CN110694579A - 一种带有自吸附性的硫化剂载体助剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自吸附性的负载硫化剂的复合粉体助剂，该助剂通过硫化剂、硫化助剂以及多孔粉体通过反应加工得到，为了便于液体硫化剂或硫化助剂在橡胶及弹性体加工过程中进行添加，另外通过缓释参与硫化反应后残留助剂的粉体多孔结构有利于TVOC及小分子物质的吸收。该粉体助剂制备方法简单，能够有效控制硫化剂的含量，同时提高体助剂在加工过程中与原材料的分散，也可以抑制使用过程中小分子物质的挥发，提高材料的使用性。

Description

一种带有自吸附性的硫化剂载体助剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶及热塑性弹性体加工用载体硫化剂复合粉体，尤其涉及一种带有自吸附性的硫化剂载体助剂及其制备方法，用于硫化橡胶以及控制材料中小分子物质的挥发。
背景技术
橡胶及热塑性动态硫化橡胶的加工过程中为了发生橡胶相的交联会加入硫化剂以及硫化助剂，以控制硫化速度和硫化程度，硫化剂和硫化助剂有粉体，也有液体，但是在材料加工过程中使用的加工工艺加入液体助剂时会发生分散不均匀以及难分散等问题，导致材料不同位置处的硫化程度不均匀，易引起过硫和欠硫，因此如何控制液体助剂的分散均匀性是保证材料性能优异的一大前提。
另外，关于TVOC，一般是指在通常条件下，能够向室内空气、车内空气中中释放的所有有机物的总和。由于TVOC含量过高，就会对人的身体产生危害，这就是TVOC的污染。材料应用在家电领域或者汽车内饰件等方面时，TVOC的释放至关重要，TVOC的来源主要包括主材和填充油以及硫化反应的分解物，而橡胶主材和填充油可通过选用质量好的原材料得以优化，但是硫化反应中产生的小分子物质是不可避免的，因此如何减少硫化剂分解产物的释放对于降低材料的VOC指标至关重要，大多数厂家会通过设备的真空脱气和后期的高温热处理来降低VOC，但是VOC的释放是一个持续的过程，一次性的后处理无法避免后期的气味释放。
发明内容
本发明通过将橡胶用硫化剂及硫化助剂分散于液相中进行多孔粉体的负载形成复合助剂，有效地优化了液相的硫化剂以及硫化助剂在加工过程中的分散，且通过此制备方法可以有效控制液体助剂在多孔粉体上的负载量，经硫化反应后残留在产品中的多孔粉体可以在后期使用过程中起到吸附VOC小分子物质的作用，起到长效抑味的作用，综合性能优异。具体发明内容如下：
1.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其主要成分包括硫化剂、硫化助剂及多孔粉体；
2.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于：所述的多孔粉体包括硅藻土、介孔白炭黑、碳酸钙、滑石粉等材料中的一种或多种。
3.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于：所述的硫化剂及硫化助剂为DCP、BIBP、双二五、TMPTMA，TGIA中的一种或几种。
4.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于，所述的多孔粉体的粒径范围在20μm～200μm之间。
5.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其制备方法如下：将硫化剂及硫化助剂溶解到有机溶剂中，在50℃～80℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入多孔粉体，升温至80℃继续搅拌1小时，之后进行冷凝回收有机溶剂，最后将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
6.一种带有自吸附性的硫化剂载体助剂及其制备方法，其特征在于，硫化剂及多孔粉体的质量比为20∶80～75∶25。
7.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于多孔粉体的比表面积为220～350m2/g。
8.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于制备过程中用的有机溶剂为二甲苯，乙醇，丙酮中的一种。
本发明的优点在于，制备方法工艺简单，反应条件温和，安全可靠，易实现大规模生产，通过调整配方组成可以有效控制负载比例，且负载量均匀可控，在材料加工过程中以粉体方式加入容易实现更好地分散，提高硫化效率以及反应均匀性，另外，经过硫化反应后残留在材料中的粉体材料可以对材料进行补强并可以吸附在硫化过程中产生的小分子，实现降低气味及TVOC的作用。
具体实施方式
此部分将结合具体的实施方式对本发明的技术方案做进一步详细的阐述，但如下所述的实施例并不是全部的实施例，基于本发明的具体实施例，本领域的技术人员可以在没有进行创造性劳动的前提下做出的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对比例1
将硫化剂DCP 20g与载体碳酸钙粉体30g按4∶6的比例加入到含有研磨球的球磨罐中，将两个重量相同的球磨罐置于行星式球磨机中，转速500rpm下研磨一小时，研磨结束后从罐的不同位置(罐顶，罐中，罐顶)取样测试复合助剂的负载含量。
经热失重分析结果可得，经此方法得到的复合助剂中不同位置的硫化剂含量分别为44.3％，38.2％，35.1％。
实施例1
将硫化剂DCP 20g溶解到无水乙醇中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入30g碳酸钙，升温至70℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为39.7％。
实施例2
将硫化剂DCP 60g溶解到无水乙醇中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入40g碳酸钙，升温至70℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为60.1％。
实施例3
将硫化剂DCP 70g溶解到无水乙醇中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入30g碳酸钙，升温至70℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为67.4％。
实施例4
将硫化剂DCP 48g以及TMPTMA 12g溶解到无水乙醇中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入40g碳酸钙，升温至70℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为59.2％。
实施例5
将硫化剂DCP 56g以及TMPTMA 14g溶解到无水乙醇中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入30g碳酸钙，升温至70℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为65.2％。
实施例6
将硫化剂双二五60g溶解到二甲苯中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入40g介孔二氧化硅，升温至80℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为59.9％。
实施例7
将硫化剂双二五70g溶解到二甲苯中，在50℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入30g介孔二氧化硅，升温至80℃继续搅拌1小时，搅拌结束后进行减压蒸馏至混合溶液呈浆料状，将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
经热失重分析结果得出，复合助剂中硫化剂含量为68.9％。
经上述对比例及实施例可以看出，经球磨法负载的复合助剂由于加工方式的原因无法形成完全均一的复合助剂，而经本发明制备方法得到的复合助剂经烘干后各处样品负载量均一，且随着负载含量的增加，在负载量为60％范围内均一性得到了很好的保持，负载量超过60％后实际负载量比理论计算低，且从实施例可以看出高负载量情况下介孔二氧化硅的负载效果优于碳酸钙，这是优于介孔二氧化硅的孔隙较多，比表面积较大，因此负载效果较好。综合来看，本方法制备的复合助剂的最佳负载范围为60％以内，高负载含量下应选用比表面积更大的助剂作为载体。
对比例2
将EPDM破碎料、PP、石蜡油、填料、加工助剂在密炼机中高速混合均匀，混炼胶经造粒后冷却停放；将造粒的混炼胶粒与硫化剂DCP、硫化助剂TMPTMA通过高混机混合后经料斗加入双螺杆挤出机，高温动态硫化后形成TPV材料。
实施例8
采用与对比例2相同的配方，将EPDM破碎料、PP、石蜡油、填料、加工助剂在密炼机中高速混合均匀，混炼胶经造粒后冷却停放；将造粒的混炼胶粒与实施例2得到的复合硫化助剂以及相应量配比的TMPTMA高速混合后经料斗加入双螺杆挤出机，高温动态硫化后形成TPV材料。
实施例9
采用与对比例2相同的配方，将EPDM破碎料、PP、石蜡油、填料、加工助剂在密炼机中高速混合均匀，混炼胶经造粒后冷却停放；将造粒的混炼胶粒与实施例4得到的复合硫化助剂高速混合后经料斗加入双螺杆挤出机，高温动态硫化后形成TPV材料。
将上述实施例和对比例得到的样品分别进行拉伸撕裂试片以及静态压缩变形试样的制备，得到试样经测试后结果如下：
表1对比例与实施例中所得材料的性能比较
从本例中可以看到，将液体助硫化剂与硫化剂统一以粉体复合硫化剂的形式添加到加工过程中得到的TPV材料力学强度以及高温下的弹性恢复能力均得到了改善，侧面地说明了分散的均一性，通过此发明得到的复合硫化助剂能够保证硫化体系在加工过程中的均一性，从而使产品的批次均匀性得到保证，易于工业化生产，且通过复合助剂生产的复合材料TVOC含量明显降低，说明经硫化反应后残留在材料中的多孔粉体起到了对气味的吸附作用，粉体的大比表面积对吸附物质有较强的物理吸附能力及吸附容量，吸附能力强，有持续吸附净化功能。

Claims (8)

1.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其主要成分包括硫化剂、硫化助剂及多孔粉体。
2.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于：所述的多孔粉体包括硅藻土、介孔白炭黑、碳酸钙、滑石粉等材料中的一种或多种。
3.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于：所述的硫化剂及硫化助剂为DCP、BIBP、双二五、TMPTMA，TGIA中的一种或几种。
4.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于，所述的多孔粉体的粒径范围在20μm～200μm之间。
5.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其制备方法如下：将硫化剂及硫化助剂溶解到有机溶剂中，在50℃～80℃下充分搅拌30分钟，搅拌均匀后加入多孔粉体，升温至80℃继续搅拌1小时，之后进行冷凝回收有机溶剂，最后将混合浆料倒入托盘中进行80℃热处理12小时，即得成品。
6.一种带有自吸附性的硫化剂载体助剂及其制备方法，其特征在于，硫化剂及多孔粉体的质量比为20∶80～75∶25。
7.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于多孔粉体的比表面积为220～350m2/g。
8.一种带有自吸附性的硫化剂载体复合助剂及其制备方法，其特征在于制备过程中用的有机溶剂为二甲苯，乙醇，丙酮中的一种。
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