混合密炼的温度为100-120°C。
7.根据权利要求5所述的三元乙丙橡胶组合物的制备方法，其特征在于步骤c)为密炼完成后，排胶，将排出的胶料投到开炼机上包辊轧炼，翻动胶料，待胶料温度降到80°C以下，胶料表面光滑无气泡时，将胶料割下冷却，即得三元乙丙橡胶组合物。
全文摘要
本发明公开了一种三元乙丙橡胶组合物，包括a)三元乙丙橡胶21.7～26.1wt％；b)二硫代氨基甲酸盐类促进剂14.4～20.9wt％；c)噻唑类促进剂8.3～9.9wt％；d)除湿消泡剂47.8～55.1wt％。其制备方法为将三元乙丙橡胶从加料口投入橡胶密炼机中塑炼；依次加入除湿消泡剂、噻唑类促进剂和二硫代氨基甲酸盐类促进剂粉末混合密炼；排胶，将胶料投到开炼机上包辊轧炼，对胶料降温，取下即得产品。本发明提供的三元乙丙橡胶组合物及其制备方法具有生产效率高、产品质量高、环境污染低等优点。
文档编号C08K5/47GK102260394SQ201110178428
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者徐晨昀, 曹桂节, 朱志明, 金祥生 申请人:上海长宁橡胶制品厂