一种环保型高弹性硫化胶及制备方法
一种环保型高弹性硫化胶及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硫化胶，特别涉及一种环保型高弹性硫化胶及制备方法，属于橡 胶材料的技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着生活水平的提高，人们对儿童玩具环保性能和使用寿命的要求也越来越高， 特别是儿童玩具汽车的轮胎即要求要有较高的环保性能，又要求弹性好，同时又要具有较 好的耐磨性和耐侯性。现有技术的轮胎多采用硫化胶加工而成。传统的硫化胶具有良好的 耐热油，但其弹性性能并不是十分理想。一般硫化胶使用温度范围为100°c-120°c，其在在 100°C*48H的老化条件下，拉伸强度变化率为-18%，断裂伸长率变化率为-17%。
[0003] 专利200680011289.0公开了一种热塑性硫化胶共混物，这种热塑性硫化胶是由聚 醚酯热塑性弹性体和交联乙烯-丙烯酸酯橡胶或丙烯酸酯橡胶共混而制成的。通过这种方 法制得的热塑性硫化胶具有优良的耐油性，耐热性，但其力学性能较差，拉伸强度只有 17MPa左右，扯断伸长率只有190%左右。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型高弹性硫化胶，通过组份的调整， 大大提高了硫化胶的弹性及耐磨性，延长其使用寿命，且该硫化胶环保无污染；同时，提供 了该硫化胶的制备方法，该方法操作方便、工艺合理且生产成本低，适合于大规模生产。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明一种环保型弹性硫化胶，由下列成份组成，按重量 份计： 改良丁基橡胶 60份一70份 天然橡胶 15份一25份 充油橡胶 20份一30份 炭黑 20份一 30份 白炭黑 20份一 30份 环烷油 30份一 40份 氧化锌 3份一 5份 硬脂酸 1份一 2份 防老剂 3份一 5份 硫磺 1份一2份 促进剂 2份一4份。
[0006] 上述的环保型弹性硫化胶，其中，所述防老剂为橡胶防老剂MB、橡胶防老剂MBI和 2-硫醇基苯并咪唑中的任一种或一种以上。
[0007] 上述的环保型弹性硫化胶，其中，所述促进剂为促进剂DPG、促进剂TMTD和促进剂 CZ中的一种或一种以上。
[0008] 上述的环保型弹性硫化胶的制备方法，包括如下步骤： 1 )、将改良丁基橡胶，天然橡胶，充油橡胶依次投入密炼机，密炼机的转速在30-35r/ min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼时间为 2min-3min，混炼温度为 140°C-150°C; 2)、将炭黑，白炭黑，环烷油，氧化锌，硬脂酸，非污染防老剂投入密炼机，混炼时间为 4min-6min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼温度为140°C-150°C，密炼机的转速在30-35r/ min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温； 将步骤2)中的薄片存放8小时，再次投入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进 剂，硫磺投入密炼机，进行终炼，密炼机的转速为15_20r/min，压力为0.4MPa-0.6MPa，混炼 时间为2min-4min，混炼温度为90°C-105°C，出料，冷却至室温即可。
[0009] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： 本发明通过各组份之间的协同作用，使硫化胶中的交联密度提高，从而使硫化胶在具 备优异的耐热油性能、耐热性及抗氧老化性能的同时具有较好的弹性性能及显著的力学性 能，本发明在l〇〇°C*48H的老化条件下，拉伸强度变化率由原来的-18%提升到大于-6%，断裂 伸长率变化率由原来的-17%提升到大于-5%，从而延长了此类产品的使用寿命;且本发明没 有任何的污染性能，环保性能得到显著的提高；另外，本发明的制备方法具有工艺简单、反 应条件温和及便于规模生产等优点。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0011] 促进剂DM购买于上海成锦化工有限公司；促进剂TMTD购买于沈阳东北助剂化工有 限公司；酚醛树脂为酚醛环氧树脂F-48,购买于济南鑫冉化工有限公司，2-硫醇基苯并噻 唑购买于濮阳市蔚林化工有限公司，羟基线性聚酯树脂可以选用Bayer 1652,日本大成 TX3100、TX1100。防老剂为橡胶防老剂MB、橡胶防老剂MBI，购买于衡水市武邑创华化工商贸 有限公司；充油橡胶为丁苯橡胶1502或丁苯橡胶1712,购买于南京扬子石化金浦橡胶有限 公司；环烷油购买于广州市琦胜化工有限公司，其型号为ΚΝ4006/ΚΝ4010;橡胶炭黑Ν990 购买于天津宝驰化工科技有限公司；白炭黑购买于安徽俊峰化工产品贸易有限公司。
[0012] 实施例一 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为20ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在85°C之间，保持反 应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和氯 气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净化 水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽法 炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛树 月旨:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径为 1 OOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促进 剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0013] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶60份，天然橡胶15份，丁苯橡胶1502 20 份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为 140°C;再将炭黑20份，白炭黑20份，环烷油30份，氧化锌3份，硬脂酸1份，橡胶防老剂MB 3份 投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的转速在30r/ min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时，再次投入密 炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂DPG 2份，硫磺1份投入密炼机，进行终炼，密炼 机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出料，冷却至室温 即可，存放温度为_5°C。
[0014] 实施例二 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为20ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在85°C之间，保持反 应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和氯 气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净化 水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽法 炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛树 月旨:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径为 1 OOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促进 剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0015] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶65份，天然橡胶20.7份，丁苯橡胶1502 25份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度 为14〇°C;再将炭黑25份，白炭黑25份，环烷油35份，氧化锌3.89份，硬脂酸1.67份，2-硫醇基 苯并咪唑3.9份投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的 转速在30r/min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时， 再次投入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂CZ 2.4份，硫磺1.5份投入密炼机， 进行终炼，密炼机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出 料，冷却至室温即可，存放温度为-5°C。
[0016] 实施例三 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为85ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在100°C之间，保持 反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和 氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净 化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽 法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛 树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径 为lOOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促 进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0017] -种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶70份，天然橡胶25份，丁苯橡胶1712 30 份依次投入密炼机，密炼机的转速在35r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为3min，混炼温度为 150°C;将炭黑30份，白炭黑30份，环烷油40份，氧化锌5份，硬脂酸2 份，橡胶防老剂MBI 5份 投入密炼机，混炼时间为6min，压力为0.6MPa，混炼温度为150°C，密炼机的转速在35r/min， 出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;将冷却至室温的薄片存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂TMTD 4份，硫磺2份投入密炼机，进行终 炼，密炼机的转速为20r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为4min，混炼温度为105°C，出料，冷 却至室温即可，存放时温度为_5°C。
[0018] 实施例四 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为120ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在91°C之间，保持 反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和 氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净 化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽 法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛 树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径 为lOOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促 进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0019] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶65份，天然橡胶20.7份，丁苯橡胶1502 25份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度 为14〇°C;再将炭黑25份，白炭黑25份，环烷油35份，氧化锌3.89份，硬脂酸1.67份，防老剂 3.9份投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的转速在 30r/min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂2.4份，硫磺1.5份投入密炼机，进行终炼， 密炼机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出料，冷却至 室温即可，存放温度为-5°C。防老剂由橡胶防老剂MB和橡胶防老剂MBI组成，橡胶防老剂MB: 橡胶防老剂MBI为1.12:0.8，按重量比计。促进剂由促进剂DPG和促进剂CZ组成，促进剂DPG: 促进剂CZ为0.53:1，按重量比计。
[0020] 实施例五 一种改良的丁基橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶98份、硬脂酸锌2.48份、促进剂1份、 硫磺1.9份、氧化锌4.5份、二甘醇4份、聚醋酸乙烯2份、聚乙烯醇3份、填料12.8份。以速度为 120r/min的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为 80r/min的速度搅拌均勾形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7，按质量比计； 所述反应介质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反 应装置通入热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入 混合气体，混合气体的通入速度为150ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在100°C 之间，保持反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气 体由氦气和氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体 物料再经净化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所 述填料由槽法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑:硅 酸钙:酚醛树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛 树脂的粒径为1 〇〇um;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进 剂TMTD:促进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0021] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶65份，天然橡胶20.7份，丁苯橡胶1502 25份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度 为14〇°C;再将炭黑25份，白炭黑25份，环烷油35份，氧化锌3.89份，硬脂酸1.67份，防老剂 3.9份投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的转速在 30r/min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂2.4份，硫磺1.5份投入密炼机，进行终炼， 密炼机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出料，冷却至 室温即可，存放温度为_5°C。防老剂由橡胶防老剂MB和橡胶防老剂MBI组成，橡胶防老剂MB: 橡胶防老剂MBI为1.12:0.8，按重量比计。促进剂由促进剂DPG和促进剂CZ组成，促进剂DPG: 促进剂CZ为0.53:1，按重量比计。
[0022]实施例六 一种改良的丁基橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶100份、硬脂酸锌3份、促进剂1.2份、 硫磺2份、氧化锌5份、二甘醇5份、聚醋酸乙烯3份、聚乙烯醇4份、填料15份。以速度为120r/ min的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min 的速度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反 应介质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置 通入热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气 体，混合气体的通入速度为130ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在100°C之间， 保持反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦 气和氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再 经净化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料 由槽法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙： 酚醛树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的 粒径为100um;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2 -硫醇基苯并噻唑组成，促进剂 TMTD:促进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0023] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶70份，天然橡胶25份，丁苯橡胶1712 30 份依次投入密炼机，密炼机的转速在35r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为3min，混炼温度为 150°C;将炭黑30份，白炭黑30份，环烷油40份，氧化锌5份，硬脂酸2份，橡胶防老剂MBI 5份 投入密炼机，混炼时间为6min，压力为0.6MPa，混炼温度为150°C，密炼机的转速在35r/min， 出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;将冷却至室温的薄片存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂TMTD 4份，硫磺2份投入密炼机，进行终 炼，密炼机的转速为20r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为4min，混炼温度为105°C，出料，冷 却至室温即可，存放时温度为_5°C。
[0024]本发明的性能指标如下：
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本 领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方 案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案 的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种环保型弹性硫化胶，其特征在于，由下列成份组成，按重量份计： 改良丁基橡胶 60份一70份 天然橡胶 15份一25份 充油橡胶 20份一30份 炭黑 20份一 30份 白炭黑 20份一 30份 环烷油 30份一 40份 氧化锌 3份一 5份 硬脂酸 1份一 2份 防老剂 3份一 5份 硫磺 1份一2份 促进剂 2份一4份。2. 如权利要求1所述的环保型弹性硫化胶，其特征在于，所述防老剂为橡胶防老剂MB、 橡胶防老剂MBI和2-硫醇基苯并咪唑中的任一种或一种以上。3. 如权利要求1或2所述的环保型弹性硫化胶，其特征在于，所述促进剂为促进剂DPG、 促进剂TMTD和促进剂CZ中的一种或一种以上。4. 如权利要求1所述的环保型弹性硫化胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1 )、将改良丁基橡胶，天然橡胶，充油橡胶依次投入密炼机，密炼机的转速在30-35r/ min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼时间为 2min-3min，混炼温度为 140°C-150°C; 2)、将炭黑，白炭黑，环烷油，氧化锌，硬脂酸，非污染防老剂投入密炼机，混炼时间为 4min-6min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼温度为140°C-150°C，密炼机的转速在30-35r/ min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温； 将步骤2)中的薄片存放8小时，再次投入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进 剂，硫磺投入密炼机，进行终炼，密炼机的转速为15_20r/min，压力为0.4MPa-0.6MPa，混炼 时间为2min-4min，混炼温度为90°C-105°C，出料，冷却至室温即可。
【专利摘要】本发明提了一种环保型高弹性硫化胶，由改良丁基橡胶、天然橡胶、充油橡胶、炭黑、白炭黑、环烷油、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、促进剂组成，通过组份的调整，大大提高了硫化胶的弹性及耐磨性，延长其使用寿命，且该硫化胶环保无污染；同时，提供了该硫化胶的制备方法，该方法操作方便、工艺合理且生产成本低，适合于大规模生产。
【IPC分类】C08K13/02, C08L9/06, C08K5/09, C08K3/22, C08L7/00, C08K3/36, C08K3/04, C08L23/22
【公开号】CN105504553
【申请号】CN201511011359
【发明人】田震鹏
【申请人】江苏宝利来斯橡胶有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硫化胶，特别涉及一种环保型高弹性硫化胶及制备方法，属于橡 胶材料的技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着生活水平的提高，人们对儿童玩具环保性能和使用寿命的要求也越来越高， 特别是儿童玩具汽车的轮胎即要求要有较高的环保性能，又要求弹性好，同时又要具有较 好的耐磨性和耐侯性。现有技术的轮胎多采用硫化胶加工而成。传统的硫化胶具有良好的 耐热油，但其弹性性能并不是十分理想。一般硫化胶使用温度范围为100°c-120°c，其在在 100°C*48H的老化条件下，拉伸强度变化率为-18%，断裂伸长率变化率为-17%。
[0003] 专利200680011289.0公开了一种热塑性硫化胶共混物，这种热塑性硫化胶是由聚 醚酯热塑性弹性体和交联乙烯-丙烯酸酯橡胶或丙烯酸酯橡胶共混而制成的。通过这种方 法制得的热塑性硫化胶具有优良的耐油性，耐热性，但其力学性能较差，拉伸强度只有 17MPa左右，扯断伸长率只有190%左右。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型高弹性硫化胶，通过组份的调整， 大大提高了硫化胶的弹性及耐磨性，延长其使用寿命，且该硫化胶环保无污染；同时，提供 了该硫化胶的制备方法，该方法操作方便、工艺合理且生产成本低，适合于大规模生产。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明一种环保型弹性硫化胶，由下列成份组成，按重量 份计： 改良丁基橡胶 60份一70份 天然橡胶 15份一25份 充油橡胶 20份一30份 炭黑 20份一 30份 白炭黑 20份一 30份 环烷油 30份一 40份 氧化锌 3份一 5份 硬脂酸 1份一 2份 防老剂 3份一 5份 硫磺 1份一2份 促进剂 2份一4份。
[0006] 上述的环保型弹性硫化胶，其中，所述防老剂为橡胶防老剂MB、橡胶防老剂MBI和 2-硫醇基苯并咪唑中的任一种或一种以上。
[0007] 上述的环保型弹性硫化胶，其中，所述促进剂为促进剂DPG、促进剂TMTD和促进剂 CZ中的一种或一种以上。
[0008] 上述的环保型弹性硫化胶的制备方法，包括如下步骤： 1 )、将改良丁基橡胶，天然橡胶，充油橡胶依次投入密炼机，密炼机的转速在30-35r/ min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼时间为 2min-3min，混炼温度为 140°C-150°C; 2)、将炭黑，白炭黑，环烷油，氧化锌，硬脂酸，非污染防老剂投入密炼机，混炼时间为 4min-6min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼温度为140°C-150°C，密炼机的转速在30-35r/ min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温； 将步骤2)中的薄片存放8小时，再次投入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进 剂，硫磺投入密炼机，进行终炼，密炼机的转速为15_20r/min，压力为0.4MPa-0.6MPa，混炼 时间为2min-4min，混炼温度为90°C-105°C，出料，冷却至室温即可。
[0009] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： 本发明通过各组份之间的协同作用，使硫化胶中的交联密度提高，从而使硫化胶在具 备优异的耐热油性能、耐热性及抗氧老化性能的同时具有较好的弹性性能及显著的力学性 能，本发明在l〇〇°C*48H的老化条件下，拉伸强度变化率由原来的-18%提升到大于-6%，断裂 伸长率变化率由原来的-17%提升到大于-5%，从而延长了此类产品的使用寿命;且本发明没 有任何的污染性能，环保性能得到显著的提高；另外，本发明的制备方法具有工艺简单、反 应条件温和及便于规模生产等优点。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0011] 促进剂DM购买于上海成锦化工有限公司；促进剂TMTD购买于沈阳东北助剂化工有 限公司；酚醛树脂为酚醛环氧树脂F-48,购买于济南鑫冉化工有限公司，2-硫醇基苯并噻 唑购买于濮阳市蔚林化工有限公司，羟基线性聚酯树脂可以选用Bayer 1652,日本大成 TX3100、TX1100。防老剂为橡胶防老剂MB、橡胶防老剂MBI，购买于衡水市武邑创华化工商贸 有限公司；充油橡胶为丁苯橡胶1502或丁苯橡胶1712,购买于南京扬子石化金浦橡胶有限 公司；环烷油购买于广州市琦胜化工有限公司，其型号为ΚΝ4006/ΚΝ4010;橡胶炭黑Ν990 购买于天津宝驰化工科技有限公司；白炭黑购买于安徽俊峰化工产品贸易有限公司。
[0012] 实施例一 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为20ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在85°C之间，保持反 应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和氯 气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净化 水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽法 炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛树 月旨:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径为 1 OOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促进 剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0013] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶60份，天然橡胶15份，丁苯橡胶1502 20 份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为 140°C;再将炭黑20份，白炭黑20份，环烷油30份，氧化锌3份，硬脂酸1份，橡胶防老剂MB 3份 投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的转速在30r/ min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时，再次投入密 炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂DPG 2份，硫磺1份投入密炼机，进行终炼，密炼 机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出料，冷却至室温 即可，存放温度为_5°C。
[0014] 实施例二 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为20ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在85°C之间，保持反 应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和氯 气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净化 水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽法 炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛树 月旨:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径为 1 OOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促进 剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0015] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶65份，天然橡胶20.7份，丁苯橡胶1502 25份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度 为14〇°C;再将炭黑25份，白炭黑25份，环烷油35份，氧化锌3.89份，硬脂酸1.67份，2-硫醇基 苯并咪唑3.9份投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的 转速在30r/min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时， 再次投入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂CZ 2.4份，硫磺1.5份投入密炼机， 进行终炼，密炼机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出 料，冷却至室温即可，存放温度为-5°C。
[0016] 实施例三 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为85ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在100°C之间，保持 反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和 氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净 化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽 法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛 树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径 为lOOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促 进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0017] -种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶70份，天然橡胶25份，丁苯橡胶1712 30 份依次投入密炼机，密炼机的转速在35r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为3min，混炼温度为 150°C;将炭黑30份，白炭黑30份，环烷油40份，氧化锌5份，硬脂酸2 份，橡胶防老剂MBI 5份 投入密炼机，混炼时间为6min，压力为0.6MPa，混炼温度为150°C，密炼机的转速在35r/min， 出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;将冷却至室温的薄片存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂TMTD 4份，硫磺2份投入密炼机，进行终 炼，密炼机的转速为20r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为4min，混炼温度为105°C，出料，冷 却至室温即可，存放时温度为_5°C。
[0018] 实施例四 制备改良橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶95份、硬脂酸锌1份、促进剂0.8份、硫磺1.75 份、氧化锌3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度为120r/min 的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min的速 度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反应介 质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置通入 热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气体， 混合气体的通入速度为120ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在91°C之间，保持 反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦气和 氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再经净 化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料由槽 法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙:酚醛 树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的粒径 为lOOum;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进剂TMTD:促 进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0019] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶65份，天然橡胶20.7份，丁苯橡胶1502 25份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度 为14〇°C;再将炭黑25份，白炭黑25份，环烷油35份，氧化锌3.89份，硬脂酸1.67份，防老剂 3.9份投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的转速在 30r/min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂2.4份，硫磺1.5份投入密炼机，进行终炼， 密炼机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出料，冷却至 室温即可，存放温度为-5°C。防老剂由橡胶防老剂MB和橡胶防老剂MBI组成，橡胶防老剂MB: 橡胶防老剂MBI为1.12:0.8，按重量比计。促进剂由促进剂DPG和促进剂CZ组成，促进剂DPG: 促进剂CZ为0.53:1，按重量比计。
[0020] 实施例五 一种改良的丁基橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶98份、硬脂酸锌2.48份、促进剂1份、 硫磺1.9份、氧化锌4.5份、二甘醇4份、聚醋酸乙烯2份、聚乙烯醇3份、填料12.8份。以速度为 120r/min的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为 80r/min的速度搅拌均勾形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7，按质量比计； 所述反应介质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反 应装置通入热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入 混合气体，混合气体的通入速度为150ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在100°C 之间，保持反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气 体由氦气和氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体 物料再经净化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所 述填料由槽法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑:硅 酸钙:酚醛树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛 树脂的粒径为1 〇〇um;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2-硫醇基苯并噻唑组成，促进 剂TMTD:促进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0021] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶65份，天然橡胶20.7份，丁苯橡胶1502 25份依次投入密炼机，密炼机的转速在30r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度 为14〇°C;再将炭黑25份，白炭黑25份，环烷油35份，氧化锌3.89份，硬脂酸1.67份，防老剂 3.9份投入密炼机，混炼时间为4min，压力为0.45MPa，混炼温度为145°C，密炼机的转速在 30r/min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;再将薄片在存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂2.4份，硫磺1.5份投入密炼机，进行终炼， 密炼机的转速为15r/min，压力为0.4MPa，混炼时间为2min，混炼温度为90°C，出料，冷却至 室温即可，存放温度为_5°C。防老剂由橡胶防老剂MB和橡胶防老剂MBI组成，橡胶防老剂MB: 橡胶防老剂MBI为1.12:0.8，按重量比计。促进剂由促进剂DPG和促进剂CZ组成，促进剂DPG: 促进剂CZ为0.53:1，按重量比计。
[0022]实施例六 一种改良的丁基橡胶，将粒度为200um的丁基橡胶100份、硬脂酸锌3份、促进剂1.2份、 硫磺2份、氧化锌5份、二甘醇5份、聚醋酸乙烯3份、聚乙烯醇4份、填料15份。以速度为120r/ min的速度搅拌均匀作为原料，将其投入已加有反应介质的反应装置中，以速度为80r/min 的速度搅拌均匀形成混合物料，原料与反应介质的固液比为2.7:6.7,按质量比计;所述反 应介质由水、乙二醇和甲醇组成，所述水：乙二醇：甲醇为2:1:1，按重量比计，再向反应装置 通入热源使混合物料升温至70°C以上，并以80r/min的速度搅拌，在搅拌条件下通入混合气 体，混合气体的通入速度为130ml/分，同时对反应装置加热使反应温度控制在100°C之间， 保持反应温度20分钟，再向反应装置通入冷却水，使混合物料温度降至35°C，混合气体由氦 气和氯气组成，氦气:氯气为0.8:1，按质量比计;最后将物料固液分离，得到的固体物料再 经净化水洗涤、干燥后即可得到丁基橡胶，干燥温度为120°C，干燥时间为2小时。所述填料 由槽法炭黑、硅酸钙、酚醛树脂、滑石粉和羟基线性聚酯树脂组成，所述槽法炭黑：硅酸钙： 酚醛树脂:滑石粉:羟基线性聚酯树脂为2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比计;酚醛树脂的 粒径为100um;所述促进剂由促进剂TMTD、促进剂DM和2 -硫醇基苯并噻唑组成，促进剂 TMTD:促进剂DM: 2-硫醇基苯并噻唑为1:0.8:1.5:2，按重量比计。
[0023] 一种环保型弹性硫化胶，将改良丁基橡胶70份，天然橡胶25份，丁苯橡胶1712 30 份依次投入密炼机，密炼机的转速在35r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为3min，混炼温度为 150°C;将炭黑30份，白炭黑30份，环烷油40份，氧化锌5份，硬脂酸2份，橡胶防老剂MBI 5份 投入密炼机，混炼时间为6min，压力为0.6MPa，混炼温度为150°C，密炼机的转速在35r/min， 出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温;将冷却至室温的薄片存放8小时，再次投 入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进剂TMTD 4份，硫磺2份投入密炼机，进行终 炼，密炼机的转速为20r/min，压力为0.6MPa，混炼时间为4min，混炼温度为105°C，出料，冷 却至室温即可，存放时温度为_5°C。
[0024]本发明的性能指标如下：
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本 领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方 案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案 的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种环保型弹性硫化胶，其特征在于，由下列成份组成，按重量份计： 改良丁基橡胶 60份一70份 天然橡胶 15份一25份 充油橡胶 20份一30份 炭黑 20份一 30份 白炭黑 20份一 30份 环烷油 30份一 40份 氧化锌 3份一 5份 硬脂酸 1份一 2份 防老剂 3份一 5份 硫磺 1份一2份 促进剂 2份一4份。2. 如权利要求1所述的环保型弹性硫化胶，其特征在于，所述防老剂为橡胶防老剂MB、 橡胶防老剂MBI和2-硫醇基苯并咪唑中的任一种或一种以上。3. 如权利要求1或2所述的环保型弹性硫化胶，其特征在于，所述促进剂为促进剂DPG、 促进剂TMTD和促进剂CZ中的一种或一种以上。4. 如权利要求1所述的环保型弹性硫化胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1 )、将改良丁基橡胶，天然橡胶，充油橡胶依次投入密炼机，密炼机的转速在30-35r/ min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼时间为 2min-3min，混炼温度为 140°C-150°C; 2)、将炭黑，白炭黑，环烷油，氧化锌，硬脂酸，非污染防老剂投入密炼机，混炼时间为 4min-6min，压力为0 · 4MPa-0 · 6MPa，混炼温度为140°C-150°C，密炼机的转速在30-35r/ min，出料后再在开炼机上压成7mm的薄片，冷却至室温； 将步骤2)中的薄片存放8小时，再次投入密炼机，在35°C的温度下预热lmin，再将促进 剂，硫磺投入密炼机，进行终炼，密炼机的转速为15_20r/min，压力为0.4MPa-0.6MPa，混炼 时间为2min-4min，混炼温度为90°C-105°C，出料，冷却至室温即可。
【专利摘要】本发明提了一种环保型高弹性硫化胶，由改良丁基橡胶、天然橡胶、充油橡胶、炭黑、白炭黑、环烷油、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、促进剂组成，通过组份的调整，大大提高了硫化胶的弹性及耐磨性，延长其使用寿命，且该硫化胶环保无污染；同时，提供了该硫化胶的制备方法，该方法操作方便、工艺合理且生产成本低，适合于大规模生产。
【IPC分类】C08K13/02, C08L9/06, C08K5/09, C08K3/22, C08L7/00, C08K3/36, C08K3/04, C08L23/22
【公开号】CN105504553
【申请号】CN201511011359
【发明人】田震鹏
【申请人】江苏宝利来斯橡胶有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
最新回复(0)