一种高挺度橡胶垫布及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶垫布领域，特别涉及一种高挺度橡胶垫布及其制备方法。

背景技术：

1、在从橡胶到轮胎的生产过程中，首先需要根据配方将原材料混合到一起进行密炼，密炼结束后需要将混合后的橡胶输送到不同的地方用于其他工艺的预备材料，如：胎圈(bead)组装线、密封层(inner liner)压延线、钢丝带束层(steelbelt)压延生产线、帘布层压延生产线、胎侧挤出生产线、胎面挤出生产线等。也就是说，不同橡胶配方经密炼工艺后的与其他原材料(帘线、钢丝等)在其他工位完成轮胎不同部分的制造。在橡胶转移和存放的过程中需要用到橡胶垫布，使用橡胶垫布将橡胶进行转移或者分隔成卷进行放置，由此对橡胶垫布的耐热性、韧性和挺度均有很高要求。现有技术中常用的橡胶垫布材质包括聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)以及聚对苯二甲酸乙二醇脂(pet)等。

2、聚丙烯(pp)是由丙烯聚合而成的聚合物，由于其具有密度小、强度高、耐腐蚀、易成型等优势，但pp存在韧性差、耐磨性不理想、热机械性能不佳等缺陷，限制了pp的使用范围，以及在橡胶垫布中的应用效果不够理想，挺度不够、耐磨性不够导致使用寿命一般。聚乙烯(pe)树脂的结晶度高，密度大，机械强度较好，使用温度较高，耐低温性好，但是聚乙烯制品具有硬度低，韧性差，承载能力差，耐环境应力开裂能力差等缺点。

3、因此，由聚丙烯或者聚乙烯制备的橡胶垫布无法满足各种不同配方橡胶产品的使用需求，现有技术亟待改进。

技术实现思路

1、本发明为解决上述pp材料韧性差、耐磨性不理想，在橡胶垫布的应用中挺度不够、耐磨性不好的问题，提供了一种聚丙烯改性材料及其制备方法、一种高挺度橡胶垫布及其制备方法。

2、第一方面，本发明提供了一种聚丙烯改性材料，由以下重量份的原料组成：pp：60-90份；uhmwpe：10-40份；填料：4-8份；改性剂：2-10份；成核剂：0.1-1份；偶联剂：0.5-4份；抗氧化剂：0.1-0.5份；润滑剂：0.5-1份。

3、优选的，所述聚丙烯改性材料由以下重量份的原料组成：pp：80-85份；uhmwpe：15-20份；填料：6-8份；改性剂：8-10份；成核剂：0.5-1份；偶联剂：3-3.5份；抗氧化剂：0.5份；润滑剂：0.8份。

4、可选的，所述填料为高岭土、碳酸钙、玻璃纤维、nano-caco3中的任意一种；优选的填料为nano-caco3。

5、优选的，所述改性剂为白油。

6、可选的，所述成核剂为无机成核剂、有机成核剂、高分子成核剂、复配成核剂中的任意一种。其中无机成核剂为硅铝酸盐类、二氧化硅、滑石粉、二氧化钛、碳酸钙中的任意一种；有机为成核剂羧酸及其盐类、山梨醇类、有机磷酸酯类中的任意一种；高分子成核剂为乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷中的任意一种。所述成核剂能够促进聚乙烯的结晶均匀、细化，确保力学性能。优选的成核剂为硅铝酸盐类的埃洛石纳米管(hnts)，埃洛石纳米管由于其管状结构和高比表面积，可以增强聚合物的力学性能例如强度、刚度和耐热性等。

7、可选的，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚乙烯接枝马来酸酐中的任意一种。优选的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。

8、优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按1:2.5的质量比混合而成的混合物。高效的抗氧剂可保证本发明在加工过程中不降解。

9、优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡。

10、第二方面，本发明提供了一种聚丙烯改性材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：

11、s1：将配方用量的pp、uhmwpe、填料和改性剂在高速混合器内高速混合，混合温度为50～80℃，过筛后得到混合物1；

12、s2：将s1所得混合物1送入熔融挤出机中混合，得到混合物2；

13、s3：将配方用量的成核剂、偶联剂、抗氧化剂和润滑剂加入s2所得的混合物2中继续混合；

14、s4：s3混合均匀后降温、冷却，得到所述聚丙烯改性材料。

15、进一步的，步骤s2中所述的熔融挤出机的温度为190-240℃；步骤s2中所述的熔融挤出机的螺杆转速为460-520rpm。

16、第三方面，上述聚丙烯改性材料在制备橡胶垫布、橡胶纤维或橡胶薄膜中的应用。

17、第四方面，基于上述聚丙烯改性材料的同一个发明创造，本发明还提供了一种利用第一方面和第二方面得到的聚丙烯改性材料制备的一种高挺度橡胶垫布。

18、第五方面，本发明还提供了第四方面所述的一种高挺度橡胶垫布的制备方法，制备方法如下：

19、s1：采用聚丙烯改性材料粒子为基材，

20、s2：将聚丙烯改性材料粒子进行热熔融挤出抽丝，得到聚丙烯改性丝；

21、s3：将聚丙烯改性丝送入拉伸机中进行拉伸处理；

22、s4：将s3得到的聚丙烯改性丝进行并线、合丝加捻、整经、穿仲；

23、s5：然后送入至织布机中进行织布；

24、s6：对s5得到的织布进行定型和分切，得到高挺度聚丙烯改性橡胶垫布；

25、s7：对得到的聚丙烯改性橡胶垫布进行质量检验。

26、进一步的，所述s2所得聚丙烯改性丝的横截面为圆形或六棱形；所述s6所得高挺度橡胶垫布规格为680d/60f。

27、本发明与现有技术相比具有如下优点：

28、1、本发明提供了一种聚丙烯改性材料及其制备方法，制备所得聚丙烯改性材料其强度与韧性均显著优于现有聚丙烯材料；本发明利用uhmwpe具有优异的耐冲击性能、耐磨性能的特性，与pp共混提高pp的韧性，且强度下降不明显，uhmwpe晶体聚集和分子链间相互连接，形成复杂的网络连续结构，故可提高pp的冲击性能，又利用白油解决uhmwpe分子链的高度缠结的问题，得到强度与韧性均显著优于现有聚丙烯材料的聚丙烯改性材料；

29、2、本发明提供了一种由上述聚丙烯材料制成的橡胶垫布，该橡胶垫布挺度与耐磨性均优于现有技术的pp垫布。

30、3、本发明的橡胶垫布制备方法将现有技术的聚丙烯丝的横截面圆形改变为六棱形，增加了聚丙烯丝的横向摩擦力，使制成的橡胶垫布的垫面与橡胶接触面积更小，挺度更高，橡胶从橡胶垫布上剥离时更容易，尤其适用于粘性特别强的特殊轮胎橡胶。

技术特征：

1.一种聚丙烯改性材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：

2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯改性材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：

3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯改性材料，其特征在于，所述填料为高岭土、碳酸钙、玻璃纤维、nano-caco3中的任意一种；所述成核剂为无机成核剂、有机成核剂、高分子成核剂、复配成核剂中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯改性材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚乙烯接枝马来酸酐中的任意一种。

5.一种如权利要求1所述的聚丙烯改性材料的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述的熔融挤出机的温度为190-240℃；步骤s2中所述的熔融挤出机的螺杆转速为460-520rpm。

7.权利要求1-4任一项所述的聚丙烯改性材料或权利要求5-6所述的制备方法制备所得的聚丙烯改性材料在制备橡胶垫布、橡胶纤维或橡胶薄膜中的应用。

8.一种高挺度橡胶垫布，其特征在于，橡胶垫布制备原料为如权利要求1-4任一项所述的聚丙烯改性材料或权利要求5-6所述的制备方法制备所得的聚丙烯改性材料。

9.根据权利要求8所述的一种橡胶垫布，其特征在于，所述橡胶垫布的制备方法如下：

10.根据权利要求9所述的一种橡胶垫布，所述s2所得聚丙烯改性丝的横截面为圆形或六棱形。

技术总结
本发明公开了一种聚丙烯改性材料及其制备方法、一种高挺度橡胶垫布及其制备方法。一种聚丙烯改性材料由以下重量份的原料组成：PP：60‑90份；UHMWPE：10‑40份；填料：4‑8份；改性剂：2‑10份；成核剂：0.1‑1份；偶联剂：0.5‑4份；抗氧化剂：0.1‑0.5份；润滑剂：0.5‑1份。一种高挺度橡胶垫布，由上述聚丙烯改性材料作为原料制成。该橡胶垫布挺度与耐磨性均优于现有技术的PP垫布，该橡胶垫布的垫面与橡胶接触面积更小，挺度更高，橡胶从橡胶垫布上剥离时更容易，尤其适用于粘性特别强的特殊轮胎橡胶。

技术研发人员：李红善
受保护的技术使用者：青岛九山复合材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19