CN111154150A - 一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶及其制备方法，涉及天然橡胶发泡技术领域。本发明包括天然橡胶100份、活性剂10‑15份、防老剂1.5‑4.5份、软化剂20‑40份、硫化剂1.5‑4份、促进剂3.5‑5份、分散剂0.5‑3份、填料200‑260份、发泡剂4‑6份、发泡助剂BK 2‑4份。本发明通过密炼机一段混炼制得母胶，然后通过二段加硫制得发泡混炼胶，本发明简化了现有的天然橡胶发泡混炼胶制备工艺，省去了生胶的塑炼，降低了加工成本及有利于现代混炼工厂大规模的生产，且制得的发泡材料孔径均匀、弹性好、发泡倍率高。

Description

一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶及其制备方法

技术领域

本发明属于天然橡胶发泡技术领域，特别是涉及一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶及其制备方法。

背景技术

天然橡胶发泡材料具有阻尼、隔音、质量轻、弹性好等特点，被广泛的应用在各种生产及生活领域上。但传统的天然橡胶发泡混炼胶要求生胶门尼粘度低，塑炼成本极高，不利于现场管理及不适于现代的混炼工厂的连续化生产。

混炼胶稳定性差，导致天然橡胶发泡制品性能不够稳定，且由于混炼胶门尼粘度低，强度小，难满足于连续压延出片的薄发泡制品的生产。因此开发一种生产方便简单、成本低廉、制品稳定，应用范围广且能够适应于现代混炼工厂连续生产的混炼胶及制备方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶及其制备方法，通过合理选用原材料及其配比，优化制备工艺，解决了传统工艺中塑炼成本高，生胶门尼粘度低，不利于现场管理和不适于现代的混炼工厂的连续化生产，以及发泡制品不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，包括以下重量份的原料：

天然橡胶100份、活性剂10～15份、防老剂1.5～4.5份、软化剂20～40份、硫化剂1.5～4份、促进剂3.5～5份、分散剂0.5～3份、填料200～260份、发泡剂4～6份、发泡助剂BK2～4份。

优选的，包括以下重量份的原料：天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂30份、硫化剂3.5份、促进剂3.5份、分散剂2份、填料215份、发泡剂5份、发泡助剂BK 2份。

优选的，所述软化剂采用白矿油和白油膏混合物，其中，所述白矿油为20份，所述白油膏为10份。

优选的，所述发泡剂采用发泡剂H，其中，所述发泡剂H为5份。

优选的，所述填料采用重质碳酸钙、精细轮胎胶粉、炭黑，其中，所述重质碳酸钙为190份，所述精细轮胎胶粉为20份，所述炭黑为5份。

一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配料：在各原材料配比范围内，选择各个组分份量并配置原材料；

步骤2、一段混炼：将填料与天然橡胶同时加入密炼机，上顶栓压力为60bar,转速为45r/min，混合物温度加热至120℃，加入活性剂、防老剂、软化剂及分散剂，转速降至25r/min，加热至混合物温度为155℃，排胶，时间为6～9min，制得一段母胶；

步骤3、停放：将制得的一段母胶在不低于15℃下停放4～24h；

步骤4、二段混炼：将停放后的一段母胶加入密炼机，上顶栓压力为50bar，转速为25r/min，混合物温度加热至80℃，加入硫化剂、促进剂、发泡剂及发泡助剂，加热至混合物温度为100℃，排胶，制得天然橡胶发泡混炼胶。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明将填料与天然橡胶同时投入密炼机，由于填料份数多，对密炼室能进行十分有效的填充，填料多数为重质碳酸钙，为一种硬质材料，因此转子、填料以及天然橡胶在混炼初期相互作用，对生胶进行有效的塑炼，但一段母胶门尼粘度仍高出传统工艺母胶15～25个单位值，终端胶门尼粘度高出传统工艺的10～20个单位值；

2、终端混炼胶门尼粘度偏高，较快的硫化体系不利于发泡，通过控制促进剂品种的选择及用量延长T10，为传统工艺T10时间的2～2.5倍，为制品在烘箱发泡成型之前给混炼胶预留充足的软化时间；

3、通过控制发泡剂及发泡助剂的用量，略微提高发泡剂的分解温度，使之与硫化体系匹配同时，降低发泡速率，使发泡孔径更加均匀；

本发明与现有技术相比，省去了生胶的塑炼，降低了加工成本及有利于现代混炼工厂大规模的生产；优化的硫化速度和发泡速率，在保证发泡倍率的同时也使发泡孔径更加均匀；混炼胶较高的门尼粘度，其强度较大，能满足连续压延出片的薄发泡制品的生产；天然橡胶未经充分塑炼打断分子链，使其分子链相对较长，制得的发泡产品弹性好。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

对比例：

以重量份数计，一种普通天然橡胶发泡混炼胶包括：天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂30份、硫化剂4份、促进剂3.8份、分散剂2份、填料200份、发泡剂H 4份、发泡助剂BK 4份。

该混炼胶的炼胶工艺，具体包含以下步骤：

步骤1、配料：按上述重量份数，精准配置各个组分份量；

步骤2、塑炼：在室温条件下，将配置好的天然橡胶放入开炼机反复薄通至门尼粘度ML100℃(1+4)为20～25，得到天然橡胶A；

步骤3、停放：将天然橡胶A在室温(不低于15℃)下停放12～24h；

步骤4、一段混炼：将停放后的天然橡胶A加入密炼机，上顶栓压力为60bar，转速为45r/min，将温度升至80℃，转速将至25r/min，依次加入活性剂、防老剂、分散剂、填料及软化剂，加热至混合物温度为130℃，排胶，时间为6～9min，制得一段母胶B；

步骤5、停放：将制得的一段母胶B在室温(不低于15℃)下停放4～24h；

步骤6、二段混炼：将停放后的一段母胶B加入密炼机，上顶栓压力为50bar，转速为25r/min，混合物温度加热至80℃，加入硫化剂、促进剂、发泡剂及发泡助剂，加热至混合物温度为100℃，排胶，制得天然橡胶发泡混炼胶。

现有的天然橡胶发泡混炼胶的制备是通过开炼机塑炼将生胶门尼粘度100ML(1+4)控制在20～25，然后在密炼机中制得母胶和终端混炼胶，其特点是混炼胶门粘度尼低、强度小、T10速度较短，150℃下测得传统工艺T10一般为50～80s。

具体实施例一：

一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，以重量份数计，该混炼胶包括：天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂30份、硫化剂3.5份、促进剂3.5份、分散剂2份、填料215份、发泡剂H 5份(发泡剂H：二亚硝基五亚甲基四胺)、发泡助剂BK 2份；

该高门尼天然橡胶发泡混炼胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配料：按天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂30份、硫化剂3.5份、促进剂3.5份、分散剂2份、填料215份、发泡剂H 5份、发泡助剂BK 2份，精准配置原材料；

步骤2、一段混炼：将填料与天然橡胶加入密炼机，上顶栓压力为60bar，转速为45r/min，混合物温度加热至120℃，依次加入活性剂、分散剂、防老剂及软化剂，转速降至25r/min，加热至混合物温度为155℃，排胶，时间为6～9min，制得一段母胶；

步骤3、停放：将制得的一段母胶在室温(不低于15℃)下停放4～24h；

步骤4、二段混炼：将停放后的一段母胶加入密炼机，上顶栓压力为50bar，转速为25r/min，混合物温度加热至80℃，依次加入硫化剂、促进剂、发泡剂及发泡助剂，加热至混合物温度为100℃，排胶，制得天然橡胶发泡混炼胶。

具体实施例二：

一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，以重量份数计，该混炼胶包括：天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂40份、硫化剂3.5份、促进剂3.3份、分散剂2份、填料260份、发泡剂H 6份、发泡助剂BK 2份。

该高门尼天然橡胶发泡混炼胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配料：按天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂40份、硫化剂3.5份、促进剂3.3份、分散剂2份、填料260份、发泡剂H 6份、发泡助剂BK 2份，精准配置原材料；

步骤2、一段混炼：将填料与天然橡胶加入密炼机，上顶栓压力为60bar，转速为45r/min，混合物温度加热至120℃，依次加入活性剂、分散剂、防老剂及软化剂，转速降至25r/min，加热至混合物温度为155℃，排胶，时间为6～9min，制得一段母胶；

步骤3、停放：将制得的一段母胶在室温(不低于15℃)下停放4～24h；

步骤4、二段混炼：将停放后的一段母胶加入密炼机，上顶栓压力为50bar，转速为25r/min，混合物温度加热至80℃，依次加入硫化剂、促进剂、发泡剂及发泡助剂，加热至混合物温度为100℃，排胶，制得天然橡胶发泡混炼胶。

成型：将混炼胶在压延机上出成薄片，放入烤箱，在热空气温度为155～165℃下无压自由发泡成型，硫化速度具体视混炼胶硫化速度及混炼胶出片厚度而定。

制品在烘箱中发泡硫化时间为T90+50s，MDR测试条件为：150℃*10min，对比例、具体实施例一、具体实施例二混炼胶的性能及发泡制品情况对比如下表一所示：

表一

本发明将填料与天然橡胶同时投入密炼机，由于填料份数多，对密炼室能进行十分有效的填充，填料多数为重质碳酸钙，为一种硬质材料，因此转子、填料以及天然橡胶在混炼初期相互作用，对生胶进行有效的塑炼，但一段母胶门尼粘度仍高出传统工艺母胶15～25个单位值，终端胶门尼粘度高出传统工艺的10～20个单位值；终端混炼胶门尼粘度偏高，较快的硫化体系不利于发泡，通过控制促进剂品种的选择及用量延长T10，为传统工艺T10时间的2～2.5倍，为制品在烘箱发泡成型之前给混炼胶预留充足的软化时间；通过控制发泡剂及发泡助剂的用量，略微提高发泡剂的分解温度，使之与硫化体系匹配同时，降低发泡速率，使发泡孔径更加均匀。综上知，本发明与现有技术相比，省去了生胶的塑炼，降低了加工成本及有利于现代混炼工厂大规模的生产；优化的硫化速度和发泡速率，在保证发泡倍率的同时也使发泡孔径更加均匀；混炼胶较高的门尼粘度，其强度较大，能满足连续压延出片的薄发泡制品的生产；天然橡胶未经充分塑炼打断分子链，使其分子链相对较长，制得的发泡产品弹性好。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：

天然橡胶100份、活性剂10～15份、防老剂1.5～4.5份、软化剂20～40份、硫化剂1.5～4份、促进剂3.5～5份、分散剂0.5～3份、填料200～260份、发泡剂4～6份、发泡助剂BK 2～4份。

2.根据权利要求1所述的一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：

天然橡胶100份、活性剂10份、防老剂1.5份、软化剂30份、硫化剂3.5份、促进剂3.5份、分散剂2份、填料215份、发泡剂5份、发泡助剂BK 2份。

3.根据权利要求2所述的一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，其特征在于，所述软化剂采用白矿油和白油膏混合物，其中，所述白矿油为20份，所述白油膏为10份。

4.根据权利要求2所述的一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，其特征在于，所述发泡剂采用发泡剂H，其中，所述发泡剂H为5份。

5.根据权利要求2所述的一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶，其特征在于，所述填料采用重质碳酸钙、精细轮胎胶粉、炭黑，其中，所述重质碳酸钙为190份，所述精细轮胎胶粉为20份，所述炭黑为5份。

6.如权利要求1～5任意一项所述的一种高门尼天然橡胶发泡混炼胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、配料：在各原材料配比范围内，选择各个组分份量并配置原材料；

步骤2、一段混炼：将填料与天然橡胶同时加入密炼机，上顶栓压力为60bar,转速为45r/min，混合物温度加热至120℃，加入活性剂、防老剂、软化剂及分散剂，转速降至25r/min，加热至混合物温度为155℃，排胶，时间为6～9min，制得一段母胶；

步骤3、停放：将制得的一段母胶在不低于15℃下停放4～24h；

步骤4、二段混炼：将停放后的一段母胶加入密炼机，上顶栓压力为50bar，转速为25r/min，混合物温度加热至80℃，加入硫化剂、促进剂、发泡剂及发泡助剂，加热至混合物温度为100℃，排胶，制得天然橡胶发泡混炼胶。