一种用于清理模腔的橡胶组合物及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶
技术领域：
，尤其涉及一种用于清理模腔的橡胶组合物及其制备方法。
背景技术：
橡胶在硫化曲线测试时，经常会出现模腔表面有残留物的现象。硫化模具如果模腔表面有残留物，不仅会影响外观还会影响产品质量；硫化曲线测试时如果模腔表面有残留物则会影响硫化曲线测试的准确性。目前模腔的清理方法使用者可以日常操作的有溶剂清理法和机械清理法。溶剂清理法是使用与橡胶残留物相容的溶剂将其溶解除去，有些一般溶剂难以溶解的橡胶残留物使用此种方法需要较长时间溶解或者需要使用的溶剂毒性较大不利于操作人员的健康安全，而且只能在较低温度下操作，不能在模腔使用的间隙时间操作。机械清理法是使用金属刷子对模腔直接清理，此方法简单易操作，但是长时间对模腔的刷洗容易造成模腔的磨损，影响模腔的质量和使用寿命。橡胶硫化曲线测试一般采用无转子硫化仪,无转子硫化仪属于精密仪器，价格昂贵，而且对模腔的要求较高，一旦模腔出现较大磨损只有及时更换才能确保数据的准确性，而更换模腔的成本较高。清模橡胶法清理模具具有不需拆卸模具、清洗速度快、清理时间短、对模具磨损小及可在线清理等一系列优点，故目前电子封装模具的清理已大量采用该方法。申请号为201410365131.x，名称为《一种电子封装模具清理橡胶的制备方法》的发明专利公开了一种制备成本低并且常温保存效果好的清理橡胶的制备方法，采用了橡胶中的常规配方与有机溶剂配合的方式，但是此种清理橡胶用在橡胶硫化的模腔中的清理效果并不理想，并且有机溶剂在高温硫化时容易挥发失去作用并且造成空气污染。技术实现要素：为了解决以上技术问题，本发明提供了一种使用方便并且清理效果好的用于清理模腔的橡胶组合物及其制备方法。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于清理模腔的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括丁腈橡胶、白炭黑、玄武岩纤维、有机硅烷偶联剂、酚醛树脂、硫化剂以及常规助剂，相对于100质量份数的丁腈橡胶，白炭黑的用量为20-60份，玄武岩纤维的用量为5-10份，有机硅烷偶联剂的用量为5-15份，酚醛树脂的用量为3-6份。其中，所述常规助剂为橡胶领域使用的常规性助剂，在本发明中的用量为橡胶领域中的常规用量；所述硫化剂为本领域使用的常规硫化剂，在本发明中的用量为橡胶领域中的常规用量。优选地，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为20-40％。优选地，所述有机硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的任意一种或几种。优选地，所述硫化剂为过氧化物硫化剂。优选地，所述常规助剂包括增塑剂、活性剂、防老剂。进一步优选地，所述橡胶组合物包括如下质量份数的原料：丁腈橡胶100份、白炭黑20-60份、玄武岩纤维5-10份、有机硅烷偶联剂5-15份、酚醛树脂3-6份，以及硫化剂和常规助剂；所述有机硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，用量为2-4份，所述常规助剂包括邻苯二甲酸二丁酯5-25份、氧化镁6-10份、防老剂40201-3份，防老剂rd0.5-2份。为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种上述的用于清理模腔的橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)、密炼机初始温度控制在45-55℃，按照质量配比将丁腈橡胶加入密炼机，塑炼0.5-1分钟；步骤(2)、加入1/2白炭黑和1/3所述有机硅烷偶联剂再混炼1-2分钟；步骤(3)、加入剩余的白炭黑、1/3所述有机硅烷偶联剂、酚醛树脂和所述常规助剂控制密炼机转速在1分钟内将混炼温度达到130℃，并且在130-140℃温度下保持3-4分钟后排胶，开炼机下片，得到的一段混炼胶室温放置；步骤(4)、密炼机初始温度控制在60-70℃，步骤(3)得到的一段混炼胶室温放置16小时后投入密炼机通过控制密炼机转速在1分钟内将混炼温度达到130℃，并且在130-140℃温度下保持2-3分钟，然后降低转速控制混炼温度在110-120℃之间加入剩余1/3所述有机硅烷偶联剂和玄武岩纤维混炼1-2分钟；步骤(5)、降低转速控制混炼温度低于100℃，加入所述硫化剂混炼1分钟排胶，在温度70-80℃的开炼机上包辊，左右割刀，然后按照同一个压延方向薄通5-8次后室温放置，制得用于清理模腔的橡胶组合物。使用时，如果是一般的残留物，只需要定期使用本发明的橡胶组合物放入模腔中硫化，使之发生充分交联即可取出，完成模腔清理；如果是测试时发生粘模现象，只需要在两次硫化曲线测试的间隔时间内，使用本发明的橡胶组合物放入模腔中硫化，使之发生充分交联即可取出，完成模腔清理。必要时可以重复以上清理步骤1-2次即可达到清理效果。硫化模腔表面的残留物通常分为两种：一种是橡胶发生硫化时，混炼胶内部的炭黑、增塑剂或其他助剂发生迁移，残留在模腔表面；另一种是混炼胶在硫化时未发生交联、交联不充分或者交联后的机械强度小于橡胶与模腔之间的粘合力造成的粘在模腔上的残留物。前一种残留物较易清理，采用一般的不发生粘模的混炼胶作为清理胶即可达到比较理想的效果。后一种残留物一般残留量较多，残留物与模腔的粘合力较大，这就需要用作清理的橡胶组合物在发生交联前具有一定的流动性并且具有足够的结合力与残留物发生结合，而且发生交联后自身的机械强度足够大能够将残留物一起带走。本发明的有益效果是：本发明采用极性的丁腈橡胶、白炭黑、玄武岩纤维、以及酚醛树脂等助剂之间相互配合，并且通过特别设计的混炼加工工艺，制得的橡胶组合物，用来清理硫化仪模腔，对模腔不会造成磨损，使用方便高效快捷，对模腔的残留物清理效果极好。附图说明图1为本发明实验例中配方3的门尼粘度测试曲线。图2为本发明实验例中配方3的硫化曲线。图3为本发明实验例中配方3的室温拉伸强度曲线。图4为本发明实验例中配方3的150℃拉伸强度曲线。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施例和实验例，对本方案进行阐述。实施例1原料和配比本发明实施例提供了一种用于清理模腔的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括以下质量份数的原料：丁腈橡胶100份、白炭黑40份、玄武岩纤维8份、有机硅烷偶联剂10份、酚醛树脂5份，还包括邻苯二甲酸二丁酯15份、氧化镁8份、防老剂40202份，防老剂rd1.5份和硫化剂。其中，丁腈橡胶为阿朗新科的krynac3345c，丙烯腈含量为33.0％。有机硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。硫化剂为过氧化二异丙苯，用量为3份。实施例2原料和配比本发明实施例提供了一种用于清理模腔的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括以下质量份数的原料：丁腈橡胶100份、白炭黑20份、玄武岩纤维10份、有机硅烷偶联剂5份、酚醛树脂3份，还包括邻苯二甲酸二丁酯5份、氧化镁6份、防老剂40201份，防老剂rd2份和硫化剂。其中，丁腈橡胶为阿朗新科的krynac2840c，丙烯腈含量为28.0％。有机硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷。硫化剂为过氧化二异丙苯，用量为2份。实施例3原料和配比本发明实施例提供了一种用于清理模腔的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括以下质量份数的原料：丁腈橡胶100份、白炭黑60份、玄武岩纤维5份、有机硅烷偶联剂15份、酚醛树脂6份，还包括邻苯二甲酸二丁酯25份、氧化镁10份、防老剂40203份，防老剂rd0.5份和硫化剂。其中，丁腈橡胶为阿朗新科的krynac3950c，丙烯腈含量为39.0％。有机硅烷偶联剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。硫化剂为过氧化二异丙苯，用量为4份。实施例4原料和配比本发明实施例提供了一种用于清理模腔的橡胶组合物，所述橡胶组合物包括以下质量份数的原料：丁腈橡胶100份、白炭黑50份、玄武岩纤维7份、有机硅烷偶联剂12份、酚醛树脂4份，还包括邻苯二甲酸二丁酯20份、氧化镁9份、防老剂40202.5份，防老剂rd1份和硫化剂。其中，丁腈橡胶为阿朗新科的krynac3345c，丙烯腈含量为33.0％。有机硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份和γ-巯丙基三甲氧基硅烷4份。硫化剂包括硫磺2份和促进剂dm1.5份。实施例5制备方法本发明实施例提供了一种如实施例1-4所提供的用于清理模腔的橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)、密炼机初始温度控制在45-55℃，按照质量配比将丁腈橡胶加入密炼机，塑炼0.5-1分钟；步骤(2)、加入1/2白炭黑和1/3所述有机硅烷偶联剂再混炼1-2分钟；步骤(3)、加入剩余的白炭黑、1/3所述有机硅烷偶联剂、酚醛树脂和所述常规助剂控制密炼机转速在1分钟内将混炼温度达到130℃，并且在130-140℃温度下保持3-4分钟后排胶，开炼机下片，得到的一段混炼胶室温放置；步骤(4)、密炼机初始温度控制在60-70℃，步骤(3)得到的一段混炼胶室温放置16小时后投入密炼机通过控制密炼机转速在1分钟内将混炼温度达到130℃，并且在130-140℃温度下保持2-3分钟，然后降低转速控制混炼温度在110-120℃之间加入剩余1/3所述有机硅烷偶联剂和玄武岩纤维混炼1-2分钟；步骤(5)、降低转速控制混炼温度低于100℃，加入所述硫化剂混炼1分钟排胶，在温度70-80℃的开炼机上包辊，左右割刀，然后按照同一个压延方向薄通5-8次后室温放置，制得用于清理模腔的橡胶组合物。实验例(1)配方混炼设计以下配方进行试验，其中配方1-2为参比配方并且按照常规的制备方法制得橡胶组合物，配方3-6分别为实施例1-4提供的配方并且按照实施例5提供的制备方法制得橡胶组合物，具体配方如表1所示。表1混炼配方(2)物理性能测试将使用配方1-6混炼制得的橡胶组合物进行以下测试项目，其中拉伸强度在室温环境下和150℃的环境下分别进行了检测。附图1-4分别为配方3的门尼粘度测试曲线、硫化曲线、室温拉伸强度曲线和150℃拉伸强度曲线。表2门尼黏度、硫化曲线以及拉伸强度测试(3)清理效果实验分别使用高炭黑填充、高充油以及高硫磺的能够发生喷霜喷油的三元乙丙橡胶的混炼胶作为实验胶1，使用能够发生粘模的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混炼胶作为实验胶2，使用配方1-6混炼制得的橡胶组合物作为清理胶1-6，具体步骤如下：(a)每次将实验胶放入硫化仪模腔中按照常规测试步骤硫化测试，测试结束后取出试样，会有部分残留物留在模腔表面；(b)然后使用清理胶1-6中的一种，将其放入模腔中按照表2中硫化曲线测试的tc-90的时间再加5分钟模拟硫化曲线测试，测试结束后取出试样，检查模腔的清洁度；(c)如果步骤(b)中的模腔未清理干净可重复步骤(b)，然后检查模腔的清洁度；(d)依次重复步骤(a)-(c)，直至清理胶1-6对以上两种实验胶都进行了清理实验。清理结果如表3所示。表3清理胶对模腔的清理效果清理次数清理胶1清理胶2清理胶3清理胶4清理胶5清理胶6实验胶1一次清理较为干净干净干净干净干净干净实验胶1二次清理干净----------实验胶2一次清理不干净不干净干净较为干净干净较为干净实验胶2二次清理不干净较为干净--干净--干净综上分析表2可知，普通的橡胶组合物仅对一般的残留物能够产生较好的清理效果，而对于粘度较大，附着力较强的残留物清理效果并不理想；而本发明的橡胶组合物对一般的残留物只需要使用一次即可清理干净，而对于粘度较大，附着力较强的残留物使用1-2次也可以达到理想的清理效果。而通过表2可知，清理效果好的橡胶组合物需要具有一定的门尼黏度，但并不是门尼黏度高的橡胶组合物清理效果就一定好，还需要具有一定的机械强度特别是高温下的拉伸强度，同时在实际使用中还要考虑胶料的流动性以及交联的时间，综合各种因素达到一个能够使用并且使用效果理想的平衡状态。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本
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的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。当前第1页12