专利名称：一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硫化胶的制备方法，具体地说是一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法。
背景技术：
对短纤维补强橡胶基体的研究始于20世纪70年代。1972年美国孟山都公司首先将其成功地用于胶管。此后不少国家相继从事这方面的研究。目前，短纤维补强橡胶的研究和使用重点主要是放在重型轮胎(如工程胎和越野轮胎)上；而胶管、胶带则是另一个重点。用橡胶/纤维复合材料来取代胶层/织物骨架层，可免除压延擦胶、裁断、贴合等多道操作，大大简化了工艺。据国外报道，短纤维也可取代传统补强剂如炭黑，用于鞋底等模压制品。短纤维一般是指长度< 5mm的纤维，通常可分为三类，第一类为纤维素类，包括天然棉、麻、丝短纤维、人造丝、粘胶纤维等的短纤维、木质素短纤维等；第二类为合成短纤维， 包括各种以合成纤维，如尼龙、聚酯、维纶、氯纶、丙纶、腈纶、芳纶为母体的短纤维；第三类为无机短纤维，包括玻璃短纤维和碳短纤维。在以上各类短纤维中，碳短纤维和芳纶短纤维兼有高强度、低相对密度的双重优势，单从技术角度考虑，它们是最理想的品种，但成本高昂，难以大量推广。玻璃短纤维虽价格低廉，但抗弯曲性能差，相对密度大，也有局限性。目前总的来说，还是以尼龙、人造丝、聚酯等短纤维品种最具现实意义。纤维素类短纤维含羟基，表面活性大，易亲和橡胶，有利于补强。合成纤维类短纤维表面光滑，活性基团相对较少，和橡胶的粘性差，一般要用RFL粘合体系处理。短纤维在橡胶基质中的有规取向可以使橡胶体系得到增强。短纤维橡胶基复合材料把短纤维的刚性与橡胶的柔性有机结合起来，既保持了橡胶的高弹性，又通过短纤维的补强明显地提高了橡胶制品的模量，使制品具有高模量、高硬度、高强度；并且具有耐磨、耐切割、耐溶胀、耐疲劳以及尺寸稳定等优良性能，故得到了广泛的应用。短纤维的加入可提高橡胶在低伸长情况下的应力，大大限制变形，从而使能耗和生热双双下降。短纤维的加入还有助于产品轻量化，这是因为短纤维的相对密度普遍低于橡胶。据介绍，如将尼龙短纤维用于胎侧胶，可使胎侧减重40%。此外短纤维还具有降低滚动阻力和噪音的功能，这对轮胎来说都很重要。有研究发现，和炭黑相比短纤维增强的橡胶可以赋予其极佳的初始拉伸模量和拉伸强度，极大地改善硫化胶的蠕变性能，可使其硬度、强度、耐疲劳性能和抗断裂性會旨提尚。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，通过聚酯短纤维来补强氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶，大大提高了氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶的抗拉强度、硬度、模量以及耐磨性，并且使氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶还具有较高的弹性和较低的压缩永久变形，大大拓宽了氢化丁腈
4和氯丁橡胶共混硫化胶的应用领域。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，包括以下步骤步骤1、对氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别进行塑炼；步骤2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合在一起进行混合塑炼；步骤3、将混合塑炼后的共混胶料进行包辊1至3分钟，然后依次加入固体软化剂、 防老剂、促进剂、活性剂，吃料完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为12至18秒；步骤4、将共混胶料的下片薄通，向胶料中加入补强填充剂，待吃粉完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为8至12秒；步骤5、先加入部分液体增塑剂，然后加入部分聚酯短纤维，吃料完毕后，再加入剩余的液体增塑剂和聚酯短纤维，进行割刀翻炼；步骤6、加入交联剂，吃料完毕后，进行割刀翻炼，每次割刀时间间隔为4至6秒，下片薄通打三角包，进行出片；步骤7、将上述的混炼胶停放20小时至观小时，然后在150°C至170°C条件下用平板硫化机进行硫化15至45分钟，得到由聚酯短纤维、氢化丁腈和氯丁橡胶制成的共混硫化胶。为优化上述技术方案，采取的措施还包括按重量份数计，步骤1中，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的总份数为100份，其中氢化丁腈为70份至90份，氯丁橡胶为10份至30份。上述的步骤3中，固体软化剂为古马隆；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，固体软化剂为2. 0份至5. 0份。上述的步骤3中，防老剂为防老剂4010 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，防老剂为ι. O份至4. 0份。上述的步骤3中，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑； 以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑的总份数为2份。以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，上述的步骤3中，活性剂为硬脂酸ι. O份、氧化锌5. 0份和氧化镁4. 0份。上述的步骤4中，补强填充剂为炭黑N330，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，补强填充剂为30份。上述的步骤5中，液体增塑剂为增塑剂TP-95 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，液体增塑剂2. 0份至5. 0份，聚酯短纤维为5份至15份。上述的步骤6中，交联剂为交联剂DCP ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，交联剂为4.0份至8.0份。上述的步骤7中，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，硫化用的硫黄为0.1份至1.0份。与现有技术相比，本发明采用聚酯短纤维补强氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶。 氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶可以用在很多耐高温、耐高压、耐油的场合，本发明利用经过特殊处理的聚酯短纤维来补强氢化丁腈和氯丁橡胶共混体系，大大提高了氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶的抗拉强度、硬度、模量以及耐磨性，并且使氢化丁腈和氯丁橡胶共混体系还具有较高的弹性和较低的压缩永久变形，大大拓宽了氢化丁腈和氯丁橡胶共混胶的应用领域。经实验表明，通过聚酯短纤维补强氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶后，氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶的拉伸强度> 15MPa;扯断伸长率> 350% ；邵A硬度达到65至80 ； 100%定伸应力> 4MPa ；回弹性> 45%;垂直于短纤维取向方向上的DIN磨耗< 0. Icm3 ；在 B型试样测试下，试样直径13mm，高6. 3mm、压缩率为25%，测试条件为125°C X48h，压缩永久变形< 40%。
图1是本发明实施例的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。图1所示为本发明的流程示意图。本发明的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，包括以下步骤步骤1、对氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别进行塑炼；步骤2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合在一起进行混合塑炼；步骤3、将混合塑炼后的共混胶料进行包辊1至3分钟，然后依次加入固体软化剂、 防老剂、促进剂、活性剂，吃料完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为12至18秒；步骤4、将共混胶料的下片薄通，向胶料中加入补强填充剂，待吃粉完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为8至12秒；步骤5、先加入部分液体增塑剂，然后加入部分聚酯短纤维，吃料完毕后，再加入剩余的液体增塑剂和聚酯短纤维，进行割刀翻炼；步骤6、加入交联剂，吃料完毕后，进行割刀翻炼，每次割刀时间间隔为4至6秒，下片薄通打三角包，进行出片；步骤7、将上述的混炼胶停放20小时至28小时，然后在150°C至170°C条件下用平板硫化机进行硫化15至45分钟，得到由聚酯短纤维、氢化丁腈和氯丁橡胶制成的共混硫化胶。按重量份数计，步骤1中，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的总份数为100份，其中氢化丁腈为70份至90份，氯丁橡胶为10份至30份。在步骤3中，固体软化剂为古马隆；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，固体软化剂为2. 0份至5. 0份。在步骤3中，防老剂为防老剂4010 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，防老剂为1.0份至4.0份。防老剂4010的学名N-苯基-N'-环己基对苯二胺，市场有售。在步骤3中，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑的总份数为2份。以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，步骤3中，活性剂为硬脂酸1.0份、氧化锌5. 0份和氧化镁4. 0份。在步骤4中，补强填充剂为炭黑N330，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，补强填充剂为30份。炭黑N330是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶粒较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。炭黑N330可通过市场购买得到，主要用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧及各种橡胶工业制品。在步骤5中，液体增塑剂为增塑剂TP-95 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，液体增塑剂2. 0份至5. 0份，聚酯短纤维为5份至15份。增塑剂TP-95是一种含醚酯基的高相容性增塑剂，市场有售。在步骤6中，交联剂为交联剂DCP ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，交联剂为4. 0份至8. 0份。交联剂DCP，即通常所说的过氧化二异丙苯。在步骤7中，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，硫化用的硫黄为0. 1 份至1.0份。实施例1本实施例的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，包括以下步骤步骤1、对氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别进行塑炼；步骤2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通15次，进行混合塑炼；步骤3、将混合塑炼后的共混胶料进行包辊2分钟，然后依次加入固体软化剂、防老剂、促进剂、活性剂，吃料完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为15秒；步骤4、将共混胶料的下片薄通，向胶料中加入补强填充剂，待吃粉完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为10秒；步骤5、先加入部分液体增塑剂，然后加入部分聚酯短纤维，吃料完毕后，再加入剩余的液体增塑剂和聚酯短纤维，进行割刀翻炼；步骤6、加入交联剂，吃料完毕后，进行割刀翻炼，每次割刀时间间隔为5秒，下片薄通打三角包6次，进行出片；步骤7、将上述的混炼胶停放M小时后，在160°C条件下用平板硫化机进行硫化30 分钟，得到由聚酯短纤维、氢化丁腈和氯丁橡胶制成的共混硫化胶。按重量份数计，在步骤1中，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的总份数为100份，其中氢化丁腈为70份，氯丁橡胶为30份。在步骤3中，固体软化剂为古马隆；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，固体软化剂为4.0份。在步骤3中，防老剂为防老剂4010 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，防老剂为3.0份。在步骤3中，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑的总份数为2份。以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，在步骤3中，活性剂为硬脂酸1. 0 份、氧化锌5. 0份和氧化镁4. 0份。在步骤4中，补强填充剂为炭黑N330，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，补强填充剂为30份。
在步骤5中，液体增塑剂为增塑剂TP-95 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，液体增塑剂3. 0份，聚酯短纤维为10份。在步骤6中，交联剂为交联剂DCP ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，交联剂为6.0份。在步骤7中，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，硫化用的硫黄为0. 5 份。实施例2本实施例的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，包括以下步骤步骤1、对氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别进行塑炼；步骤2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通15次，进行混合塑炼；步骤3、将混合塑炼后的共混胶料进行包辊1分钟，然后依次加入固体软化剂、防老剂、促进剂、活性剂，吃料完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为18秒；步骤4、将共混胶料的下片薄通，向胶料中加入补强填充剂，待吃粉完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为12秒；步骤5、先加入部分液体增塑剂，然后加入部分聚酯短纤维，吃料完毕后，再加入剩余的液体增塑剂和聚酯短纤维，进行割刀翻炼；步骤6、加入交联剂，吃料完毕后，进行割刀翻炼，每次割刀时间间隔为6秒，下片薄通打三角包6次，进行出片；步骤7、将上述的混炼胶停放20小时，然后在150°C条件下用平板硫化机进行硫化 45分钟，得到由聚酯短纤维、氢化丁腈和氯丁橡胶制成的共混硫化胶。按重量份数计，在步骤1中，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的总份数为100份，其中氢化丁腈为80份，氯丁橡胶为20份。在步骤3中，固体软化剂为古马隆；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，固体软化剂为3.0份。在步骤3中，防老剂为防老剂4010 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，防老剂为2.0份。在步骤3中，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑的总份数为2份。以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，在步骤3中，活性剂为硬脂酸1. 0 份、氧化锌5. 0份和氧化镁4. 0份。在步骤4中，补强填充剂为炭黑N330，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，补强填充剂为30份。在步骤5中，液体增塑剂为增塑剂TP-95 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，液体增塑剂5. 0份，聚酯短纤维为15份。在步骤6中，交联剂为交联剂DCP ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，交联剂为7.0份。在步骤7中，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，硫化用的硫黄为1. 0 份。
实施例3本实施例的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，包括以下步骤步骤1、对氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别进行塑炼；步骤2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通15次，进行混合塑炼；步骤3、将混合塑炼后的共混胶料进行包辊3分钟，然后依次加入固体软化剂、防老剂、促进剂、活性剂，吃料完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为12秒；步骤4、将共混胶料的下片薄通，向胶料中加入补强填充剂，待吃粉完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为8秒；步骤5、先加入部分液体增塑剂，然后加入部分聚酯短纤维，吃料完毕后，再加入剩余的液体增塑剂和聚酯短纤维，进行割刀翻炼；步骤6、加入交联剂，吃料完毕后，进行割刀翻炼，每次割刀时间间隔为4秒，下片薄通打三角包6次，进行出片；步骤7、将上述的混炼胶停放沈小时，然后在170°C条件下用平板硫化机进行硫化 20分钟，得到由聚酯短纤维、氢化丁腈和氯丁橡胶制成的共混硫化胶。按重量份数计，在步骤1中，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的总份数为100份，其中氢化丁腈为90份，氯丁橡胶为10份。在步骤3中，固体软化剂为古马隆；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，固体软化剂为5.0份。在步骤3中，防老剂为防老剂4010 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，防老剂为4.0份。在步骤3中，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑的总份数为2份。以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，在步骤3中，活性剂为硬脂酸1. 0 份、氧化锌5. 0份和氧化镁4. 0份。在步骤4中，补强填充剂为炭黑N330，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，补强填充剂为30份。在步骤5中，液体增塑剂为增塑剂TP-95 ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，液体增塑剂2. 0份，聚酯短纤维为5份。在步骤6中，交联剂为交联剂DCP ；以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，交联剂为7.0份。在步骤7中，以氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，硫化用的硫黄为0. 8 份。本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
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权利要求
1.一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是包括以下步骤步骤1、对氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别进行塑炼；步骤2、将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合在一起进行混合塑炼；步骤3、将混合塑炼后的共混胶料进行包辊1至3分钟，然后依次加入固体软化剂、防老剂、促进剂、活性剂，吃料完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为12至18秒；步骤4、将共混胶料的下片薄通，向胶料中加入补强填充剂，待吃粉完毕后，割刀进行翻炼，每次割刀的时间间隔为8至12秒；步骤5、先加入部分液体增塑剂，然后加入部分聚酯短纤维，吃料完毕后，再加入剩余的液体增塑剂和聚酯短纤维，进行割刀翻炼；步骤6、加入交联剂，吃料完毕后，进行割刀翻炼，每次割刀时间间隔为4至6秒，下片薄通打三角包，进行出片；步骤7、将上述的混炼胶停放20小时至28小时，然后在150°C至170°C条件下用平板硫化机进行硫化15至45分钟，得到由聚酯短纤维、氢化丁腈和氯丁橡胶制成的共混硫化胶。
2.根据权利要求1所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是按重量份数计，所述的步骤1中，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的总份数为100份，其中氢化丁腈为70份至90份，氯丁橡胶为10份至30份。
3.根据权利要求2所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤3中，固体软化剂为古马隆；以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，固体软化剂为2. 0份至5. 0份。
4.根据权利要求3所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤3中，防老剂为防老剂4010 ；以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，防老剂为1.0份至4.0份。
5.根据权利要求4所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤3中，促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑；以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化苯并噻唑的总份数为2份。
6.根据权利要求5述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，所述的步骤3中，活性剂为硬脂酸1.0 份、氧化锌5. 0份和氧化镁4. 0份。
7.根据权利要求6所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤4中，补强填充剂为炭黑N330，以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，补强填充剂为30份。
8.根据权利要求7所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤5中，液体增塑剂为增塑剂TP-95 ；以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，液体增塑剂2. 0份至5. 0份，聚酯短纤维为5份至15份。
9.根据权利要求8所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤6中，交联剂为交联剂DCP ；以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，交联剂为4.0份至8.0份。
10.根据权利要求9所述的一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，其特征是所述的步骤7中，以所述的氢化丁腈和氯丁橡胶的重量份数为计量标准，硫化用的硫黄为0. 1 份至1.0份。
全文摘要
本发明公开了一种聚酯短纤维补强共混硫化胶的制备方法，采用聚酯短纤维补强氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶。氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶可以用在很多耐高温、耐高压、耐油的场合，本发明利用经过特殊处理的聚酯短纤维来补强氢化丁腈和氯丁橡胶共混体系，大大提高了氢化丁腈和氯丁橡胶共混硫化胶的抗拉强度、硬度、模量以及耐磨性，并且使氢化丁腈和氯丁橡胶共混体系还具有较高的弹性和较低的压缩永久变形，大大拓宽了氢化丁腈和氯丁橡胶共混胶的应用领域。
文档编号B29K105/12GK102173001SQ20111003601
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者俞旭明, 王滕滕, 邵文龙, 钟国伦, 马锋, 黄小明 申请人:宁波裕江特种胶带有限公司