橡胶湿法母炼胶的制造方法及橡胶湿法母炼胶、以及含有橡胶湿法母炼胶的橡胶组合物的制作方法_3

文档序号:8227194阅读:来源:国知局
外筒25及位于排出口 30侧(下流侧)的第二外筒26,凝固步骤后得到的含填 充材料的橡胶凝固物从供给口 29投入,沿着外筒长度方向(螺杆轴方向)1进行混炼,最终 从排出口 30排出。上游侧部分也称为脱水部21,下游侧部分也称为干燥部(扩张部分)22。 根据需要可在干燥部22设置夹套28来调温。但是,在本发明中,优选不具有从干燥部22的 外筒内壁面向内径侧突出的销部分。若干燥部22有销部分,则高速剪切力作用于通过销部 分的橡胶成分,而引起橡胶成分中的聚合物链的切断,从而橡胶成分容易发生劣化。其结果 为有时最终得到的硫化橡胶的耐撕裂性能或在高应变区域下的应力特性恶化。就这种单螺 杆挤出机的螺杆形状和外筒(机筒)的长度(L)、外筒径(D)而言,可使用通常的橡胶业界 中所使用的任意的单螺杆挤出机,另外,也可任意地设定外筒长度和外筒径的比率(L/D)。 另外,螺杆也可以是加热式螺杆。
[0050] 在外筒27的内壁面,具有至少一个沿着外筒长度方向1延伸的狭槽24 (本实施方 案中,如图2及图3所示,在外筒内壁面形成具有一定间隔的多个狭槽24)。如图3所示, 本实施方案中,示出了狭槽24沿着外筒长度方向1连续地延伸的例子,但也可以相对于外 筒长度方向1倾斜地延伸。此外,狭槽24可从外筒27的供给口 29侧端延伸到排出口 30 侧端,可仅在脱水部21内形成,也可沿着外筒长度方向1断续地延伸。另外,作为在外筒内 壁面的狭槽宽度D,例如,例示为0. 1-0. 9mm。图2中,示出了以从外筒内壁面朝向狭槽深度 方向,狭槽宽度变宽的方式形成的狭槽的例子,但在本发明中,作为在外筒内壁面形成的狭 槽,可以是从外筒内壁面朝向狭槽深度方向,狭槽宽度恒定不变而形成的狭槽,也可是以狭 槽宽度变窄的方式形成的狭槽。
[0051] 对所述单螺杆挤出机的外筒内壁面的至少一部分实施喷砂处理。具体地,如图2 所示,外筒内壁面中,需要对没有形成狭槽24的部分27A实施喷砂处理。外筒内壁面中,没 有形成狭槽24的部分27A是在加热步骤时与含填充材料的橡胶凝固物接触的面,在这种喷 砂处理面和螺杆之间,对含填充材料的橡胶凝固物作用剪切力。其结果为在本发明中,可在 一个步骤中有效地进行含填充材料的橡胶凝固物的脱水、干燥、塑化。外筒内壁面的喷砂处 理方法可使用物理研磨(喷丸)、化学研磨(化学腐蚀)等,没有特别限定。作为喷丸所使 用的投射材料,可使用本领域技术人员公知的投射材料,例如砂、玻璃、氧化铝等。为了抑制 橡胶的劣化,从而制造断裂伸长率及耐撕裂性能优异的橡胶湿法母炼胶,喷砂处理后的外 筒内壁面的喷砂处理面的表面粗糙度(Ra)优选为10-100 ym,更优选为20-60 ym。
[0052] 在本发明的橡胶湿法母炼胶的制造方法中,接着加热步骤,实施混炼步骤及硫化 类配合剂混炼步骤,在橡胶湿法母炼胶中混合各种配合剂,能够制造橡胶组合物。
[0053] (混炼步骤)
[0054] 混炼步骤为向加热步骤后得到的橡胶湿法母炼胶中投入硬脂酸、锌白、防老化剂、 二氧化硅、硅烷偶联剂、蜡或油等软化剂、加工助剂等除硫化类配合剂以外的配合剂,用混 合分散机而混炼的步骤。在混炼步骤中,通过在橡胶成分中混杂这些配合剂,可产生提高硫 化后的橡胶制品的强度、使橡胶的混炼加工性能良好、防止由橡胶分子链的切断而产生的 自由基引起的橡胶劣化等效果。在混炼步骤中也可以使用啮合式班伯里密炼机、接线式班 伯里密炼机、捏合机等,特别优选用啮合式班伯里密炼机。
[0055] 作为防老化剂,可以将通常用于橡胶的芳香族胺类防老化剂、胺-酮类防老化剂、 单酚类防老化剂、双酚类防老化剂、多酚类防老化剂、二硫代氨基甲酸盐类防老化剂、硫脲 类防老化剂等防老化剂单独或适当混合而使用。更优选防老化剂的含量相对于1〇〇质量份 橡胶湿法母炼胶的橡胶成分(固体成分)为〇. 3-3质量份,进一步优选为0. 5-1. 5质量份。
[0056] (硫化类配合剂混炼步骤)
[0057] 在混炼步骤后得到的橡胶组合物中投入称为硫等硫化剂或硫化促进剂的硫化类 配合剂,将全体进行混炼。若将硫化类配合剂混炼步骤后得到的橡胶组合物加热到给定温 度以上,则橡胶组合物中的硫化剂和橡胶分子反应,在橡胶分子间形成交联结构,分子成三 维网状而使橡胶有弹性。
[0058] 硫只要是通常的橡胶用硫即可。例如可以使用粉末硫、沉淀硫、不溶性硫、高分散 性硫等。优选本发明的橡胶组合物中的硫含量相对于100质量份橡胶成分为〇. 3-6质量份。 如果硫的含量不足〇. 3质量份,则硫化橡胶的交联密度不足,橡胶强度等下降,如果超过 6. 5质量份,则特别是耐热性能及耐久性能两者都会恶化。为良好地保证硫化橡胶的橡胶强 度、进一步提高耐热性能和耐久性能,更优选硫含量相对于100质量份橡胶成分为1. 5-5. 5 质量份。
[0059] 作为硫化促进剂,可以将通常用于橡胶硫化的亚磺酰胺类硫化促进剂、秋兰姆类 硫化促进剂、噻唑类硫化促进剂、硫脲类硫化促进剂、胍类硫化促进剂、二硫代氨基甲酸盐 类硫化促进剂等硫化促进剂单独或适当混合而使用。更优选硫化促进剂的含量相对于100 质量份橡胶成分为1-5质量份,进一步优选为1. 5-4质量份。。
[0060] 【实施例】
[0061] 以下通过记载本发明的实施例来进行更具体的说明。使用原料及使用装置如下。
[0062] (使用原料)
[0063] a)炭黑
[0064] 炭黑"N330" ;'A -只卜3"(东海碳素公司制)
[0065] 炭黑"N110" -只卜9"(东海碳素公司制)
[0066] 炭黑"N774" -只卜SO"(东海碳素公司制)
[0067] b)分散溶剂水
[0068] c)橡胶胶乳溶液
[0069] 天然橡胶浓缩胶乳溶液;在常温下向莱吉特科公司(U 7夕只)制((DRC(Dry Rubber Content,干橡胶含量))=60%、质量平均分子量为23. 6万)中添加水调整至橡胶 成分25质量%而得到
[0070] 天然橡胶新鲜胶乳溶液;在常温下向Golden Hope公司制((DRC(Dry Rubber Content,干橡胶含量))=31. 2%、质量平均分子量为23. 2万)中添加水调整至橡胶成分 25质量%而得到
[0071] (1)凝固剂甲酸(一级85%、稀释成10%溶液,调整口11为1.2),(似〇313;^689116(于 力7彳亍只夕)公司制)
[0072] e)锌白
[0073] (A) 1号锌白(三井金属公司制)
[0074] (B)3号锌白(三井金属公司制)
[0075] f)硬脂酸(日油公司制)
[0076] g)蜡(日本精蜡公司制)
[0077] h)防老化剂
[0078] (A)芳香族胺类:N-苯基-N' -(1,3_二甲基丁基)_对苯二胺"6PPD"、(壬 > 寸> 卜公司制)、熔点44°C
[0079] (B)胺酮类:2,2,4_三甲基-1,2_二氢喹啉聚合物"RD"、(大内新兴化学公司制)、 熔点 80-100 °C
[0080] i)硫
[0081] (A)硫(鹤见化学工业公司制)
[0082] (B)不溶性硫"0T-20"(阿克苏(7夕、/ )公司制)
[0083] j)硫化促进剂
[0084] (A) "CBS"(三新化学公司制)
[0085] (B)N, N-二环己基苯并噻挫_2_亚横酰胺"NoccelerDZ ( y夕七7 - DZ) "(大内 新兴化学公司制)
[0086] k)含硼有机酸钴" Y y求y卜'、C680C"、(0MG公司制)
[0087] 1)间苯二酚-烷基苯酚-甲醛树脂"只S力乂一;P 620"、(住友化学公司制
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