CN105542259A - 一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂及其制备方法，该流动助剂的原料组分及其重量百分比组成如下：植物沥清65～95％；增粘性添加剂5～35％。本发明的流动助剂可改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂能够降低胶料的门尼粘度，改善胶料的加工性能，降低加工能耗，有助于降低生产成本；该流动助剂还具有表面活性作用，与填料表面相互作用，提高填料表面与橡胶界面间的相容性，改善填料在橡胶中的分散效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂及其制备方法，属于精细化工技术领域。
背景技术
丁苯橡胶在炼胶过程中存在黏辊且胶料散裂不成形的现象。为改变这种缺点，有的在生产过程中填充占胶料质量30％左右的芳烃油或环烷油；有的在使用过程中添加一定量的芳烃油、环烷油、脂肪酸及其衍生物等，芳烃油中含有多环芳烃致癌物质，不环保；芳烃油、环烷油和脂肪酸及其衍生物相对来说成本要高一些。植物沥青成本低廉，经过分析，其主要含有油脂、脂肪酸、脂肪醇及蜡等，这些物质虽然能够在一定程度上改善丁苯橡胶的黏辊现象，但胶料的散裂性缺陷仍然没有很好解决。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，该流动助剂解决了丁苯橡胶在炼胶过程中的黏辊和散裂现象，同时降低了胶料粘度及加工能耗。
本发明还提供一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，该流动助剂的成分为植物沥青和增粘性添加剂，原料组分及其重量百分比组成如下：
植物沥青65～95％
增粘性添加剂5～35％。
根据本发明优选的，所述的植物沥青为大豆油植物沥青、棕榈油植物沥青、菜籽油植物沥青、棉籽油植物沥青、花生油植物沥青、葵花油植物沥青、椰子油植物沥青、橄榄油植物沥青、茶树油植物沥青、玉米油植物沥青或米糠油植物沥青中的一种或两种以上混合物。
进一步优选的，所述的植物沥青为大豆油植物沥青。
根据本发明优选的，所述的增粘性添加剂为C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、古马隆树脂、苯并呋喃树脂、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、松香树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或两种以上任意组合。
进一步优选的，从环保和成本的角度考虑，所述的增粘性添加剂为松香树脂。
根据本发明优选的，改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，原料组分及其重量百分比组成如下：
植物沥青75～85％
增粘性添加剂15～25％。
本发明最为优选的一个技术方案，改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，原料组分及其重量百分比组成如下：
大豆油植物沥青80％
松香树脂20％。
上述改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂的制备方法，步骤如下：
将植物沥青和松香树脂在130-150℃下熔融，然后抽真空，真空度为-0.05～-0.09MPa，混合时间15min，最后倒出冷却，即得改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂。
上述改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂的应用，用于制备橡胶，流动助剂的添加量占胶料总质量的3～10％。
一种配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：
丁苯橡胶生胶100份、炭黑70份、氧化锌2.5份、硬脂酸2.0份、防老剂5份、流动助剂10份、硫黄1.6份、促进剂NS1.5份、促进剂DPG1.2份；
步骤如下：
(i)密炼机一段混炼：转子转速80r.min-1，压砣压力18MPa；
加入丁苯橡胶生胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、流动助剂于120～130℃混炼40～60s，于110～130℃排胶，室温放置24h，得一段混炼胶；
(ii)二段混炼：转子转速40r.min-1，压砣压力18MPa；
加入一段混炼胶、促进剂NS、促进剂DPG、硫黄，于70～100℃混炼1～5min，于90～100℃排胶。
本发明所用原料均为常规原料，均可从市场购得。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂能够降低胶料的门尼粘度，改善胶料的加工性能，降低加工能耗，有助于降低生产成本。
2、本发明的改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂具有表面活性作用，与填料表面相互作用，提高填料表面与橡胶界面间的相容性，改善填料在橡胶中的分散效果。
3、本发明改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂制备工艺简洁、易操作。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，市购产品。其中：大豆油植物沥青、菜籽油植物沥青、葵花油植物沥青、椰子油植物沥青、橄榄油植物沥青，山东立盛源化工有限公司有售；萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、松香树脂138，江西上饶思楠树脂有限公司。
实施例1：
按如下组成称取原料，配制成本发明新型流动助剂100克
大豆油植物沥青80克
松香树脂20克
制备步骤如下：
将植物沥青和松香树脂在130-150℃下熔融，然后抽真空，真空度为-0.05～-0.09MPa，时间15min，最后倒出冷却，即得改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂。
实施例2：
按如下组成称取原料，配制成本发明新型流动助剂100克
菜籽油植物沥青75克
松香树脂25克
制备方法同实施例1。
实施例3：
按如下组成称取原料，配制成本发明新型流动助剂100克
椰子油植物沥青70克
松香树脂30克
制备方法同实施例1。
实施例4：
按如下组成称取原料，配制成本发明新型流动助剂100克
葵花油植物沥青65克
萜烯树脂35克
制备方法同实施例1。
实施例5：
按如下组成称取原料，配制成本发明新型流动助剂100克
橄榄油植物沥青85克
萜烯酚醛树脂15克
制备方法同实施例1。
实施例6：
一种利用实施例1的新型流动助剂小配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：
丁苯橡胶生胶100份、炭黑70份、氧化锌2.5份、硬脂酸2.0份、防老剂5份、流动助剂10份、硫黄1.6份、促进剂NS1.5份、促进剂DPG1.2份。
步骤如下：
(1)密炼机一段混炼：
加入生胶、白炭黑、炭黑、小料、新型流动助剂，于125℃混炼40s，于120℃排胶，室温放置24h，得一段混炼胶；停放24小时。
(2)开炼机二段混炼：
向一段混炼胶中加入硫化促进剂和硫磺，于100℃混炼5min，于100℃排胶。停放24小时。
效果例
将实施例1制得的新型流动助剂和市售同类产品在橡胶中进行对比应用试验，性能按照相应国家标准进行测定。测试结果如下：
1#胶料：为未添加流动助剂制得的胶料；
2#胶料：在空白胶料试验材料的基础上增加市售同类样品制得的胶料。
3#胶料：在空白胶料试验材料的基础上增加实施例1制得的流动助剂样品制得的胶料。
1#胶料、2#胶料、3#胶料的制备，实验条件、其它试验材料均相同，均按实施例6制备得到。
混炼工艺测试对比结果
表1流动助剂混炼胶混炼工艺的影响
结论：从表1可以看出，添加本发明新型流动助剂能够缩短混炼时间，降低胶料门尼粘度和排胶温度，从而降低了混炼能耗，且优于市场同类产品的性能。
挤出性能测试对比结果
表2流动助剂对胶料挤出性能影响
结论：从表2可以看出，添加本发明新型流动助剂能够降低胶料门尼粘度、提高注入速率和挤出速度、降低挤出温度和电机电流，从而降低了混炼能耗，且优于市场同类产品的性能。
对填料分散性能测试对比结果
表3流动助剂对胶料中填料分散性影响数据
结论：从表3可以看出，添加本发明新型流动助剂能够改善炭黑在胶料中的分散均匀程度，且优于市场同类产品的性能。
Claims (10)
1.一种改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，该流动助剂的成分为植物沥青和增粘性添加剂，原料组分及其重量百分比组成如下：
植物沥青65～95％
增粘性添加剂5～35％。
2.根据权利要求1所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，其特征在于，所述的植物沥青为大豆油植物沥青、棕榈油植物沥青、菜籽油植物沥青、棉籽油植物沥青、花生油植物沥青、葵花油植物沥青、椰子油植物沥青、橄榄油植物沥青、茶树油植物沥青、玉米油植物沥青或米糠油植物沥青中的一种或两种以上混合物。
3.根据权利要求2所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，其特征在于，所述的植物沥青为大豆油植物沥青。
4.根据权利要求1所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，其特征在于，所述的增粘性添加剂为C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、古马隆树脂、苯并呋喃树脂、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、松香树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或两种以上任意组合。
5.根据权利要求4所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，其特征在于，所述的增粘性添加剂为松香树脂。
6.根据权利要求1所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，其特征在于，原料组分及其重量百分比组成如下：
植物沥青75～85％
增粘性添加剂15～25％。
7.根据权利要求1所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂，其特征在于，原料组分及其重量百分比组成如下：
大豆油植物沥青80％
松香树脂20％。
8.权利要求1所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂的制备方法，步骤如下：
将植物沥青和松香树脂在130-150℃下熔融，然后抽真空，真空度为-0.05～-0.09MPa，混合时间15min，最后倒出冷却，即得改善丁苯橡胶加工性能新型流动助剂。
9.权利要求1所述的改善丁苯橡胶加工性能的流动助剂的应用，用于制备橡胶，流动助剂的添加量占胶料总质量的3～10％。
10.一种配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：
丁苯橡胶生胶100份、炭黑70份、氧化锌2.5份、硬脂酸2.0份、防老剂5份、流动助剂10份、硫黄1.6份、促进剂NS1.5份、促进剂DPG1.2份；
步骤如下：
(i)密炼机一段混炼：转子转速80r.min-1，压砣压力18MPa；
加入丁苯橡胶生胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、流动助剂于120～130℃混炼40～60s，于110～130℃排胶，室温放置24h，得一段混炼胶；
(ii)二段混炼：转子转速40r.min-1，压砣压力18MPa；
加入一段混炼胶、促进剂NS、促进剂DPG、硫黄，于70～100℃混炼1～5min，于90～100℃排胶。
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