CN110511577B - 一种防喷彩剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于防护剂技术领域，具体涉及一种防喷彩剂及其应用。本发明提供了一种防喷彩剂，以质量份计，包括以下组分：蜡30～50份，石蜡乳化剂12～20份，聚乙二醇10～18份，增粘剂2～5份，偶联剂8～16份，增稠剂15～30份。本发明中的蜡可以有效溶解橡胶中的污染性防老剂，乳化剂将蜡乳化，减缓蜡在橡胶中的迁移速度，增粘剂配合增稠剂溶于蜡中，增加蜡和油的粘度和稠度，有利于在橡胶制品加工过程中，炭黑中迁移出来的残留低分子有机物乳化并溶解进入蜡，固定分散在橡胶内部，而不再迁移，避免橡胶制品出现喷彩现象，增稠剂对橡胶中的加工油有增稠作用，可以使得橡胶中的油均匀分散在橡胶中而不再有迁移性。

Description

一种防喷彩剂及其应用

技术领域

本发明属于防护剂技术领域，具体涉及一种防喷彩剂及其应用。

背景技术

由于炭黑、加工油或污染性防老剂的影响，黑色的橡胶制品在实际生产中经常出现喷彩(泛彩)现象，严重影响产品外观质量。

如炭黑是由有机物在高温下裂解制成，不可避免地有有机物残留(分子量低，接近于柴油)被包裹在炭黑粒子中，在炼胶过程中橡胶与炭黑结合挤占空位，有机物残留部分进入橡胶中，再进一步迁移到橡胶表面，就像水面有一层油膜一样，从而出现喷彩现象；炼胶温度越高，有机物残留迁移进入橡胶的量就越多，喷彩就越严重；补强性越高的炭黑，其内应力也越大，有机物残留迁移也越多，喷彩就更加严重；强度越高，定伸越大的配方，也越容易出现喷彩现象；

又如加工油对炭黑中迁移出的有机物低分子残留有一定的溶解作用，随着橡胶中用油量的增大，油也会部分迁移到橡胶表面，从而带出有机物低分子残留，引起橡胶制品表面喷彩；油的粘度越低或与橡胶相容性越差，就越易迁移到橡胶表面，喷彩就越严重；另外，质量不好的加工油，其本身就含有有机物低分子，更易出现喷彩现象；

再如橡胶制品要提高耐热耐臭氧耐紫外线等耐老化性能，就必须添加一定量的防老剂，黑色橡胶制品的耐老化要求一般较高，目前在耐臭氧耐紫外线方面，污染性防老剂的防护效果最好，但其易大量迁移至橡胶制品表面，从而导致喷彩现象的发生。

目前，解决黑色橡胶制品表面喷彩的措施主要有如下四种方法：第一种，加入无机填料代替部分炭黑，如加入陶土、碳酸钙或白炭黑，特别是无机填料白炭黑可大量吸附有机物残留，避免由于橡胶与炭黑结合挤占空位后有机物残留进入橡胶中导致的喷彩现象出现，但该方法难以明确无机填料与喷彩效果及橡胶性能之间的平衡关系，无法实现防喷彩效果和橡胶压缩变形、弹性、强度等力学性能的综合提高；第二种，用粗粒子低结构炭黑取代细粒子高结构炭黑，但该方法会显著降低橡胶制品的力学性能；第三种，用高粘度油代替一般用油，但防喷彩效果一般，只能部分解决喷彩现象轻微的情况；第四种，减少污染性防老剂的用量，但橡胶制品的耐老化寿命会显著降低。

喷彩现象表明由于炭黑、加工油或污染性防老剂的影响，橡胶制品的物质存在形态和组织结构发生了变化，综合性能已然有所下降，设计一种黑色橡胶用防喷彩剂以解决橡胶制品外观和性能的矛盾，从而解决橡胶行业的老大难问题，具有极大的经济价值和市场应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防喷彩剂，本发明提供的防喷彩剂可以与低分子残留有机物发生反应并固定在橡胶中，同时还能减慢污染性防老剂的迁移速度，解决黑色橡胶制品的喷彩现象，提高橡胶制品的耐老化性能和使用寿命；本发明还提供了一种防喷彩剂的应用。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种防喷彩剂，以质量份计，包括以下组分：

蜡30～50份，

石蜡乳化剂12～20份，

聚乙二醇10～18份，

增粘剂2～5份，

偶联剂8～16份，

增稠剂15～30份。

优选的，以质量份计，包括以下组分：

蜡35份，

石蜡乳化剂14份，

聚乙二醇12份，

增粘剂3.5份，

偶联剂14份，

增稠剂21.5份。

优选的，所述蜡包括石蜡、微晶蜡、氧化蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或多种。

优选的，所述增粘剂包括碳氢树脂、酚醛树脂、聚异丁烯、氧化聚异丁烯和马来酸酐接枝聚异丁烯中的一种或多种。

优选的，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种。

优选的，所述增稠剂包括聚丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、蓖麻油酸锌和丙烯酸锌中的一种或多种。

优选的，所述防喷彩剂还包括无机填料和/或高聚物；所述无机填料和高聚物的总质量为其余组分质量的50～200％。

优选的，所述无机填料为白炭黑、碳酸钙、陶土和滑石粉中的一种或多种；所述高聚物包括乙丙橡胶、丁苯橡胶和SBS热塑性弹性体中的一种或多种。

本发明还提供了上述技术方案所述防喷彩剂在橡胶防护领域中的应用。

优选的，所述应用中防喷彩剂的用量为组分橡胶的2wt.％～6wt.％。

本发明提供了一种防喷彩剂，以质量份计，包括以下组分：蜡30～50份，石蜡乳化剂12～20份，聚乙二醇10～18份，增粘剂2～5份，偶联剂8～16份，增稠剂15～30份。在本发明中，橡胶中的污染性防老剂均能溶解于蜡中，大大减慢污染性防老剂的迁移速度，有利于使得橡胶制品不再出现喷彩现象；所述乳化剂可以对蜡进行乳化，减缓蜡在橡胶中的迁移速度；所述增粘剂溶于蜡中后会增加蜡的粘性，配合所述增稠剂溶于蜡中，可以增加蜡的稠度，使得蜡在橡胶中不再有迁移性，有利于在橡胶制品加工过程中，炭黑中迁移出来的残留低分子有机物乳化并溶解进入蜡，固定分散在橡胶内部，而不再迁移，避免橡胶制品出现喷彩现象；同时，增稠剂也对橡胶中的加工油有增稠作用，可以使得橡胶中的油不再有迁移性，而是均匀分散在橡胶中。

实验结果表明，原轻微喷彩的乙丙橡胶添加本发明提供的防喷彩剂放置一年后仍为黑色，橡胶试片压缩变形降低25％，老化后拉伸强度变化率降低15％；原严重喷彩的乙丙橡胶添加本发明提供的防喷彩剂放置一年后仍为黑色，橡胶试片压缩变形降低达28％，老化后拉伸强度变化率降低达23％，具有优良的使用性能。

具体实施方式

本发明提供了一种防喷彩剂，以质量份计，包括以下组分：

蜡30～50份，

石蜡乳化剂12～20份，

聚乙二醇10～18份，

增粘剂2～5份，

偶联剂8～16份，

增稠剂15～30份。

在本发明中，若无特殊说明，所述组分采用本领域技术人员熟知的市售商品。

以质量份计，在本发明中，所述防喷彩剂包括蜡30～50份，优选为32～45份，更优选为34～40份，最优选为35份。在本发明中，所述蜡优选包括石蜡、微晶蜡、氧化蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或多种。在本发明中，橡胶中的污染性防老剂均能溶解于蜡中，大大减慢污染性防老剂的迁移速度，有利于使得橡胶制品不再出现喷彩现象。

在本发明中，以所述蜡的质量份为基准，所述防喷彩剂包括石蜡乳化剂12～20份，优选为13～18份，更优选为13～15份，最优选为14份。在本发明中，所述乳化剂可以对石蜡进行乳化，减缓蜡在橡胶中的迁移速度。

在本发明中，以所述蜡的质量份为基准，所述防喷彩剂包括聚乙二醇10～18份，优选为11～16份，更优选为11～14份，最优选为12份。

在本发明中，以所述蜡的质量份为基准，所述防喷彩剂包括增粘剂2～5份，优选为2.5～4份，更优选为3～4份，最优选为3.5份。在本发明中，所述增粘剂优选包括碳氢树脂、酚醛树脂、聚异丁烯、氧化聚异丁烯和马来酸酐接枝聚异丁烯中的一种或多种。在本发明中，所述增粘剂溶于蜡中后会增加石蜡的粘性。

在本发明中，以所述蜡的质量份为基准，所述防喷彩剂包括偶联剂8～16份，优选为10～15份，更优选为12～15份，最优选为14份。在本发明中，所述偶联剂优选包括钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种。

在本发明中，以所述蜡的质量份为基准，所述防喷彩剂包括增稠剂15～30份，优选为18～27份，更优选为20～24份，最优选为21.5份。在本发明中，所述增稠剂优选包括聚丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、蓖麻油酸锌和丙烯酸锌中的一种或多种。在本发明中，所述增稠剂可以增加蜡的稠度，使得蜡在橡胶中不再有迁移性，有利于在橡胶制品加工过程中，炭黑中迁移出来的残留低分子有机物乳化并溶解进入蜡，固定分散在橡胶内部，而不再迁移，避免橡胶制品出现喷彩现象；同时，增稠剂也对橡胶中的加工油有增稠作用，可以使得橡胶中的油不再有迁移性，而是均匀分散在橡胶中。

在本发明中，所述防喷彩剂优选还包括无机填料和/或高聚物；所述无机填料和高聚物的总质量优选为其余组分质量的50～200％。在本发明中，所述无机填料优选为白炭黑、碳酸钙、陶土和滑石中的一种或多种，更优选为白炭黑或碳酸钙，最优选为白炭黑；所述高聚物优选包括乙丙橡胶、丁苯橡胶和SBS热塑性弹性体中的一种或多种。在本发明中，所述无机填料和高聚物作为所述防喷彩剂其他组分的载体，利于将所述防喷彩剂制成粉状或颗粒状。

本发明对所述防喷彩剂的制备方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的组合物的制备方法即可；在本发明的实施例中，具体将所述组分混合。

本发明还提供了上述技术方案所述防喷彩剂在橡胶防护领域中的应用。在本发明中，所述应用的方法优选为将所述防喷彩剂作为防喷彩橡胶的原料组分，与防喷彩橡胶的其他原料组分混合，制备得到防喷彩橡胶；所述其他原料组分包括组分橡胶和除防喷彩剂以外的添加剂；本发明对所述制备的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的防喷彩橡胶制备工艺即可。在本发明中，所述应用中防喷彩剂的用量优选为组分橡胶的2wt.％～6wt.％，更优选为2.5wt.％～5.5wt.％。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的防喷彩剂及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

实施例1所用试剂均为市售。

以质量份计，将35份石蜡、14份石蜡乳化剂、12份聚乙二醇、3.5份聚异丁烯、21.5份蓖麻油酸锌，在140℃下融化再乳化形成均匀的液体，然后加入60份白炭黑混合制成粉状，冷却至室温后，再加入14份钛酸酯偶联剂，得到防喷彩剂。

所得防喷彩剂为粉剂。

实施例2

实施例2所用试剂均为市售。

以质量份计，将35份石蜡、14份石蜡乳化剂、12份聚乙二醇、3.5份聚异丁烯、11.5份蓖麻油酸锌、10份丙烯酸锌，在140℃下融化再乳化形成均匀的液体，然后加入60份白炭黑混合制成粉状，冷却至室温后，再加入14份钛酸酯偶联剂，得到防喷彩剂。

所得防喷彩剂为粉剂。

实施例3

实施例3所用试剂均为市售。

以质量份计，将35份石蜡、14份石蜡乳化剂、12份聚乙二醇、3.5份聚异丁烯、11.5份蓖麻油酸锌、10份丙烯酸锌、14份硅烷偶联剂，在120℃下融化再乳化形成均匀的液体，然后降温至80℃后出料，冷却至室温后得到防喷彩剂。

所得防喷彩剂为块状固体。

应用例1

以防喷彩剂占乙丙橡胶质量的3％计，在轻微喷蓝的乙丙橡胶中加入实施例1所得防喷彩剂，得到防喷彩橡胶。硫化试片并冷却放置，

硫化条件为：硫化温度为180℃，硫化时间为5min；

放置条件为：放置温度为22～28℃，相对湿度为60％～80％。

对放置不同时长的试片进行观察，观察结果见表1；

按照GB/T 1684A-1985，在100℃、放置时间为72h、压缩率20％的条件下测试应用例1所得防喷彩橡胶的永久压缩变形，测试结果为26.3％；按照GB/T 3512-2001，在100℃、放置时间为72h条件下测试应用例1所得防喷彩橡胶的老化后拉伸强度变化率，测试结果为-12.5％。

对比例1

以应用例1的轻微喷蓝的乙丙橡胶为对比例，进行相同的硫化试片处理和放置，对放置不同时长(7天、1个月以及1年)的试片进行观察，观察结果见表1；

以与应用例1相同的测试方法，测试对比例1的乙丙橡胶的永久压缩变形和老化后拉伸强度变化率，测试得压缩变形为35.1％；老化后拉伸强度变化率为-14.7％。

表1 应用例1和对比例1放置观察结果

由表1可见，添加本发明提供的防喷彩剂后，原轻微喷蓝的乙丙橡胶表面无蓝色，为纯黑色，且所得防喷彩橡胶放置长达一年后，仍旧为纯黑色，表面无蓝色出现，即无喷彩现象出现。压缩变形和老化系数测试表明，添加本发明提供的防喷彩剂后，乙丙橡胶试片的压缩变形由35.1％降低至26.3％，降低了25％；老化后拉伸强度变化率由-14.7％降低至-12.5％，降低了15％，具有良好的抗变形抗老化性能，说明本发明提供的防喷彩剂具有提高橡胶抗变形抗老化能力的作用，可以有效延长橡胶寿命。

应用例2

以防喷彩剂占乙丙橡胶质量的5％计，在严重喷彩的乙丙橡胶中加入实施例2所得防喷彩剂，得到防喷彩橡胶。硫化试片并冷却放置，

硫化条件为：硫化温度为180℃，硫化时间为5min；

放置条件为：放置温度为22～28℃，相对湿度为60％～80％。

对放置不同时长的试片进行观察，观察结果见表2；

以与应用例1相同的测试方法，测试应用例2的防喷彩橡胶的压缩变形和老化系数，测试得压缩变形为28.2％；老化后拉伸强度变化率为-14.2％。

对比例2

以应用例2的严重喷彩的乙丙橡胶为对比例，进行相同的硫化试片处理和放置，对放置不同时长的试片进行观察，观察结果见表2；

以与应用例1相同的测试方法，测试对比例2的乙丙橡胶的压缩变形和老化系数，测试得压缩变形为39.2％；老化后拉伸强度变化率为-18.4％。

表2 应用例2和对比例2放置观察结果

注：表2中“/”表示未做观察。

由表2可见，添加本发明提供的防喷彩剂后，原严重喷彩的乙丙橡胶表面无蓝色，为纯黑色，且放置长达一年后，添加本发明提供的防喷彩剂后的乙丙橡胶仍旧为纯黑色，表面无彩色出现，即无喷彩现象出现。压缩变形和老化系数测试表明，添加本发明提供的防喷彩剂后，乙丙橡胶试片的压缩变形由39.2％降低至28.2％，降低了28％；老化后拉伸强度变化率由-18.4％降低至-14.2％，降低了23％，具有良好的抗变形抗老化性能，说明本发明提供的防喷彩剂具有提高橡胶抗变形抗老化能力的作用，可以有效延长橡胶寿命。

以上实验结果表明，将本发明提供的防喷彩剂添加进橡胶中，可以有效改善并避免橡胶出现喷彩现象，在保证橡胶制品良好外观的同时，降低橡胶的压缩变形，提高橡胶的抗老化能力，延长橡胶的使用寿命，具有极大的商业应用价值和经济价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防喷彩剂，其特征在于，以质量份计，包括以下组分：

蜡30～50份，

石蜡乳化剂12～20份，

聚乙二醇10～18份，

增粘剂2～5份，

偶联剂8～16份，

增稠剂15～30份；

所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或多种；

所述增稠剂包括聚丙烯酸类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、蓖麻油酸锌和丙烯酸锌中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的防喷彩剂，其特征在于，以质量份计，包括以下组分：

蜡35份，

石蜡乳化剂14份，

聚乙二醇12份，

增粘剂3.5份，

偶联剂14份，

增稠剂21.5份。

3.根据权利要求1或2所述的防喷彩剂，其特征在于，所述蜡包括石蜡、微晶蜡、氧化蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的防喷彩剂，其特征在于，所述增粘剂包括碳氢树脂、酚醛树脂、聚异丁烯、氧化聚异丁烯和马来酸酐接枝聚异丁烯中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的防喷彩剂，其特征在于，所述防喷彩剂还包括无机填料和/或高聚物；所述无机填料和高聚物的质量为其余组分总质量的50～200％。

6.根据权利要求5所述的防喷彩剂，其特征在于，所述无机填料为白炭黑、碳酸钙、陶土和滑石粉中的一种或多种；所述高聚物包括乙丙橡胶、丁苯橡胶和SBS热塑性弹性体中的一种或多种。

7.权利要求1～6任一项所述防喷彩剂在橡胶防护领域中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用中防喷彩剂的用量为组分橡胶的2wt.％～6wt.％。