含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠及其加工工藝。本發明涉及氯化聚乙烯橡膠混煉膠的新型硫化體系以及此類混煉膠的加工工藝。體系組成及各組分質量分數為：氯化聚乙烯100份，輕質氧化鎂8-20份，氫氧化鈣3-9份，甲基錫0-2份，脫模劑0-5份，補強填充劑20-200份，增塑劑10-100份，硫化交聯體系2-6份。工藝過程涉及混煉溫度和加料順序，保證得到混煉均勻且適于加工制品的混煉膠。本發明與傳統產品相比，硫化速度快，硫化膠機械性能好；與國外同等效果產品相比成本較低。
【專利說明】含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠及其加工工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于橡膠加工領域，所涉及的是氯化聚乙烯橡膠混煉膠的配方及加工工藝。
【背景技術】
[0002]氯化聚乙烯樹脂是一種新型的合成材料，具有一系列優異性能。它是綜合性能良好的合成橡膠，有著極為廣泛的應用領域，已廣泛用于電纜、電線、膠管、膠布、橡塑制品、密封材料、阻燃運輸帶、防水卷材、薄膜和各種異型材等制品。氯化聚乙烯可看作是乙烯、聚乙烯和1，2—二氯乙烯的無規共聚物，它分子鏈飽和，極性氯原子無規分布，因為具有優異的物理性能和化學性能，廣泛應用于機械、電力、化工、建材和礦山工業。氯化聚乙烯橡膠耐熱性、耐臭氧和耐候、耐老化優于多數橡膠，耐油性優于丁腈橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)，耐老化優于氯磺化氯乙烯(CSM);耐酸、堿、鹽等腐蝕性質、無毒、難燃、無爆炸危險。
[0003]到目前為止，國內外對氯化聚乙烯橡膠的硫化做了大量研究。現在國內主要有兩種硫化體系過氧化物硫化體系和硫脲硫化體系。過氧化物硫化CPE橡膠時容易產生氣泡和很大的氣味，不能無模硫化，硫化膠的機械性能不好；硫脲硫化體系的硫化速度較慢，硫化膠的耐熱性能不好，橡膠加工行業特別希望找到一種硫化性能優良抗焦燒性能良好的硫化劑。國外很早就研發出了噻二唑衍生物硫化體系，兼有過氧化物硫化體系和硫脲硫化體系的優點，但其體系化學成分不公開，且價格昂貴，國內甚少推廣。煙臺恒鑫化工科技有限公司自主研發生產的類似產品噻二唑衍生物硫化體系可以達到相同的效果，硫化速度快，硫化膠機械性能優異，硫化溫度范圍寬，可無模硫化，完全可以替代國外產品，且成本相對較低。以此為基礎的氯化聚乙烯橡膠混煉膠并未推廣。
[0004]天津鵬翎膠管股份有限公司的專利CNlO 1463168 A介紹了以噻唑類衍生物為硫化劑的氯化聚乙烯膠管配方，所涉及硫化體系來自德國的硫化劑TDD和硫化促進劑NC，應用對象為膠管，所涉及配方成本較高，應用對象單一。
[0005]無錫市遠登電纜有限公司的專利CN1002617944 A介紹了一種制造風能電纜氯化聚乙烯橡膠及其制備方法，其配方涉及硫化體系為過氧化物硫化體系，且主要針對風能電纜設計，所含穩定劑三鹽基硫酸鉛為國內禁用助劑，于人體有害。
[0006]衡水新陸交通器材有限公司的專利CN102585390 A介紹了一種氯化聚乙烯橡膠止水帶的配方和制備工藝，其配方涉及硫化體系是過氧化物硫化體系，且所用穩定劑為鉛鹽類對人體健康有害的產品。
[0007]聶軍、王聲媛等人于2005年6月在特種橡膠制品雜志上發表的《CM噻二唑硫化體系的研究》中研究說明了噻二唑硫化體系用量配比對氯化聚乙烯橡膠機械性能的影響，得到了硫化劑和促進劑的最佳用量，但所涉及硫化劑和硫化促進劑是德國產品TDD和NC，與本發明涉及硫化體系不同，且成本較高 。
[0008]經檢索，國內外未見有以國產噻二唑衍生物體系為硫化體系生產氯化聚乙烯混煉膠的報告和研究。
【發明內容】
[0009]針對現在常用氯化聚乙烯混煉膠的弊端和不足，本發明的目的是提供一種以國產噻二唑衍生物為硫化劑的氯化聚乙烯混煉膠，硫化時間短，硫化膠性能優良，成本較國外同等水平混煉膠要低。
[0010]本發明為實現發明目的采用的技術方案是，含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方，所述的混煉膠是以橡膠型氯化聚乙烯為基料，通過特定的混煉工藝生產的，關鍵是所述配方為:
氯化聚乙烯100
輕質氧化鎂8-20
氫氧化鈣3-9
甲基錫0-2
脫模劑0-5
補強填充體系20-200
增塑劑10-100
硫化交聯體系2-6
本發明還涉及氯化聚乙烯混煉膠的加工工藝，關鍵是所述加工工藝可以是開煉機共混或密煉機共混:` (I)開煉機共混工藝:首先在開煉`機上加入氯化聚乙烯橡膠粉末，控制開煉機溫度在60-100°C之間，加入增塑劑、輕質氧化鎂、氫氧化鈣以及甲基錫，然后將補強填充體系加入，再加入脫模劑和國產噻二唑衍生物硫化劑，吃料完成后，調小輥距，薄通數次，出片冷卻，將促進劑在50°C以下加入到混煉膠片中，吃料完成后，薄通數次，出片冷卻。前期混煉過程可以在密煉機中進行。
[0011](2)密煉機共混工藝:先加入氯化聚乙烯粉末，控制密煉機溫度，在100-140°c進行混煉，物料成團后加入除促進劑以外的輔料，當扭矩平衡后，視實際情況出料，物料在開煉機上出片冷卻，溫度在40-80°C時加入促進劑，混煉均勻，薄通5-10次，出片冷卻，包裝。
[0012]上述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述混煉膠基料氯化聚乙烯橡膠是氯含量為25%-45%的飽和氯化聚乙烯橡膠。
[0013]上述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述補強填充體系是炭黑(槽法炭黑除外)、輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、滑石粉、云母粉以及白炭黑中的一種，或是以上兩種或者兩種以上補強劑共用。
[0014]上述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠的補強填充體系:所述補強填充體系為白炭黑時，應配以其用量8%-15%的調節劑，調節劑要求是三乙醇胺、二甘醇、聚乙二醇4000中的一種或兩種或三種。
[0015]上述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述增塑劑是檸檬酸三正丁酯、己二酸二辛酯(D0A)、癸二酸二辛酯(DOS)、癸二酸二丁酯(DBS)、鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、壬二酸二辛酯(D0Z)、芳烴油(堿性)中的一種，或是以上兩種或者兩種以上增塑劑共用。
[0016]上述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述補強填充體系、增塑劑的用量可按制品性能要求進行調節，使混煉膠可以用于不同性能要求的產品。
[0017]上述氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述穩定劑為甲基錫。
[0018]上述氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述脫模劑是模得利935P，在模壓制品中應用。
[0019]上述氯化聚乙烯混煉膠配方中:所述硫化體系，是國產噻二唑衍生物硫化劑和促進劑，是煙臺恒鑫化工科技有限公司的產品，要求用量分別在1.5-4份之間和0.5-1.5份之間。
[0020]上述氯化聚乙烯混煉膠的加工工藝中:所述控制開煉機溫度在60-100°C之間，其最佳溫度為80-90°C之間。
[0021]上述氯化聚乙烯混煉膠的加工工藝中:所述密煉機混煉溫度在100_140°C之間，其最佳溫度為110-130°C之間。
[0022]本發明所得混煉膠可制得性能優良的硫化制品，根據補強填充以及增塑劑用量的不同，硫化制品的拉伸強度可達到7-20MPa，扯斷伸長率在300%-800%之間。由于硫化體系用量較少，與過氧化物硫化體系成本相近，硫化膠性能更優，硫化時間更短。本發明所得混煉膠，硫化溫度范圍寬，可無模硫化，可以適應多種硫化工藝，適用于電線電纜、膠管、密封制品、運輸帶等多類產品的制造，也可推動橡膠型氯化聚乙烯的發展。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]實施例1
按配方
氯化聚乙烯100
輕質氧化鎂12
氫氧化鈣5
甲基錫0.5
脫模劑3
炭黑60
輕質碳酸鈣30
增塑劑25
國產噻二唑衍生物硫化劑2.5 促進劑I
準備各種原材料，在密煉機溫度為110°C左右時加入氯化聚乙烯、甲基錫、氧化鎂及氫氧化鈣，混煉均勻后將補強填充體系以及增塑劑加入，然后加入脫模劑和硫化劑，共混至扭矩平衡，出料，在開煉機上薄通5次，下片冷卻，溫度降至50°C以下時在開煉機上加入促進劑，完全吃料后，薄通5次，下片，得到所需混煉膠。
[0025]實施例2 按配方
氯化聚乙烯100
輕質氧化鎂10
氫氧化鈣7甲基錫0.5
脫模劑3
炭黑50
輕質碳酸鈣60
增塑劑40
國產噻二唑衍生物硫化劑2.5 促進劑0.8 準備各種原材料，在開煉機溫度為80°C左右時加入氯化聚乙烯，成片包輥后加入甲基錫、氧化鎂及氫氧化鈣，混煉均勻后將炭補強填充體系以及增塑劑加入，然后加入脫模劑和硫化劑，充分吃料后薄通5次，下片冷卻，溫度降至50°C以下時在開煉機上加入促進劑，完全吃料后，薄通8次，下片，得到所需混煉膠。
[0026]實施例3 按配方
氯化聚乙烯100
輕質氧化鎂10
氫氧化鈣6
甲基錫0.5
脫模劑3
炭黑40
輕質碳酸鈣80
增塑劑58
國產噻二唑衍生物硫化劑3 促進劑I
準備各種原材料，在密煉機溫度為120°C左右時加入氯化聚乙烯、甲基錫、氧化鎂及氫氧化鈣，混煉均勻后將補強填充體系以及增塑劑加入，然后加入脫模劑和硫化劑，共混至扭矩平衡，出料，在開煉機上薄通5次，下片冷卻，溫度降至50°C以下時在開煉機上加入促進劑，完全吃料后，薄通8次，下片，得到所需混煉膠。
[0027]實施例4 按配方
氯化聚乙烯100
輕質氧化鎂12
氫氧化鈣6
甲基錫0.5
脫模劑3
炭黑20
輕質碳酸鈣32
增塑劑25
國產噻二唑衍生物硫化劑 3 促進劑1.2準備各種原材料，在開煉機溫度為85°C左右時加入氯化聚乙烯，成片包輥后加入甲基錫、氧化鎂及氫氧化鈣，混煉均勻后將補強填充體系以及增塑劑加入，然后加入硫化劑，充分吃料后薄通8次，下片冷卻，溫度降至50°C以下時在開煉機上加入促進劑，完全吃料后，薄通8次，下片，得到所需混煉膠。
[0028]通過調節配方中補強填充體系、增塑劑的用量，可以制得適用于多種產品的混煉膠，應用于電線電纜、密封件、傳輸帶、膠管等制品，制品生產過程中硫化時間短，所得制品機械性能優良，耐老化、耐候、阻燃等性能優異，一定程度上可以推動氯化聚乙烯橡膠市場的應用推廣，降低部分橡 膠制品的成本。
【權利要求】
1.含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠，所述混煉膠是以橡膠型氯化聚乙烯為基料，通過特定的混煉工藝制得的，其特征在于:所述混煉膠配方為:氯化聚乙烯橡膠100份，輕質氧化鎂8-20份，氫氧化韓3-9份，甲基錫0_2份，脫模劑0_5份，補強填充劑20-200份，增塑劑10-100份，硫化交聯體系2-6份。
2.根據權利要求1所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方，其特征在于:所述混煉膠基料氯化聚乙烯橡膠是氯含量為25%-45%的飽和氯化聚乙烯橡膠。
3.根據權利要求1所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方，其特征在于:所述補強填充體系是炭黑(槽法炭黑除外)、輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、滑石粉、云母粉以及白炭黑中的一種，或是以上兩種或者兩種以上補強劑共用。
4.根據權利要求3所述混煉膠的補強填充體系，其特征在于:使用白炭黑時，應配以其用量8%-15%的調節劑，調節劑要求是三乙醇胺、二甘醇、聚乙二醇4000中的一種或兩種或二種。
5.權利要求1所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方，其特征在于:所述增塑劑是檸檬酸三正丁酯、己二酸二辛酯(DOA)、癸二酸二辛酯(DOS)、癸二酸二丁酯(DBS)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、壬二酸二辛酯(DOZ)、芳烴油(堿性)中的一種，或是以上兩種或者兩種以上增塑劑共用。
6.權利要求1所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠配方，其特征在于:所述硫化體系是國產噻二唑衍生物硫化劑和促進劑，是煙臺恒鑫化工科技有限公司的產品，要求用量分別在1.5-4份之間和0.5-1.5份之間。
7.權利要求1所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠，其特征在于:混煉膠的制備工藝是開煉機共混或 者密煉機共混。
8.權利要求6所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠的開煉機共混工藝，其特征在于:首先在開煉機上加入氯化聚乙烯粉末，控制開煉機溫度在60-100°C之間，待氯化聚乙烯橡膠成透明膠體，加入增塑劑、輕質氧化鎂、氫氧化鈣以及甲基錫，然后將補強填充體系加入，再加入脫模劑和國產噻二唑衍生物硫化劑，吃料完成后，調小輥距，薄通5-10次，出片冷卻，將促進劑在40-80°C下加入到混煉膠片中，吃料完成后，薄通5-10次，出片冷卻，包裝。
9.權利要求6所述含新型硫化體系的氯化聚乙烯混煉膠的密煉機煉機共混工藝，其特征在于:先加入氯化聚乙烯粉末，控制密煉機溫度，在100-140°C進行混煉，物料成團后加入除促進劑以外的輔料，當扭矩平衡后，視實際情況出料，物料在開煉機上出片冷卻，溫度在40-80°C時加入促進劑，混煉均勻，薄通5-10次，出片冷卻，包裝。
【文檔編號】C08K5/46GK103613868SQ201310189997
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年5月22日 優先權日:2013年5月22日
【發明者】張玉 申請人:煙臺恒鑫化工科技有限公司