CN105778179A - 一种橡胶组合物及应用 - Google Patents
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Abstract
一种橡胶组合物,包括生胶,质量为80‑120份、过氧化物引发剂、质量为1‑5份;架桥剂、质量为2‑15份;自由基吸收释放调节剂、质量为0.1‑1份;补强和防老剂,所述生胶包括聚丁二烯橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶任意的一至三种,占生胶质量的70%以上。提出一种橡胶组合物即制品交联等助剂的配方,能够满足以轮胎、鞋料和耐磨板为代表的从性能到工业适应性效果均好的技术方案,且能兼顾成本、环保。
Description
一、技术领域
本发明涉及橡胶组合物即橡胶制品的交联配方,以及制备方法及应用。
二、背景技术
顺丁橡胶(中国的产量有百万吨级)与天然橡胶和丁苯橡胶是通用橡胶,制品主要覆盖的轮胎、鞋底、板和管,是橡胶中最大宗的产品,硫化工艺已经有多年和成熟的历史;硫化剂一称架桥剂。.在工业上又称桥架剂按HG/T3060-1988(1997)《橡胶用非炭黑配合剂术语》的解释:硫化剂vulcanizingagent;curingagent--能使橡胶发生硫化(交联)的物质。分无机和有机两大类。前一类有硫黄、一氯化硫、硒、碲等。后一类有含硫的促进剂(如促进剂TMTD)、有机过氧化物(如过氧化苯甲酰)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马来酰亚胺衍生物,胺类化合物,金属氧化物以及异氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。常见的工业硫磺的添加剂TMTD、TETD等在硫化时可产生致癌的N-亚硝基二甲胺。硫磺在配方中通常占份1.5%,这种物质,在加工硫化过程中,都会产生有害的含硫化合物气体,更为致命的是,橡胶产品寿命终结后,不能采用高温焚烧处理,因为其中的硫元素一定会变成有害气体或有毒残渣。虽然有时采用焚烧方法,成本最低,没有次生污染。因此,目前处于环保考虑,西方国家对橡胶产品提出一系列的环保标准,要求无有害重金属,无亚硝基产生,无稠环芳烃,低锌等,但没有一国提出禁硫,不是不想为,而是不能为。从材料性能要求到生产工艺要求来看,现在没有比较成熟的替代技术。
典型的硫化体系如下:
1、硫磺硫化
(1)常规硫化:由硫磺和少量促进剂等配合剂组成,以多硫键交联为主。耐高温性能较差,压缩永久变形大,过硫后易出现返原现象,但耐屈挠疲劳行较好、机械强度较高,胶料及制品不易喷霜。(2)有效、半有效硫化:硫磺用量一般在0.5份以下,常用量为0.35份,配合较大量的促进剂,需要较长的焦烧时间(超速促进剂与后效性并用),活性剂应使用足量的硬脂酸(1-8份)。几乎没有硫化返原现象,,硫化均匀性好,耐热性好,压缩变形低,生热小。缺点为抗屈挠疲劳性差,易发生喷霜现象。采用高TMTD的有效硫化体系配方虽然使用广泛,但加工稳定性差,切喷霜严重。(3)动态平衡硫化体系,通常是一种具有抗硫化还原性能的硫化***,动态性能优于有效半有效硫化体系,但达不到常规硫化体系的动态。
2、树脂类硫化
特点是形成热稳定较高的C-C键和醚键交联。能提高硫化胶的耐热、耐屈挠性能,硫化时几乎没有硫化返原现象。
硫磺、促D、DM、TMTD、CZ及胺类防老剂都会降低其硫化效率。以胺类防老剂和促D影响最为严重。该体系中用酚类防老剂为佳。
环氧树脂硫化剂对含羧基的橡胶和CR有较好的硫化效果,硫化胶具有良好的耐屈挠性,生热小,与黄铜粘接性能好,但耐老化性能较差。硫化CR时,最宜用量为8-9份,用ZNO活化。
CN201510774279涉及彩底及其硫化工艺,不同颜色的胶料分开配制,各个颜色胶料由以下原料组成:着色剂、天然橡胶、丁苯橡胶,高苯乙烯、氧化锌、十八烷酸、氧化镁、防老剂、补强剂、白烟、古马隆树脂、橡胶油;硫化剂、促进剂。
CN201410218401涉及常压硫化低钙镁橡胶板,该橡胶板由以下重量份数的组分组成:天然橡胶70-90份,丁苯橡胶10-30份,氧化锌3-6份,硬脂酸0.5-1.5份,半补强炭黑15-25份,胶木粉40-60份,加工助剂2-4份,减三线油3-5份,硫磺25-45份,促进剂D0.5-1.5份,促进剂TMTD10-15份。氧化锌和硬脂酸作为活性剂使用。在轮胎生产制造中锌量更不能减,否则会有成本提高的困扰。现有的甲基丙烯酸锌是橡胶助硫化剂和耐热填加剂,如作为抗硫化还原剂使用。
所以橡胶硫化促进剂是一种工业原料,主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋和其他工业橡胶制品。目前的天然胶与合成胶用促进剂,具有宽广的硫化范围,可单独使用,或与二硫代氨基甲酸盐类、秋兰姆类、胍类和其它碱性促进剂并用。主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋和其他工业橡胶制品。橡胶硫化促进剂M(硫醇基苯骈噻唑),橡胶硫化促进剂ETU(Na-22)、橡胶硫化促进剂DETU、橡胶硫化促进剂ZDC(EZ)、橡胶硫化促进剂ZDMC(PZ)橡胶硫化促进剂ZDBC(BZ)、橡胶硫化促进剂ZMBT(MZ)、橡胶硫化促进剂TMTM、橡胶硫化促进剂MBT(M)、橡胶硫化促进剂MBTS(DM),新型促进剂TDEC、TBzTD、ZBEC、ZBPD等。
橡胶硫化主要使用硫磺来进行,但是硫磺与橡胶的反应非常慢,因此硫化促进剂应运而生,促进剂加入胶料中能促使硫化剂活化,从而加快硫化剂与橡胶分子的交联反应,达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。目前主要使用的硫化促进剂按化学结构分主要有次磺酰胺类、噻唑类、秋兰姆类,还有部分胍类、硫脲类和二硫代氨基甲酸盐类。其中次磺酰胺类综合性能最好和使用最广泛,是目前促进剂的主要品种。2004年全球橡胶消费约1900万t/a,按橡胶助剂占橡胶消耗的4%计,全球橡胶助剂年消耗量约为76万t左右,其中促进剂约为35万t左右。在生产橡胶的主要品种,胎、带、管、板等领域一统天下,不可憾动。
过氧化物硫化体系通常不用于通用橡胶硫化,因为传统的过氧化物硫化,首先是过氧化物受热均裂成活泼自由基,它们一部分直接攻击高分子活泼氢部位,形成高分子游离基,高分子游离基再两两耦合,形成碳-碳交联键,这种键型,耐热很好,但动态性能抗撕裂性能很差;另一部分过氧化物自由基会攻击橡胶分子中斥电子基团,如甲基,产生分子主链碳-碳键断裂,在橡胶交联网络中形成很多缺陷,性能低下。还有部分自由基或淬灭或形成了无效挂接。此外,过氧化物在常温状态下就会产生少量裂解,随温度升高分解加快,硫化过程中焦烧可控程度低,几乎不存在硫化诱导期,加工工艺适应性很差。过氧化物硫化体系用于硅橡胶、氟橡胶和丁腈橡胶乙丙橡胶已不鲜见。作为过氧化硫化体尤其在丁晴胶,乙丙胶过氧化物硫化过程中,能起到压缩变形低,硫化速度快和耐热空气老化的胶料。
常用过氧化物DCP在硫化时产生刺激性气味的乙酰苯,常用的过氧化物品种还有BIPB[二(过氧化叔丁基)二异丙苯]和双二五[2,5-二乙基-2,5-二(过氧化叔丁基)已烷],二者分子结构中含有两个有效过氧基基团,而且硫化后不产生刺激性气味,在高档制品中可完全代替DCP;在过氧化物硫化体系中,加入助架桥剂TAC或TAIC会使硫化的焦烧时间略为延迟,随着硫化时间的延长,助架桥剂出现明显的促进交联效应.可能因为在硫化反应的初期阶段,助架桥剂分子自身发生环化聚合,并与橡胶分子接枝而消耗部分橡胶分子自由基,这些自由基在无助架桥剂时本应产生正常的化学交联.随着硫化时间的延长,烯丙基的双键与橡胶发生交联反应占主导地位,形成活性剂桥键,从而提高了交联效率。
目前世界促进剂的发展逐渐趋向于环保化、功能化和集中化。从技术角度来看,近年来国际上对某些促进剂在橡胶加工过程中,易产生有害的亚硝胺的促进剂的毒性问题日益重视,鉴于此目前全球许多限制性法规相继出台,德国早在1982年就颁布法规控制亚硝胺含量,美国、日本、法国、英国也积极开发不产生亚硝胺的新型硫化促进剂,并相继停止使用会产生亚硝胺促进剂。因此形成了环保硫化促进体系,并开发生产一些环保新品种来代替有致癌危险的产品。从市场营销来讲,更加重视产品的应用性能研究,开发功能化橡胶促进剂母粒和预分散体,加大复配研究与开发力度成为国外主要促进剂生产商占领和扩大市场的主要手段之一。NOBS等传统促进剂已经明确为会释放亚硝胺的禁用物质。全球橡胶助剂经过多年使用,大浪淘沙,橡胶助剂品种生产与应用越来越趋于集中,主要集中在无污染、性能良好的一些品种上面,促进剂主要是TBBS、CBS和TM'I'D等。此外,如氧化锌在硫化体系中是以络合物(或助交联的形式)的中间离子形式不可或缺,但又会返回氧化锌的形式排出轮胎等橡胶制品,氧化锌对水生物有害,在生产中往往与重金属伴生,也有害于人体,目前欧美也开始限锌。此外,现有的硫化及促进剂体系在配方中补强的填料体系有一定的局限性,对采用比较理想的白碳黑反而不能添加较多的量。
近年来国际上对某些促进剂在橡胶加工过程中,易产生有害的亚硝胺的促进剂的毒性问题日益重视,有关亚硝基化合物的生成、影响等课题研究成为全球橡胶促进剂领域的热点话题,因此新的橡胶促进剂也多为替代产生亚硝胺的促进剂的品种。
研究表明N一亚硝胺是由仲胺与氮氧化物反应而生成的,在胶料的硫化过程中,以仲胺(如吗啉、二异丙胺等)为基础的硫化促进剂分解后产生仲胺与空气中或配合剂的氮氧化物反应生成N一亚硝胺,而用伯胺或叔胺与氮氧化物,就难以生成稳定的亚硝胺。国外许多国家早将主要硫化促进剂种类,次磺酰胺类、秋兰姆类、二硫化氨基甲酸盐类及硫磺给予体类的物质作为可能产生亚硝胺的研究对象,分析他们产生亚硝胺的机理与替代问题。
目前国外研究表明可能产生亚硝胺的硫化促进剂大概有氨基酸盐类如PZ、ZDC、zDBDC(二丁基硫化氨基甲酸锌)、NBC(二丁基二硫化氨基甲酸镍)等;次磺酰仲胺类如NOBS、DIBS(N,N一二异丙基苯并噻唑一2一次磺酰胺)、DEBS(N,N一二乙基一2一苯并噻唑次磺酰胺)等;秋兰姆类如TMTM、TMTD、TETD、二硫化四丁基秋兰姆(咖)等;---硫代胺类如阴田M(二硫代二***啉)等;--硫代氨基甲酰次磺酰胺类如饥佻(N一氧联二亚乙基硫化氨基甲酰一N一氧联二亚乙基次磺酰胺)等。
先进的TBBS由于受到原料叔丁胺价格的影响,价格要高于促进剂NOBS。
在制造轮胎、履带板材等需要耐疲劳的大厚制品中,通常需要带硫配合体系,带硫配合体系虽然耐疲劳、抗撕裂性能好,但耐热抗老化性能差,加工的安全性差,配方中防焦剂CTP和对苯二胺类防老剂几乎是标配,这类材料都是有害或疑似有害的物质。
现有的天然胶与丁苯合成胶用促进剂,具有宽广的硫化范围,可单独使用,或与二硫代氨基甲酸盐类、秋兰姆类、胍类和其它碱性促进剂并用。主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋和其他工业橡胶制品。主要产品橡胶硫化促进剂ETU(Na-22)、橡胶硫化促进剂DETU、橡胶硫化促进剂ZDC(EZ)、橡胶硫化促进剂ZDMC(PZ)橡胶硫化促进剂ZDBC(BZ)、橡胶硫化促进剂ZMBT(MZ)、橡胶硫化促进剂TMTM、橡胶硫化促进剂MBT(M)、橡胶硫化促进剂MBTS(DM)其中橡胶硫化促进剂ETU(Na-22)又称乙烯硫脲。在一般制品中用量为0.25-1.5份,在54-1(W)型氯丁胶耐水制品中用量为0.2-0.5份,并要配以10-20份的一氧化铅。
氟橡胶层和粘结牢固通过硫化NBR层的橡胶板(参考US19990367502)。氟橡胶层是由含有过氧化物硫化剂、多元醇硫化剂或多胺硫化剂的氟橡胶化合物。氟橡胶复合包含过氧化物硫化剂的情况下,它还包含了金属氧化物。氟橡胶复合包含过氧化物硫化剂或多元醇硫化剂的情况下丁晴橡胶胶料进一步包含金属氧化物。这两个层的粘结牢固通过硫化。这个橡胶层压板用于比较特殊的汽车燃料软管和燃料泵隔膜。
丁晴橡胶层是由功能丁腈橡胶具有特定的功能基团,则根据载氟橡胶复合硫化剂(参考US5830946A公开了组合物还包含有机酸多价盐和过氧化物架桥剂。所述组合物可以同时包含与羧基丁腈橡胶混合的丁腈橡胶。所述橡胶可以是氢化的。由所述可交联组合物制造的固化组合物显示改善的性能,尤其是出人意料高的模量)。
US2010190895A1公开了交联橡胶组合物,包括100重量份的三元乙丙橡胶EPDM,、5120零件的重量炭黑、70-150部分由沥青细粉,重量和0.28从获得部分按重量计有机过氧化物,具有鲜明的耐温性能和密封性能。
如2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷是一种过氧化物,可用作合成橡胶的硫化剂。
因此,能够发明一种能够满足以轮胎、鞋料和耐磨板为代表的从性能到工业适应性也能兼顾成本的无害、环保硫化体系是橡胶行业的追求目标。
三、发明内容
本发明目的是,提出一种橡胶组合物即制品交联等助剂的配方,能够满足以轮胎、鞋料和耐磨板为代表的从性能到工业适应性效果均好的技术方案,且能兼顾成本、环保,本发明提出的是通用橡胶制品的交联或硫化体系,橡胶组合物的制备应用。
本发明的技术方案是,一种橡胶组合物,其特征是包括生胶、质量为80-120份过氧化物引发剂、用量为1-5份;架桥剂、用量为2-15份;自由基吸收释放调节剂、用量为,0.1-1份;补强和防老剂;当然另可再添加现有配方使用的增粘剂、分散剂等其它添加常用添加剂。所述生胶包括聚丁二烯橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶任意的一至三种、占生胶质量的70%以上。
过氧化物引发剂为下述材料之一:
(1)过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰);
(2)氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢);
(3)二烷基过氧化物(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯);
(4)酯类过氧化物(过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯);
(5)酮类过氧化物(过氧化甲乙酮、过氧化环己酮);
(6)二碳酸酯过氧化物(过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯);
所述架桥剂,为含有烯丙基的双键、7碳之内的有机酸与镁、锌、铝、钙或铁的盐,其中的一种至三种;7碳之内的有机酸包括丙烯酸、丁烯酸、异丁烯酸、甲氧基苯丙烯酸、4-戊烯酸等。
所述自由基吸收释放调节剂,包括三氯化铁,氯化铜,亚硝酸钠等金属盐;烷基硫代氨基甲酸铜,N-亚硝基-N-苯基羟胺铝等有机变价金属盐;对苯二酚及MTBHQ,DTBHQ等HQ的衍生物;616,1076等多元受阻酚;BHT,二叔丁基甲酚;626二亚磷酸酯,2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚,氮氧自由基哌啶醇。氮氧自由基哌啶醛,4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-1氮氧自由基,705亚磷酸酯,酚塞嗪等。
所述聚丁二烯橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶占生胶重量的85%以上,其它成份是含烯键的高分子材料;防老剂使用醛胺类或咪唑类。
架桥剂是单一种或以上的纯品,或以乙丙橡胶作为载体含架桥剂65%以上并含适量调节剂的储运安全稳定的胶片、胶粒。
补强剂的添加量根据制品要求添加,与现有技术基本相同。但本发明的补强剂尤其是采用白碳黑,添加量可以比现有技术高一倍到数倍,是更环保和提高制品性能的补强剂。其它补强剂包括碳黑、橡胶粉、等常用的补强添加剂;本发明使用材料要求PH6-8左右,使用高芳油生产的炭黑应注意清除表面芳烃残留。
本发明对防老剂有较强的选择性,不宜使用一些常用的对本二胺和多酚防老剂,使用环保价廉的醛胺类或咪唑类就有良好效果。
本发明的应用可以是直接选用合适品种的架桥剂、引发剂、和自由基吸收释放调节剂,或者再和补强剂生胶等一道制备成半成品混炼胶待用。白碳黑添加量比现有技术高一倍到数倍,达到生胶量的15-50wt%。
本发明针对最大宗的橡胶提出的架桥体系:天然橡胶是最传统的一个橡胶品种,采用合适的配合方法可以得到一系列物理机械性能良好,工艺性能优秀的产品。
丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯按一定比例共聚的合成橡胶。由于它富含苯环侧链,它的耐热性,抗湿滑性都优于天然胶和顺丁胶。
聚丁二烯橡胶,根据催化体系不一样,得到的高分子材料结构也不一样,高顺式1,4结构聚丁二烯橡胶,俗称顺丁橡胶,与天然橡胶和丁苯橡胶相比,具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性和动态性能好等特点。主要缺点是抗湿滑性差,撕裂强度和拉伸强度低,冷流性大,加工性能稍差,一般须和其他胶种并用。中高1,2结构含量聚丁二烯橡胶,是一种低动态生热基础上,改善了抗湿滑性,耐热性的新型橡胶,郎盛已有中含量的商品,齐鲁石化等单位已在研制高含量的产品。
聚丁二烯橡胶不仅包括顺式-1,4-聚丁二烯橡胶,还可以包括反式及1,2结构的聚丁二烯橡胶。反式可能具有更好的滞后生热性能,1,2结构除生热低,耐热好,抗湿滑性也好,但对硫磺硫化体系敏感性差,对过氧化物体系高度敏感,本发明通常使用顺丁橡胶,也不排除使用适当比例的反式和1,2结构聚丁二烯橡胶。以上三种橡胶均得到了本发明配比体系的应用,均得到了优于现有技术的效果。
本发明从产品原料储运安全稳定以及产品生产工业卫生角度以及综合环保的角度出发,通常将引发剂制备成重量比占40%以上和自由基吸收释放调节剂共混;再与高温酯、石蜡油;白炭黑、碳酸钙等减敏剂吸附剂一道预配成减敏化的可安全储运不飞扬的粉末,作为安全稳定的引发体系,在本发明的实用例中所使用的SK8713D40F就是适用于现在轮胎鞋底等领域的一个组合料,它的配比是过氧化二异丙苯40,白炭黑25,石蜡油10,高温酯21,2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚3,氮氧自由基哌啶醇0.5,2.4%二叔丁基甲酚0.5.用乙丙橡胶、石蜡油、高温酯共混时,自由基吸收释放调节剂和架桥剂占重量比65%以上的,制备均匀成胶条或胶粒;作为稳定的引发架桥体系本发明的验证配方就是采用这种安全组合料SK8954EP70,它是异丁烯酸锌或丙烯酸锌70乙丙橡胶2;石蜡油3份2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚2.4,二叔丁基甲酚0.4,氮氧自由基哌啶醇0.2。
生产制品时只要将生胶体系和补强(必要时的抗老化体系)体系和本发明的硫化体系组合,不但可以保证制品的配方简洁准确,生产控制容易,而且通过对过氧化物引发剂、架桥剂这类高活性物质,甚至是危险品,通过和自由基吸收释放调节剂及其它减敏剂的复配,变成了储运非常稳定的普通化学品,确保了使用性能长期稳定、有效。
本发明的交联体系,由过氧化物引发剂、架桥剂、自由基吸收释放调节剂三种成分取代现有的所有硫化剂和促进剂和活性剂组成的硫化体系的材料,其主要原理为:过氧化物引发剂产生交联所需要的活性游离基。
过氧化物架桥剂是对生胶材料进行交联的重要助剂,形成高耐热低滞后的离子键桥;同时在自由基引发下,架桥剂被活化后,除了可以成为高分子链间的高质量桥键,同时可以自聚成高模量硬段,实现了材料体系中的软硬相分离,在保持材料柔性的同时,提高了材料的物理机械性能。
过氧化物吸收释放调节剂本质上是一种热敏性自由基捕捉释放***,在材料储存、加工温度较低(根据材料体系有关,如50-60℃以下)产生的游离基全部被捕捉,其使用与硫化交联的工艺条件相关,如控制到120℃温度以下的加工温度时使用这类自由基吸收释放调节剂主要表现出吸收过氧化物和架桥剂释放的自由基,当温度升至140℃(一般如此,也与材料体系有关)以上时,引发剂放出大量自由基,当温度达到所用引发剂1分钟半衰温度时,引发剂和调节剂自由基释放速度会相当快,这个温度条件非常适合小制品的快速硫化;而硫化温度在调节剂分解温度和引发剂1分钟半衰温度之间选择,一定可以找到一个适宜大厚制品的硫化条件。把调节剂全部消耗完,这时架桥剂和橡胶已开始被引发成自由基交联,同时,吸收了大量自由基的调节剂这时也开始迅速裂解,放出大量活性自由基,使引发交联反应以大大快于过氧化物裂解的速度进行。通过引发剂、调节剂用量增减,通过硫化温度高低调节等,实现可以媲美于硫磺硫化体系的交联效果:120℃下加工一小时以上也不焦烧,硫化(交联)温度下有足够的硫化诱导期,交联时有很快的速度和硫化平坦期的完美交联动力学过程。
有益效果:本发明的制品工艺条件,主要可以通过过氧化物引发剂等三种材料的组份和硫化工作温度来进行调整,可以完全与现有硫化工艺条件兼容甚至可以完全相同,但交联硫化效率更高、更充分。故可以使用现有的优化的硫化工艺的控制条件。
本发明拼弃了过氧化物一般不用于通用橡胶的陈旧概念,通过提出简明高效的交联配方体系取代顺丁橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶及其混和物的通用橡胶制品的配方,本发明体系完全可以制备轮胎、鞋料和履带板耐磨板的制品,并已经初测了样板的主要性能,完全可以适用于轮胎、鞋料和履带板,本发明体系制品的交联网络上的桥键均为C-C键和C-Me离子键,键能比多硫键单硫键高的多,使用温度比现有技术可以提高或增加20℃左右,相应的耐老化的程度增加,尤其是轮胎的重要指标——滞后角指标改进,耐磨、抗切割性能好,定伸强度高,各种制品的耐屈挠疲劳性能(比现有6万次左右的屈挠,本发明均有30万次以上的屈挠)有革命性的改善,机械强度也完全达到并超过现有配方制品的水平,本发明的有关基础数据如下表,实施例1-13、16-20、22-27配方的样条基本能够达到:
标准屈挠次数:310000以上。
如果使用基于使用黑炭黑的汽车胎面胶性能要求的,分别采用常规硫磺硫化体系、动态平衡硫化体系和本发明的无硫硫化体系工艺和物理机械性能对比如下:
A、典型的配方表
NR170BM母胶(重量份)
3#烟片胶60.01502丁苯胶15.09100顺丁胶25.0C5树脂3分散剂2.0清洁高耐磨炭黑55.0220白炭黑15.0防RD1.0防MB1.0石蜡油5.0合计:182.0
NR170B01常规硫化体系:
NR170BM母胶182.0氧化锌5.0硬脂酸2.5促进剂CZ0.8防焦剂CTP0.3硫磺2.2合计:192.8
NR170B02动态平衡硫化体系:
NR170BM182.0氧化锌5.0硬脂酸2.5促进剂CZ1.0促进剂DPTT1.5硅692.5硫磺1.0合计:200.5
NR170B03本发明的硫化体系:
NR170BM母胶182.0SK8954EP7013.0SK8713D40F4.0合计:199.0
B、性能表
硫化仪120度*30分钟胶料扭矩
硫化仪151度*40分钟
物理机械性能:151度*20分钟/*40分钟
C、简要分析,从以上对比测试结果可以看出,在配方除硫化体系外其他组成完全一致的情况下,采用本发明硫化体系:
1、半成品混炼胶粘度较低,有利于加工成型。
2、胶料的防焦烧性能大大优于动态平衡硫化体系,和常规硫化体系相当,可以直接在现行轮胎生产上实施而不用采取特殊工艺措施。
3、材料表现出优异的抗硫化还原性,远优异于常规硫化体系,甚至比动态平衡硫化体系还有优秀。
4、磨耗和其它物理机械性能也全面优于其它两个体系。
5、产品没有喷霜的危险。
基于NR170B03配方基础上微调优化后采用工业化密炼机生产的胶料委托山东玲珑轮胎所做的性能检测:
A、配方表
3#烟片胶60.01502丁苯胶15.09100顺丁胶25.0C5树脂3分散剂2.0清洁高耐磨炭黑50.0220白炭黑15.0防RD1.0防MB1.0SK8954EP7013.0SK8713D40F4.0合计:189.0
B性能表
ML100℃/1+490.1
127度T5门尼焦烧时间8分47秒
物理机械性能:151度*30分钟
动态热力学频谱仪各温度下的损耗角正切℃
C简要分析
从以上测试结果可以看出,采用本发明的硫化体系,即使在配方没有进行实际用前优化,没有精细处理单车试用的情况下,表现出非常优秀的物理机械性能,耐老化性能,磨耗性能,和耐曲绕性能,损耗角正切也比较低,采用这个体系对磨耗-滚动阻力-地面抓着性即所谓的魔力三角区性能协调最优化提供了非常大的空间。实际上我们发明的体系本身还有非常大的调节范围,现在只是我们初步优化出的一个配比就可以进行实用化,体现出比现在常规体系巨大的优越性。白碳黑添加量比现有技术高一倍到数倍,达到生胶量的15-50wt%或更高。能加进溶入,提高产品性能。
四、具体实施方式
本发明的一般应用:顺丁橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶占胶(生胶)重量的70-85%以上,100%当然更可以,其它成份一般是含烯键的高分子材料;其它成份如少量的二元或三元乙丙胶、聚丙烯、马来酸酐二元或三元乙丙橡胶(EPDM是乙烯、丙烯或/和少量的非共轭二烯烃的共聚物、或其它烯烃低聚物),不排除使用其它回用胶、二次胶粉(也可归入填料体系)等。
过氧化物引发剂为(1)过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰;(2)氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢);(3)二烷基过氧化物(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯);(4)过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯;(5)过氧化甲乙酮、过氧化环己酮;(6)过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯;用量为1-5份(均为重量份,下同);
常用的为过氧化二叔丁基、2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,过氧化苯甲酸叔丁酯、2,1-双(叔丁基过氧基)环己烷,2,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷,过氧化二异丙苯,叔丁基过氧化异丙苯,2,5二甲基-2-5-双(过氧叔丁基)-3-己炔等。
自由基吸收释放调节剂的种类也较多,用量为,0.1-1份;典型的是,三氯化铁,氯化铜,亚硝酸钠等金属盐;烷基硫代氨基甲酸铜,N-亚硝基-N-苯基羟胺铝等有机变价金属盐;对苯二酚及MTBHQ,DTBHQ等HQ的衍生物;616,1076等多元受阻酚;BHT,二叔丁基甲酚;626二亚磷酸酯,2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚,氮氧自由基哌啶醇;氮氧自由基哌啶醛,4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-1氮氧自由基,705亚磷酸酯,酚塞嗪等。用量为1-5份;
架桥剂含有烯丙基的双键、7碳之内的有机酸包括丙烯酸、丁烯酸、异丁烯酸、甲氧基苯丙烯酸、4-戊烯酸等的锌、镁、锌、铝、钙或铁的盐;用量为2-10份;
本发明对防老剂有较强的选择性,不宜使用一些常用的对苯二胺和多酚防老剂,使用环保价廉的醛胺类或咪唑类就有良好效果,采用1-10份。
本发明的应用是直接选用架桥剂、引发剂或、和自由基吸收释放调节剂,或再和补强剂生胶等一道制备成半成品混炼胶待用。
具体配方、应用及工艺的实施例(均为重量份):
1、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶之一、100份,补强体系35份,尤其是采用白碳黑(水合氧化硅);防老剂咪唑5份;可以作为浅色鞋底料。
引发剂,过氧化二叔丁基、过氧化异丙苯或过氧化月桂酰,用量为5份;架桥剂为二甲基丙烯酸酯锌或丙烯酸钙、共5份;
自由基吸收释放调节剂,用量0.7份,用对苯二酚、MTBHQ、DTBHQ、616、1076或叔丁基氨基酚。性能基本相同。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在120-150℃。制备样条的测量得到数据与基础数据性能指标相近。
2、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、90份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)20份;120度发泡微球4份石蜡油20份轻质碳酸钙30份防老剂醛胺1份;架桥剂为二甲基丙烯酸锌或丙烯酸钙,共13份,引发剂,2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为6份;自由基吸收释放调节剂,用量0.5份,用对苯二酚、MTBHQ、DTBHQ、616、1076或叔丁基氨基酚。性能基本相同。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在149℃。制备样条的测量得到数据与基础数据性能指标相近,可以制作运动鞋发泡中底。
引发剂,过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰,用量为5份。
3、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、90份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)60份;防老剂3份,醛胺类或咪唑均可;架桥剂为二甲基丙烯酸锌与丙烯酸钙共30份,引发剂,2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为2.5份;自由基吸收释放调节剂,用量0.2份,用对苯二酚、MTBHQ、DTBHQ、616、1076或叔丁基氨基酚。性能基本相同。采用现有硫化工艺,硫化温度控制在145℃。制备样条的测量得到数据与基础数据性能指标相近,可以制作高硬度浅色胶辊胶轮。
4、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、90份;补强体系高耐磨炭黑,45份白碳黑(水合氧化硅)25份;防老剂1份,醛胺类或咪唑均可;架桥剂为二甲基丙烯酸锌与丙烯酸锌,共1.6份;引发剂,2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为1份,采用BHT或二叔丁基甲酚。
采用现有硫化工艺程序(进行轮胎的制备),硫化温度控制在149℃。轮胎的滞后角指标明显改进,伸长率高,耐屈挠疲劳性能均有35万次以上。
5、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、120份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;轻质氧化镁25份防老剂10份,醛胺类或咪唑均可;架桥剂为二甲基丙烯酸镁,丙烯酸钙共15份;引发剂,2,1-双(叔丁基过氧基)环己烷,2,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷,过氧化二异丙苯,叔丁基过氧化异丙苯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为3份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.5份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。采用现有硫化工艺程序,硫化温度控制在152℃。制作浅色运输带耐热耐磨指标明显改进,伸长率高,耐屈挠疲劳性能均有33万次以上。
6、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、90份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂,1份,醛胺类或咪唑均可;架桥剂为二甲基丙烯酸酯镁或丙烯酸镁,共5份;引发剂,2,5二甲基-2-5-双(过氧叔丁基)-3-己炔,用量为9份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.5份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。采用现有硫化工艺,硫化温度控制在165℃,可以制作耐热低变形密封件。
7、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶三种比例组合(任意组合亦可,每种成分均多于10份)100份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;氢氧化铝60份偶联剂2份防老剂1份;架桥剂锌二甲基丙烯酸酯或与丙烯酸铝,共8份,引发剂,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯或叔丁基过氧化异丙苯,用量为3份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150℃。以上制备样条的测量得到数据与基础数据性能指标相近,可以制作阻燃胶板和防火鞋底。
基于使用白炭黑的高级运动鞋透明和彩色大底胶性能要求的,分别采用常规硫磺硫化体系、和本发明的无硫硫化体系工艺和物理机械性能对比
A、NR160WM配方表:
3#烟片胶60.01502丁苯胶25.09100顺丁胶15.0C5树脂3分散剂2.0175白炭黑50.0无硫油膏7石蜡油10防RD1.0防MB1.0KH5701.5合计:175.5
NR1W01常规硫化体系:
NR170WM母胶175.5氧化锌5.0硬脂酸2.5促进剂CZ0.8促进剂TT0.3硫磺2.2合计:185.8
NR170WO2无硫硫化体系:
NR170WM母胶175.5.0SK8954EP7010.0SK8713D40F4.0合计:189.5
B性能表:
硫化仪170度*20分钟
NR1W01常规硫化体系NR1W02无硫硫化体系
物理机械性能:151度*20分钟
NR1W01常规硫化体系NR1W02无硫硫化体系
C、简要分析
硫磺硫化体系很难做浅色透明胶料,气味重,磨耗和强度不能做的很高,本发明的硫化体系可以很明显的改善弥补这些不足。
8、橡胶组合物,生胶为高顺式1,4结构聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶两种任意比例组合(如8:2质量比)100份,二次胶粉15份;高耐磨炭黑20补强体系起码白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂醛胺2份;架桥剂,二甲基丙烯酸锌或丙烯酸钙,5份;引发剂,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、叔丁基过氧化异丙苯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150-160℃。
以上1-8用于制备硫化胶带再制备轮胎和鞋底,胶带测试的数据指标明显改进。制品的工作温度提高20℃。
二元或三元乙丙胶等与过氧化物引发剂、架桥剂先混合制备成胶条、或胶粒;或再加自由基吸收释放调节剂一并制备成胶条、或胶粒,引发剂、架桥剂的重量比占60%,生产制品时只要将生胶体系和补强填料(抗老化体系)体系及上述胶条、或胶粒进行现有的硫化工艺直接制备成(包括混炼、密炼等传统工艺)半成品或成品,即使如此,二元或三元乙丙胶在胶体系中是少量的,而用于作为预混料有更大的好处。
9、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶与丁苯橡胶两种任意比例组合、90份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份,加二次胶25份;防老剂,醛胺1份;架桥剂,二甲基丙烯酸镁或丙烯酸锌或4-戊烯酸锌15份;引发剂,2,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,用2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150℃。
本配比用于制备鞋材等。耐屈挠疲劳性能。有30万次以上的屈挠,有革命性的改善,机械强度也完全达到并超过现有配方制品的水平。
10、橡胶组合物,生胶为天然橡胶、丁苯橡胶两种任意比例组合、110份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)40份,另加碳黑15份、胶粉20份;防老剂,咪唑0.8份;架桥剂,异丁烯酸锌10份;引发剂,过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯或叔丁基过氧化异丙苯,用量为2份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,用2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇或叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在155℃。
本配比用于制备鞋材等。耐屈挠疲劳性能。有30万次以上的屈挠,有革命性的改善,机械强度也完全达到并超过现有配方制品的水平。
11、橡胶组合物,生胶为丁苯与顺楔橡胶两种任意比例组合(如8:2质量比)100份;补强体系起码白碳黑(水合氧化硅)30份,另碳黑10份;防老剂,醛胺2份;架桥剂,二甲基丙烯酸镁或丙烯酸镁,9份;引发剂,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、叔丁基过氧化异丙苯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷或过氧化二叔丁基,用量均为4份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在120-130℃。
12、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶三种任意比例组合,90份(如30:30:40);二元或三元乙丙胶10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份,沥青10份;防老剂1份;架桥剂,丙烯酸锌,共13份;引发剂,过氧化二异丙苯,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150℃。适合制作轮胎粘结层和高速胶带线绳胶。
13、橡胶组合物,生胶为高顺式1,4结构聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶两种任意比例组合(如5:5质量比)100份,二次胶粉15份;补强体系起码白碳黑(水合氧化硅)30份,另碳黑10份;防老剂醛胺2份;架桥剂,二甲基丙烯酸酯或丙烯酸锌,5份;引发剂,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、叔丁基过氧化异丙苯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在130-140℃。
14、橡胶组合物,生胶为高顺式1,4结构聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶两种任意比例组合(如8:2质量比)100份,二次胶粉15份;补强体系起码白碳黑(水合氧化硅)30份,另碳黑10份;防老剂为醛胺2份;架桥剂,二甲基丙烯酸酯或丙烯酸锌,5份;引发剂,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、叔丁基过氧化异丙苯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150-160℃。
15、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、90份;乙丙的二元或三元胶、聚丙烯、10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸镁或与丙烯酸铝,共3份;引发剂,过氧化二异丙苯,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量0.7份,用烷基硫代氨基甲酸铜,N-亚硝基-N-苯基羟胺铝等有机变价金属盐或对苯二酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150℃。
16、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、110份;高顺式1,4结构聚丁二烯橡胶与丁苯橡胶任两种任意比例组合(如8:2质量比)100份;补强体系起码白碳黑(水合氧化硅)30份,另碳黑10份;防老剂醛胺2份;架桥剂,二甲基丙烯酸锌或丙烯酸锌,5份;引发剂,过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、叔丁基过氧化异丙苯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.7份,采用626二亚磷酸酯、2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚、氮氧自由基哌啶醇、氮氧自由基哌啶醛或叔丁基氨基酚。丙烯酸、丁烯酸、甲氧基苯丙烯酸钙或铝的盐取代镁盐;制备成的样板的质量指标差距不大(耐摩擦性能略差)。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150-160℃。
17、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、丁苯橡胶二种任意比例组合(10:90)100份;聚丙烯、10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)40份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸锌与丙烯酸锌共用,共3份;引发剂,2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量0.7份,用氯化铜,亚硝酸钠等金属盐;制备成的样板的质量指标差距不大。
18、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任三种任意比例组合(40:10:50)100份;二元或三元乙丙胶、聚丙烯、10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)50份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸或与丙烯酸铝,5份;引发剂,过氧化二碳酸二环己酯或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.5份,用烷基硫代氨基甲酸铜或N-亚硝基-N-苯基羟胺铝。
采用现有硫化工艺及温度曲线,最高硫化温度控制在150℃。制备成的样板的质量指标差距不大。
19、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任三种任意比例组合、90份;乙丙的二元或三元胶、10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸锌或与丙烯酸锌,共10份;引发剂,2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为1份,用烷基硫代氨基甲酸铜,N-亚硝基-N-苯基羟胺铝叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺及温度曲线,最高硫化温度控制在155℃。制备成的样板的质量指标差距不大。
20、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任三种任意比例组合(20:40:20)、80份;聚丙烯10份,补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂1份;架桥剂二甲基丙烯酸钙或丙烯酸钙,共8份;引发剂,过氧化苯甲酸叔丁酯、2,1-双(叔丁基过氧基)环己烷或2,5二甲基-2-5-双(叔丁基过氧基)己烷,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为1份,用叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在135℃。同时再添加二甲基丙烯酸镁或锌盐效果更好。
21、橡胶组合物,生胶为天然橡胶与丁苯橡胶两种任意比例组合105份(如60:30);聚乙烯、10份,补强体系白碳黑(水合氧化硅)45份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸酯或与丙烯酸钙,共3份;引发剂,过氧化甲乙酮,用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.5份,用叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺及温度曲线,最高硫化温度控制在148℃。制备成的样板的质量指标差距不大。
22、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶两种任意比例组合(10:80)90份;聚乙烯、10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸或丙烯酸铝,共5份;引发剂,过氧化甲乙酮,用量为3份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.3份,用叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在125℃。
23、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶、天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、80份;聚丙烯、10份补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;防老剂1份;架桥剂,二甲基丙烯酸铝或与丙烯酸铝,共3份;引发剂,叔丁基过氧化氢,用量为2份;自由基吸收释放调节剂,用量为1份,用叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在150℃。
24、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶100份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)20份;丙烯酸钙或丙烯酸锌40份醛胺防老剂1份;分散剂,3份;引发剂,过氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基过氧化异丙苯,用量为2份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.2份,用叔丁基氨基酚。
采用现有硫化工艺,硫化温度控制在148℃,制作高尔夫球心。
以上19-24的硫化橡胶用于制备履带板。达到明显改进的橡胶测试的数据指标。
25、橡胶组合物,生胶为顺丁橡胶100份,乙丙的二元或三元胶、10份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;醛胺防老剂1份;架桥剂,丁烯酸镁、4-戊烯酸镁,4份;引发剂,叔丁基过氧化异丙苯,用量为7份;自由基吸收释放调节剂,用量为0.1份,用叔丁基氨基酚。采用现有硫化工艺,硫化温度控制在120℃。
26、橡胶组合物,生胶为天然橡胶或丁苯橡胶任两种任意比例组合、90份;乙丙的二元或三元胶、15份;补强体系白碳黑(水合氧化硅)30份;醛胺防老剂2份;架桥剂,二甲基丙烯酸锌或与丙烯酸锌,共6份;引发剂,过氧化二异丙苯用量为5份;自由基吸收释放调节剂,用量为1份,用烷基硫代氨基甲酸铜或N-亚硝基-N-苯基羟胺铝。采用现有硫化工艺(控制程序),硫化温度控制在140℃。
27、橡胶组合物中,生胶和补强防老体系材料为一种混炼成分,将二元或三元乙丙胶与过氧化物引发剂、架桥剂制备成胶粒第二种混炼成分;第二种混炼成分引发剂、架桥剂的重量比占50%以上,生产制品时只要将两种混炼成分进入现有的硫化工艺。第二种混炼成分采用上述1-26的配比。二元或三元乙丙胶的成分占50%以内。
28、在27的基础上,引发剂、架桥剂,引发剂制备成重量比占40%以下,架桥剂占重量比60%以上,再和自由基吸收释放调节剂共混。以上三种成分为100份时;与乙丙橡胶,高温酯、石蜡油、再与少量白炭黑、碳酸钙等减敏剂吸附剂一道预配成减敏化的第二种混炼成分,乙丙橡胶、高温酯、石蜡油、白炭黑、碳酸钙共为100份之内(其中乙丙橡胶、高温酯、石蜡油占60份以上);第二种混炼成分可安全储运,粉末不飞扬,作为安全稳定的引发体系;用乙丙橡胶、石蜡油、高温酯共混时,自由基吸收释放调节剂和架桥剂等均匀制备成胶条或胶粒;作为稳定的硫化体系。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (9)
1.一种橡胶组合物,其特征是包括生胶,质量为80-120份、过氧化物引发剂、质量为1-5份;架桥剂、质量为2-15份;自由基吸收释放调节剂、质量为0.1-1份;补强和防老剂,所述生胶包括聚丁二烯橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶任意的一至三种,占生胶质量的70%以上。
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物,其特征是所述架桥剂,为含有烯丙基的双键、7碳之内的有机酸与镁、锌、铝、钙或铁的盐,其中的一种至三种;7碳之内的有机酸包括丙烯酸、丁烯酸、异丁烯酸、甲氧基苯丙烯酸、4-戊烯酸。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物,其特征是过氧化物引发剂为下述材料之一:
(1)过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰);
(2)氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢);
(3)二烷基过氧化物(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯);
(4)酯类过氧化物(过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯);
(5)酮类过氧化物(过氧化甲乙酮、过氧化环己酮);
(6)二碳酸酯过氧化物(过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯)。
4.根据权利要求2所述的橡胶组合物,其特征是所述自由基吸收释放调节剂,包括三氯化铁,氯化铜,亚硝酸钠的金属盐;烷基硫代氨基甲酸铜,N-亚硝基-N-苯基羟胺铝等有机变价金属盐;对苯二酚及MTBHQ,DTBHQHQ的衍生物;616,1076等多元受阻酚;BHT,二叔丁基甲酚;626二亚磷酸酯,2,6二硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),2,6二叔丁基-a-二甲基氨基对甲酚,氮氧自由基哌啶醇;氮氧自由基哌啶醛,4-乙酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-1氮氧自由基,705亚磷酸酯或酚塞嗪。
5.根据权利要求2或4所述的橡胶组合物,其特征是所述聚丁二烯橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶占生胶重量的85%以上,其它成份是含烯键的高分子材料;防老剂使用醛胺类和咪唑。
6.根据权利要求2或4所述的橡胶组合物,其特征是所述架桥剂是单一种或以上的纯品,或以乙丙橡胶作为载体架桥剂70%以上和自由基吸收释放调节剂2.5%以上和分散剂2%以上的储运安全稳定的胶片、胶粒。
7.根据权利要求2或4所述的橡胶组合物,其特征是白碳黑添加量比现有技术高一倍到数倍,达到生胶量的15-50wt%。
8.根据权利要求2或4所述的橡胶组合物,其特征是生胶和补强防老体系材料为一种混炼成分,将白炭黑、硅酸钙、硅藻土、碳酸钙、分散剂、石蜡油、环保高温酯与过氧化物引发剂、自由基吸收释放调节剂等制备成不易飞扬的粉末作为第二种混炼成分;第二种混炼成分引发剂的重量比占40%以上,调节剂重量比在2.5%以上,生产制品时只要将两种混炼成分进入现有的硫化工艺;白炭黑等减敏吸附剂的成分占50%以下,其它为分散剂,抗飞扬增塑剂等成分。
9.根据权利要求2或4所述的橡胶组合物,其特征是引发剂、架桥剂共混时,引发剂制备成重量比占40%以下,架桥剂占重量比60%以上;再和自由基吸收释放调节剂共混;与乙丙橡胶,高温酯、石蜡油、再与少量白炭黑、碳酸钙等减敏剂吸附剂一道预配成减敏化的第二种混炼成分,乙丙橡胶、高温酯、石蜡油、白炭黑、碳酸钙共为100份时,其中乙丙橡胶、高温酯、石蜡油占50份以上。
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