CN113004584B - 一种球用低温硫化橡胶和低温硫化橡胶球的制备方法 - Google Patents

一种球用低温硫化橡胶和低温硫化橡胶球的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及橡胶制品的技术领域，公开了一种球用低温硫化橡胶和低温硫化橡胶球的制备方法，球用低温硫化橡胶按重量份数计包括以下组分：50‑80份天然橡胶、20‑50份丁苯橡胶、80‑100份碳酸钙、30‑50份白炭黑、5‑10份氧化锌、1‑3份硬脂酸、2‑5份增粘树脂、2‑5份二丁基羟基甲苯、1‑3份防护蜡、1‑2份MB、2‑4份流动排气剂PW、5‑10份白油膏、5‑10份环烷油、2‑4份促进剂BZ、1‑2份促进剂PZ、1‑2份促进剂SIP、2‑4份硫磺以及若干份色胶，本发明的橡胶组分使得在橡胶球可以在低温和低压的下完成硫化过程，且橡胶球具有较高的弹性。

Description

一种球用低温硫化橡胶和低温硫化橡胶球的制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶制品的技术领域，特别是一种球用低温硫化橡胶和低温硫化橡胶球的制备方法。
背景技术
篮球、足球和排球等橡胶材质的运动球是常见的体育用球，在球类体育运动中被普遍使用。橡胶足球是由橡胶通过炼胶成片，使用工具将橡胶皮手工贴在球胆(球胆、布球)上，经过高温、高压直接热硫化处理成型制成，球体表面是一个整体，其表面的纹路是压制而成。这种技术由于是橡胶直接高温硫化成型，质感坚硬，使用的舒适度不高。现有橡胶运动球硫化时都是在高温高压条件下，温度：140-180℃，压力9-11kgf/cm2，硫化后由于高温高压的设置，橡胶皮达到相同的颜色时,需要使用较多的色胶用量，且现有高温硫化橡胶球硬度较大，回弹性较低，橡胶更易老化。
发明内容
为此，需要提供一种球用低温硫化橡胶和低温硫化橡胶球的制备方法，解决现有设备，解决现有橡胶运动球高温硫化的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种球用低温硫化橡胶按重量份数计包括以下组分：
50-80份天然橡胶、20-50份丁苯橡胶、80-100份碳酸钙、30-50份白炭黑、5-10份氧化锌、1-3份硬脂酸、2-5份增粘树脂、2-5份二丁基羟基甲苯、1-3份防护蜡、1-2份MB、2-4份流动排气剂PW、5-10份白油膏、5-10份环烷油、2-4份促进剂BZ、1-2份促进剂PZ、1-2份促进剂SIP、2-4份硫磺以及若干份色胶。色胶用量根据所需制备橡胶的颜色而制备。
进一步，按重量份数计包括如下组分：
60份天然橡胶、40份丁苯橡胶、90份碳酸钙、40份白炭黑、5份氧化锌、2份硬脂酸、3份增粘树脂、3份二丁基羟基甲苯、2份防护蜡、1.5份MB、3份流动排气剂PW、8份白油膏、8份环烷油、3份促进剂BZ、1份促进剂PZ、1份促进剂SIP、2份硫磺以及若干份色胶。
一种低温硫化橡胶球，包括球胆和贴合在球胆外表面的橡胶皮，所述橡胶皮为任一上述的橡胶。
低温硫化橡胶球的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取天然橡胶、丁苯橡胶、碳酸钙、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、二丁基羟基甲苯、防护蜡，MB、流动排气剂PW、白油膏、和环烷油，并使用密炼机混炼形成未促混炼胶；
(2)称取促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺和色胶，并在开炼机上把促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺、色胶和未促混炼胶混炼均匀形成已促胶；
(3)已促胶通过压延机制成橡胶片，制得的橡胶片进行冷却定型；
(4)橡胶片冷却定型后的使用刀模裁成橡胶皮，使用贴贴合机将橡胶皮贴合在球胆表面形成未硫化橡胶球；
(5)未硫化橡胶球使用硫化机进行硫化得到硫化橡胶球。
进一步，步骤(1)中,密炼机的温度为110℃-135℃，混炼的时间为4-6min。
进一步，步骤(2)中，开炼机的辊筒温度控制在35-55℃，混炼时间为3-4min。
进一步，步骤(3)中，压延机的辊筒的温度为50-65℃，冷却定型的温度为22℃以下，冷却定型的时间为1-3h。
进一步，步骤(4)中，橡胶皮贴合到球胆表面后，继续使用贴合机在橡胶皮的外表面贴合皮革。
进一步，步骤(5)中，硫化机的硫化温度为90-110℃，硫化时间为13-18min，气压为4-6kgf/cm2。
上述技术方案具有以下有益效果：
1.本发明采用弹力好、耐磨、防水的天然橡胶作为主料，加入丁苯橡胶后，提高防老性，氧化锌是促进剂和硫磺的良好活性剂，能够使其更快、更深入的发挥作用，配合硬脂酸，使其活化作用更强，碳酸钙和白炭黑复配使用，使产品更具耐磨性且容易加工。环烷油是橡胶良好的增塑剂，使其更容易塑炼，促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP的配合使用后，使得橡胶与硫磺结合更快，从而更快更深入的完成硫化，硫磺加入后使得橡胶内部分子重新排列，橡胶球硫化的时候只需要保证硫化温度为90-110℃，气压为4-6kgf/cm2，即可完成硫化，且能够保证硫化后的橡胶球表面不会引起吐霜。
2.本发明中促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP用量的配比，使得橡胶球进行硫化时，只需要在较低的温度下即可完成硫化，硫化完成后，球体具有较低的硬度和较高的实验回弹高度，表明本发明的橡胶球具有较高的弹性。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
实施例1
一种球用低温硫化橡胶，按重量份数计包括以下组分：
60份天然橡胶、40份丁苯橡胶、90份碳酸钙、40份白炭黑、5份氧化锌、2份硬脂酸、3份增粘树脂、3份二丁基羟基甲苯(BHT)、2份防护蜡、1.5份2-硫醇基苯骈咪唑(MB)、3份流动排气剂PW、8份白油膏、8份环烷油、3份促进剂BZ、1份促进剂PZ、1份促进剂SIP、2份硫磺和1份色胶。
一种低温硫化橡胶，包括球胆和贴合在球胆外表面的橡胶皮，所述橡胶皮为上述的球用橡胶。
上述橡胶球的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取天然橡胶、丁苯橡胶、碳酸钙、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、增粘树脂、二丁基羟基甲苯、防护蜡、MB、流动排气剂PW、白油膏和环烷油，并使用密炼机混炼形成未促混炼胶；密炼机的温度为120℃，混炼的时间为5min；
(2)称取促进剂、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺和色胶，并在开炼机上把促进剂、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺、色胶和未促混炼胶混炼均匀形成已促胶；开炼机的辊筒温度控制在50℃，混炼时间为3min；
(3)已促胶通过压延机制成橡胶片，制得的橡胶片进行冷却定型；压延机的辊筒的温度为60℃，冷却定型的温度为22℃以下，冷却定型的时间为3h；
(4)橡胶片冷却定型后的使用刀模裁成橡胶皮，使用贴合机将橡胶皮贴合在球胆表面形成未硫化橡胶球；
(5)未硫化橡胶球使用硫化机进行硫化得到硫化橡胶球，硫化机的硫化温度为100℃，硫化时间为15min，气压为5kgf/cm2。
实施例2-3：一种低温橡胶球，与实施例1的不同之处在于，橡胶各组分及其相应的重量份数如表1所示。
对比例1-3：一种低温硫化橡胶球，与实施例1的不同之处在于橡胶各组分及其相应的重量份数如表1所示。
对比例4：一种低温硫化橡胶球，与对比例1的不同之处在于，硫化温度为160℃，气压为10kgf/cm2。
实施例1-3，对比例1-4所制备的橡胶球观察表面的吐霜情况，并用邵A硬度计检测球体的硬度、在1800MM高度落下，检测橡胶球的回弹高度。检测结果如表1所示。
表1中，有实施例1和对比例1-4可知，本发明中促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP的相互配合使得本发明的橡胶球在制备硫化过程中，即使保持在低温低压的硫化状态，硫化后橡胶球也不会产生吐霜情况，且球体硬度较低，具有较高的回弹高度，而与之相反的，对比例1的三个促进剂超量使用，对比例2，对比例3没有用全部的三种促进剂，所以硫化后的橡胶球将产生吐霜现象，且硬度与实施例1相比较高，当采用较高的温度和气压硫化时,需要使用高温硫化促进剂，促进剂CZ为高温促进剂，虽然能够避免吐霜现象，但是产品硬度升高且回弹性能下降。
表1.实施例1-3,、对比例1-4的制备条件和检测结果。
Figure BDA0002967796200000051
Figure BDA0002967796200000061
实施例4
一种低温硫化橡胶球的制备方法，与实施例1的不同之处在于，密炼机的温度为110℃，混炼的时间为4min，开炼机的辊筒温度控制在55℃，混炼时间为3min，压延机的辊筒的温度为50℃，硫化机的硫化温度为90℃，硫化时间为18min，气压为6kgf/cm2。
实施例5
一种低温硫化橡胶球的制备方法，与实施例1的不同之处在于，密炼机的温度为135℃，混炼的时间为3min，开炼机的辊筒温度控制在50℃，混炼时间为4min，压延机的辊筒的温度为65℃，硫化机的硫化温度为110℃，硫化时间为16min，气压为4kgf/cm2。
对比例5：与实施例1相比，不同的地方在于，密炼机的温度为140℃，混炼的时间为4min。
对比例6：与实施例1相比，不同的地方在于，开炼机的辊筒温度控制在65℃。
对比例7：与实施例1相比，不同的地方在于，硫化温度为160℃，气压为10kgf/cm2。
实施例1、4-5，对比例5-7所制备的橡胶球观察表面的吐霜情况，并用邵A硬度计检测球体的硬度、在1800MM高度落下，检测橡胶球的回弹高度。检测结果如表2所示。
表2.实施例1、4、5和对比例5-7的检测结果。
实施例1 实施例4 实施例5 对照例5 对照例6 对照例7
邵A硬度/HA 62 67 67 73 72 70
回弹高度/mm 1369 1362 1380 1371 1362 1310
由表2可知，对照例5和对照例6表明在橡胶成分与实施例1相同的情况下，密炼机和开炼机温度超出本发明方法的范围，将导致硫化后的球体硬度的升高，同时对照例7表明，相同组分的情况下，较高的硫化温度和硫化气压降会降低成品球体的回弹高度，即球体的弹性降低。
实施例6
一种低温硫化橡胶球的制备方法，与实施例1的不同之处在于，步骤(4)中，橡胶皮贴合到球胆表面后，继续使用贴合机在橡胶皮的外表面贴合皮革，在低温硫化条件下，使橡胶更有流动性，从而促进橡胶材料更好流动渗透进皮革底部的织物层，使橡胶皮与皮革连接牢固。
本发明中，色胶组分的用量随着球体颜色要求的不同而发生改变，以下以制作GSB国标色号中PB11孔雀蓝为例进行实施例7。
实施例7：与实施例1不同点在于，色胶的用量为4份。
对照例8：与实施例1不同点在于，硫化温度为160℃，气压为10kgf/cm2。色胶的用量为4份，制作成的橡胶球的颜色为GSB国标色号中PB06淡蓝色
对照例9：与实施例1不同点在于，硫化温度为160℃，气压为10kgf/cm2。色胶的用量为4.2份，制作成的橡胶球的颜色为GSB国标色号中PB11孔雀蓝。
由实施例7和对照组8-9可知，本实施例能够降低色胶的使用量，在相同色胶量的作用下，使得使彩色橡胶色泽更加鲜艳，低温条件下降低色胶用量5％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低温硫化橡胶球，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：
50-80份天然橡胶、20-50份丁苯橡胶、80-100份碳酸钙、30-50份白炭黑、5-10份氧化锌、1-3份硬脂酸、2-5份增粘树脂、2-5份二丁基羟基甲苯、1-3份防护蜡、1-2份MB、2-4份流动排气剂PW、5-10份白油膏、5-10份环烷油、2-4份促进剂BZ、1-2份促进剂PZ、1-2份促进剂SIP、2-4份硫磺以及若干份色胶；
低温硫化橡胶球的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取天然橡胶、丁苯橡胶、碳酸钙、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、增粘树脂、二丁基羟基甲苯、防护蜡、MB、流动排气剂PW、白油膏和环烷油，并使用密炼机混炼形成未促混炼胶，密炼机的温度为110℃-135℃，混炼的时间为4-6min；
（2）称取促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺和色胶，并在开炼机上把促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺、色胶和未促混炼胶混炼均匀形成已促胶，开炼机的辊筒温度控制在35-55℃，混炼时间为3-4min；
（3）已促胶通过压延机制成橡胶片，制得的橡胶片进行冷却定型；
（4）橡胶片冷却定型后使用刀模裁成橡胶皮，使用贴合机将橡胶皮贴合在球胆表面形成未硫化橡胶球；
（5）未硫化橡胶球使用硫化机进行硫化得到硫化橡胶球，硫化机的硫化温度为90-110℃，硫化时间为13-18min，气压为4-6kgf/cm2。
2.如权利要求1所述的低温硫化橡胶球，其特征在于，按重量份数计包括如下组分：
60份天然橡胶、40份丁苯橡胶、90份碳酸钙、40份白炭黑、5份氧化锌、2份硬脂酸、3份增粘树脂、3份二丁基羟基甲苯、2份防护蜡、1.5份MB、3份流动排气剂PW、8份白油膏、8份环烷油、3份促进剂BZ、1份促进剂PZ、1份促进剂SIP、2份硫磺以及若干份色胶。
3.如权利要求1-2任一项所述低温硫化橡胶球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）称取天然橡胶、丁苯橡胶、碳酸钙、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、增粘树脂、二丁基羟基甲苯、防护蜡、MB、流动排气剂PW、白油膏和环烷油，并使用密炼机混炼形成未促混炼胶，密炼机的温度为110℃-135℃，混炼的时间为4-6min；
（2）称取促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺和色胶，并在开炼机上把促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂SIP、硫磺、色胶和未促混炼胶混炼均匀形成已促胶，开炼机的辊筒温度控制在35-55℃，混炼时间为3-4min；
（3）已促胶通过压延机制成橡胶片，制得的橡胶片进行冷却定型；
（4）橡胶片冷却定型后使用刀模裁成橡胶皮，使用贴合机将橡胶皮贴合在球胆表面形成未硫化橡胶球；
（5）未硫化橡胶球使用硫化机进行硫化得到硫化橡胶球，硫化机的硫化温度为90-110℃，硫化时间为13-18min，气压为4-6kgf/cm2。
4.如权利要求3所述的低温硫化橡胶球的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，压延机的辊筒的温度为50-65℃，冷却定型的温度为22℃以下，冷却定型的时间为1-3h。
5.如权利要求3所述的低温硫化橡胶球的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，橡胶皮贴合到球胆表面后，继续使用贴合机在橡胶皮的外表面再贴合皮革。
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