本发明涉及橡胶助剂技术领域，尤其涉及一种橡胶复配助剂颗粒及其制备方法和应用。
背景技术
橡胶制品中需要添加活化剂、防老剂、促进剂、硫化剂等多类助剂，每类助剂只具有单一方面的作用，需要各种助剂配合使用，传统的方法是采用人工计量逐个添加，工作效率低，容易多加或漏加，使产品不良率增高。由于橡胶助剂大多为干粉状，体积密度较小，易团聚，在橡胶中不易分散均匀，并且在称量和添加时会产生大量的粉尘飞扬，容易造成工作场所粉尘超标，对环境造成污染，对工作人员身体健康产生严重影响。
技术实现要素：
鉴于此，本发明的目的在于提供一种橡胶复配助剂颗粒及其制备方法和应用。本发明提供的橡胶复配助剂颗粒一方面能有效改善各类橡胶助剂在橡胶中的分散效果，另一方面便于配料，减少了生产中的粉尘对环境的污染，有益于操作人员的身体健康。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种橡胶复配助剂颗粒，包括以下重量份数的组分：橡胶20～30份，氧化锌5～8份，硬脂酸3～5份，防老剂4～6份，防焦剂0.5～1份，促进剂3～5份，硫化剂2～4份，所述颗粒为直径2～5mm，高度5～10mm的圆柱状。
优选地，所述橡胶复配助剂颗粒包括以下重量份数的组分：橡胶25份，氧化锌6份，硬脂酸4份，防老剂4份，防焦剂0.6份，促进剂3.5份，硫化剂3份。
优选地，所述橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶和氯丁橡胶中的一种或多种。
优选地，所述防老剂包括防老剂4010na、防老剂4020、防老剂rd、防老剂d、防老剂aw、抗臭氧剂ctu和微晶蜡中的一种或多种。
优选地，所述防焦剂为防焦剂ctp、防焦剂ec或防焦剂cr-x。
优选地，所述促进剂包括噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂、胍类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂和硫脲类促进剂中的一种或多种。
优选地，所述硫化剂包括硫磺、过氧化二异丙苯和氧化镁中的一种或多种。
本发明还提供了上述技术方案所述橡胶复配助剂颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、促进剂和硫化剂预混，得到预混料；
(2)将所述步骤(1)得到的预混料与橡胶进行混炼，得到混炼物料；
(3)将所述步骤(2)得到的混炼物料挤出造粒，得到橡胶复配助剂颗粒。
优选地，所述步骤(2)中混炼的温度为40～60℃，混炼的时间为6～15分钟。
本发明还提供了上述技术方案所述橡胶复配助剂颗粒在制备橡胶制品中的应用。
本发明提供了一种橡胶复配助剂颗粒，包括以下重量份数的组分：橡胶20～30份，氧化锌5～8份，硬脂酸3～5份，防老剂4～6份，防焦剂0.5～1份，促进剂3～5份，硫化剂2～4份，所述颗粒为直径2～5mm，高度5～10mm的圆柱状。本发明提供的橡胶复配助剂颗粒兼具了活化剂、防老剂、促进剂、硫化剂、防焦剂五方面的功能，使用少量助剂即可达到与传统生产工艺相同的效果，同时由于该多功能橡胶复配助剂颗粒为颗粒状母胶粒，一方面能有效改善各类橡胶助剂在橡胶中的分散效果，另一方面便于配料，减少了称量误差，减少了生产中的粉尘对环境的污染，有益于操作人员的身体健康。实施例的数据表明，采用本发明提供的橡胶复配助剂颗粒制得的橡胶制品与适用传统方法制得的橡胶制品在硬度、拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度、脆性温度、耐氧化性能、变形性能以及耐老化性能方面效果相当。
具体实施方式
本发明提供了一种橡胶复配助剂颗粒，包括以下重量份数的组分：橡胶20～30份，氧化锌5～8份，硬脂酸3～5份，防老剂4～6份，防焦剂0.5～1份，促进剂3～5份，硫化剂2～4份，所述颗粒为直径2～5mm，高度5～10mm的圆柱状。
在本发明中，所述橡胶复配助剂颗粒包括以下重量份数的组分：橡胶25份，氧化锌6份，硬脂酸4份，防老剂4份，防焦剂0.6份，促进剂3.5份，硫化剂3份。
在本发明中，所述橡胶优选包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶和氯丁橡胶中的一种或多种，所述乙丙橡胶更优选为三元乙丙橡胶。当所述橡胶优选为混合物时，本发明对所述橡胶中各物质的种类和用量没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。本发明对所述橡胶的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述防老剂优选包括防老剂4010na、防老剂4020、防老剂rd、防老剂d、防老剂aw、抗臭氧剂ctu和微晶蜡中的一种或多种。当所述防老剂优选为混合物时，本发明对所述防老剂中各物质的种类和用量没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。
在本发明中，所述防焦剂优选为防焦剂ctp、防焦剂ec或防焦剂cr-x。本发明对所述防老剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述促进剂优选包括噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂、胍类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂和硫脲类促进剂中的一种或多种，更优选包括促进剂dm、促进剂cz、促进剂tmtd和促进剂bz中的两种或三种，最优选为促进剂dm和促进剂cz、促进剂cz与促进剂tmtd和促进剂bz。当所述促进剂优选为混合物时，本发明对所述促进剂中各物质的种类和用量没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。
在本发明中，所述硫化剂优选包括硫磺、过氧化二异丙苯和氧化镁中的一种或多种。当所述硫化剂优选为混合物时，本发明对所述硫化剂中各物质的种类和用量没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。
在本发明中，所述橡胶复配助剂颗粒的直径优选为3～5mm，更优选为4mm，高度优选为6～7mm。
本发明还提供了上述技术方案所述橡胶复配助剂颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、促进剂和硫化剂预混，得到预混料；
(2)将所述步骤(1)得到的预混料与橡胶进行混炼，得到混炼物料；
(3)将所述步骤(2)得到的混炼物料挤出造粒，得到橡胶复配助剂颗粒。
本发明将氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、促进剂和硫化剂预混，得到预混料。在本发明中，所述预混优选在球磨机中进行。在本发明中，所述预混的时间优选为5～10分钟，更优选为7～9分钟。在本发明中，所述球磨机的转速优选为800～1000r/min，更优选为850～950r/min。
本发明对所述氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、促进剂和硫化剂的加入顺序没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加入顺序即可。
得到预混料后，本发明将所述预混料与橡胶进行混炼，得到混炼物料。在本发明中，所述混炼的温度优选为40～60℃，更优选为45～55℃，所述混炼的时间优选为6～15分钟，更优选为7～12分钟。在本发明中，所述混炼优选在密炼机中进行，所述密炼机的转速优选为20～40r/min，更优选为25～30r/min。
在本发明中，所述橡胶优选经过塑炼后再与预混料进行混炼。在本发明中，所述塑炼的温度优选为室温，不需要额外的加热或降温，所述塑炼的时间优选为5～20分钟，更优选为10～15分钟。在本发明中，所述塑炼优选在密炼机中进行，所述密炼机的转速优选为30～50r/min，更优选为35～40r/min。
得到混炼物料后，本发明将所述混炼物料挤出造粒，得到橡胶复配助剂颗粒。在本发明中，所述挤出造粒优选在螺杆挤出机中进行。
所述挤出造粒后，本发明优选在得到的颗粒剂表面喷洒滑石粉，得到橡胶复配助剂颗粒，防止橡胶复配助剂颗粒之间的粘连。本发明对所述滑石粉的用量没有特殊的限定，能够防止橡胶复配助剂颗粒粘连即可。
本发明还提供了上述技术方案所述橡胶复配助剂颗粒在制备橡胶制品中的应用。在天然橡胶、氯丁橡胶何顺丁橡胶产品中，所述橡胶复配助剂颗粒的质量优选为生胶用量的20％～40％，在乙丙橡胶、丁苯橡胶产品中，所述橡胶复配助剂颗粒的质量优选为生胶用量的15％～30％。
在本发明中，所述应用优选为制备板式橡胶支座或橡胶止水带。
下面结合实施例对本发明提供的橡胶复配助剂颗粒及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
橡胶复配助剂颗粒各组分配比如下：
天然橡胶25份，氧化锌6份，硬脂酸4份，防老剂aw2份，防老剂rd2份，微晶蜡2份，防焦剂ctp0.6份，促进剂dm1.5份，促进剂cz2份，硫磺3份。
制备方法，包括以下步骤：
按照配比准确称取制备多功能复合助剂所需的原材料。
将称量好的原材料(除天然橡胶外)放入到球磨机中，球料重量比为2:1，转速为1000r/min，研磨8分钟。
将天然橡胶投入到密炼机中进行塑炼，密炼机转速为40r/min，塑炼10min，然后将研磨过的助剂投入到密炼机中进行混炼，密炼机转速为30r/min，混炼温度为50摄氏度，混炼8分钟。
将混炼后所得混炼物料喂料至螺杆挤出机，进行挤出造粒，颗粒为直径4mm，高度为7mm的圆柱状，在颗粒表面喷洒滑石粉防止粘接，得到橡胶复配助剂颗粒。
将本实施例的橡胶复配助剂颗粒用于制造板式橡胶支座，原材料组分为：
对比例1
传统用于制造板式橡胶支座，将各原料称量后直接混合，各原料组分为：
实施例2
橡胶复配助剂颗粒各组分配比如下：
三元乙丙橡胶30份，氧化锌8份，硬脂酸3份，微晶蜡6份，促进剂tmtd1份，防焦剂ec1份，促进剂bz1.2份，促进剂cz1.6份，过氧化二异丙苯(dcp)4份。
制备方法，包括以下步骤：
按照配比准确称取制备多功能复合助剂所需的原材料。
将称量好的原材料(除天然橡胶外)放入到球磨机中，球料重量比为2:1，转速为800r/min，研磨12分钟。
将天然橡胶投入到密炼机中进行塑炼，密炼机转速为30r/min，塑炼20min，然后将研磨过的助剂投入到密炼机中进行混炼，密炼机转速为40r/min，混炼温度为60摄氏度，混炼7分钟。
将混炼后所得混炼物料喂料至螺杆挤出机，进行挤出造粒，颗粒为直径3mm，高度为6mm的圆柱状，在颗粒表面喷洒滑石粉防止粘接，得到橡胶复配助剂颗粒。
将本实施例的橡胶复配助剂颗粒用于制造橡胶止水带，原材料组分为：
对比例2
传统用于制造橡胶止水带，将各原料称量后直接混合，各原料组分为：
对实施例1～2以及对比例1～2制得的橡胶制品的性能进行测试，结果如表1所示，由表1可以看出，从1表中可以看出，使用该发明的橡胶复配助剂颗粒后，由于各助剂在橡胶中分散更均匀，各组分之间的协同作用发挥的更好，所以制得的橡胶制品物理机械性能提高了10～15％，制品的耐老化性能也得到改善，同时便于配料，减少了称量误差，减少了生产中的粉尘对环境的污染，有益于操作人员的身体健康。
表1实施例1～2以及对比例1～2制得的橡胶制品的性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。