本發明涉及橡膠促進劑及其制備技術領域,具體是一種橡膠促進劑ETU預分散母膠粒及其制備方法。
背景技術:
ETU,即N,N-亞乙基硫脲,是一種白色粉末,相對密度1.42~1.43,溶于乙醇、甲醇、乙二醇和吡啶,微溶于水,不溶于丙酮、甲苯和汽油,味苦,具有中等毒性,經常接觸可致癌,熔點190~204 ℃,可燃,其粉塵與空氣形成的混合物易爆炸。ETU可用作氯丁橡膠、CSM橡膠、CPE橡膠等各種橡膠的促進劑,提高硫化膠的耐老化性能和力學性能。ETU可使氯丁橡膠快速硫化而焦燒安全,對于其它二烯類橡膠的低硫或無硫硫化可用作活化劑和副促進劑。
在橡膠混煉過程中,若直接添加ETU,不可避免產品粉塵污染的問題,操作工吸入ETU粉塵后嘴中會出現苦味,具有一定的毒性,影響身體健康;此外,ETU在室溫下易結塊、粘團,在橡膠制品中還存在分散不均勻的問題,影響橡膠制品的外觀和性能。
技術實現要素:
本發明所要解決的技術問題是:針對現有技術的不足,提供一種橡膠促進劑ETU預分散母膠粒及其制備方法,該橡膠促進劑ETU預分散母膠粒便于保存、運輸和稱量,可保證ETU的原有活性,并解決ETU直接投放至橡膠中混煉存在的易團聚、分散不均勻的問題,同時可解決ETU粉塵污染問題,避免操作工因吸入ETU粉塵而導致的健康問題;且該母膠粒帶有顏色,方便物料標識和管理,避免操作工在后續橡膠制品混煉加料時的誤投料,并且色母粒的使用,不影響后續制備的橡膠制品的顏色。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:橡膠促進劑ETU預分散母膠粒,按重量份數計,該母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲72~82份,橡膠載體8~16份,EVA樹脂2~4份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯1~3份,飽和脂肪酸鋅2~4份,環烷油1~8份,色母粒1~3份。
優選地,所述的橡膠載體為三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯橡膠、丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠和氯醇橡膠中的一種或兩種。
優選地,所述的橡膠載體為三元乙丙橡膠和乙烯-醋酸乙烯酯橡膠,三元乙丙橡膠和乙烯-醋酸乙烯酯橡膠的重量比為(1~3):(1~2)。
優選地,所述的乙烯-醋酸乙烯酯橡膠中醋酸乙烯酯的重量百分含量為45~75 %。
優選地,所述的乙烯-醋酸乙烯酯橡膠中醋酸乙烯酯的重量百分含量為48~58 %。
優選地,該母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲80份,三元乙丙橡膠5份,乙烯-醋酸乙烯酯橡膠5份,EVA樹脂3份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯2份,飽和脂肪酸鋅2份,環烷油2份,色母粒1份;或者,該母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲75份,三元乙丙橡膠8份,乙烯-醋酸乙烯酯橡膠5份,EVA樹脂2份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯1份,飽和脂肪酸鋅3份,環烷油4份,色母粒2份;或者,該母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲75份,丁腈橡膠7份,EVA樹脂3份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯3份,飽和脂肪酸鋅4份,環烷油5份,色母粒3份。
上述橡膠促進劑ETU預分散母膠粒的制備方法,包括以下步驟:
1)按照配比準確稱取制備母膠粒所需各原料;
2)向密煉機中投入橡膠載體和EVA樹脂,在溫度為75~80 ℃、轉速為50~55 r/min的條件下混煉5~10 min;
3)向密煉機中投入環氧乙酰蓖麻油酸甲酯和飽和脂肪酸鋅,在溫度為75~80 ℃、轉速為50~55 r/min的條件下繼續混煉3~7 min;
4)向密煉機中投入N,N-亞乙基硫脲、環烷油和色母粒,在溫度為58~68 ℃、轉速為48~52 r/min的條件下混煉1~6 min,得到膠料;
5)將得到的膠料喂料至擠出機,在料筒溫度為20~50 ℃、螺桿轉速為15~35 r/min的條件下擠出、造粒,即得到橡膠促進劑ETU預分散母膠粒。
優選地,步驟5)中,將得到的膠料喂料至擠出機,經100目的濾網過濾后擠出切粒,即得到橡膠促進劑ETU預分散母膠粒。母膠粒造粒的同時經100目的濾網進行過濾,可確保最終得到的母膠粒中不含有灰塵和雜質,在后續制造橡膠擠出制品時不會產生堵塞濾網現象,以降低廢品率,提高生產效率。
與現有技術相比,本發明的優點在于:(1)本發明通過將N,N-亞乙基硫脲以一定配比添加到橡膠載體中,同時添加一定量的EVA樹脂、環氧乙酰蓖麻油酸甲酯、飽和脂肪酸鋅、環烷油和色母粒,制備得到橡膠促進劑ETU預分散母膠粒,可保證ETU的原有活性,其在50 ℃溫度下具有較低的門尼粘度,50 ℃的門尼粘度ML(1+4)在50左右,可改善ETU在橡膠膠料中的分散質量,解決ETU直接投放至橡膠中混煉存在的易團聚、分散不均勻的問題,同時可解決ETU粉塵污染問題,避免操作工因吸入ETU粉塵而導致的健康問題;(2)本發明橡膠促進劑ETU預分散母膠粒的配料中含有色母粒,實際生產中可根據需要選擇不同顏色的色母粒,賦予最終制備得到的母膠粒特定顏色,方便物料標識和管理,避免操作工在后續橡膠制品混煉加料時的誤投料,并且色母粒的使用,不影響后續制備的橡膠制品的顏色;(3)本發明橡膠促進劑ETU預分散母膠粒室溫下不結塊,便于保存、運輸和稱量,且不影響ETU作為促進劑的功能的發揮,確保橡膠制品的外觀和品質;(4)本發明橡膠促進劑ETU預分散母膠粒的制備方法簡便、可操作性強,首先在密煉機中對原料進行低溫混煉,再將膠料在擠出機中擠出造粒,且在擠出造粒的同時嚴格控制料筒溫度和螺桿轉速,并進一步地在擠出造粒過程中采用100目的過濾網對膠料進行過濾,確保擠出造粒時雜質和灰塵被過濾掉,使最終制備得到的橡膠促進劑ETU預分散母膠粒組份均勻,后續應用中可提高橡膠制品的品質,提高其成品率。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例一的橡膠促進劑ETU預分散母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲80份,三元乙丙橡膠5份,乙烯-醋酸乙烯酯橡膠5份,EVA樹脂3份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯2份,飽和脂肪酸鋅2份,環烷油2份,色母粒1份,該母膠粒的制備方法,包括以下步驟:
1)按照配比準確稱取制備母膠粒所需各原料;
2)向密煉機中投入三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯橡膠和EVA樹脂,在溫度為80 ℃、轉速為55 r/min的條件下混煉8 min;
3)向密煉機中投入環氧乙酰蓖麻油酸甲酯和飽和脂肪酸鋅,在溫度為80 ℃、轉速為55 r/min的條件下繼續混煉5 min;
4)向密煉機中投入N,N-亞乙基硫脲、環烷油和色母粒,在溫度為65 ℃、轉速為50 r/min的條件下混煉5 min,得到膠料;
5)將得到的膠料喂料至擠出機,在料筒溫度為30 ℃、螺桿轉速為25 r/min的條件下擠出并經100目的濾網過濾后擠出切粒,即得到橡膠促進劑ETU預分散母膠粒ETU-80GE F140。該橡膠促進劑ETU預分散母膠粒ETU-80GE F140為白色顆粒,20 ℃的密度為1.15 g/cm3,50 ℃的門尼粘度ML(1+4)為50.0。
實施例二的橡膠促進劑ETU預分散母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲75份,三元乙丙橡膠8份,乙烯-醋酸乙烯酯橡膠5份,EVA樹脂2份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯1份,飽和脂肪酸鋅3份,環烷油4份,色母粒2份,該母膠粒的制備方法,包括以下步驟:
1)按照配比準確稱取制備母膠粒所需各原料;
2)向密煉機中投入三元乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯橡膠和EVA樹脂,在溫度為78 ℃、轉速為50 r/min的條件下混煉6 min;
3)向密煉機中投入環氧乙酰蓖麻油酸甲酯和飽和脂肪酸鋅,在溫度為78 ℃、轉速為50 r/min的條件下繼續混煉5 min;
4)向密煉機中投入N,N-亞乙基硫脲、環烷油和色母粒,在溫度為60 ℃、轉速為48 r/min的條件下混煉3 min,得到膠料;
5)將得到的膠料喂料至擠出機,在料筒溫度為36 ℃、螺桿轉速為30 r/min的條件下擠出并經100目的濾網過濾后擠出切粒,即得到橡膠促進劑ETU預分散母膠粒ETU-75GE F140。該橡膠促進劑ETU預分散母膠粒ETU-75GE F140為白色顆粒,20 ℃的密度為1.12 g/cm3,50 ℃的門尼粘度ML(1+4)為50.3。
實施例三的橡膠促進劑ETU預分散母膠粒的組成為:N,N-亞乙基硫脲75份,丁腈橡膠7份,EVA樹脂3份,環氧乙酰蓖麻油酸甲酯3份,飽和脂肪酸鋅4份,環烷油5份,色母粒3份,該母膠粒的制備方法,包括以下步驟:
1)按照配比準確稱取制備母膠粒所需各原料;
2)向密煉機中投入丁腈橡膠和EVA樹脂,在溫度為75 ℃、轉速為52 r/min的條件下混煉9 min;
3)向密煉機中投入環氧乙酰蓖麻油酸甲酯和飽和脂肪酸鋅,在溫度為75 ℃、轉速為52 r/min的條件下繼續混煉4 min;
4)向密煉機中投入N,N-亞乙基硫脲、環烷油和色母粒,在溫度為62 ℃、轉速為51 r/min的條件下混煉6 min,得到膠料;
5)將得到的膠料喂料至擠出機,在料筒溫度為20 ℃、螺桿轉速為35 r/min的條件下擠出并經100目的濾網過濾后擠出切粒,即得到橡膠促進劑ETU預分散母膠粒ETU-75GN F140。該橡膠促進劑ETU預分散母膠粒ETU-75GN F140為白色顆粒,20 ℃的密度為1.18 g/cm3,50 ℃的門尼粘度ML(1+4)為49.9。