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橡胶助剂新趋势----预分散母胶粒

预分散母胶粒 2017-09-06 15:34:301

[导读]橡胶助剂预分散上个世纪40年代就已经有提出,至80年代才开始有工业化生产,90年代中期开始大批量工业化生产,至2003年以后才慢慢被大家所认识,当时国内仅有几家外资工厂,直到2008年以后国内工厂开始陆续上马并逐渐增多。


橡胶助剂预分散上个世纪40年代就已经有提出,至80年代才开始有工业化生产,90年代中期开始大批量工业化生产,至2003年以后才慢慢被大家所认识,当时国内仅有几家外资工厂,直到2008年以后国内工厂开始陆续上马并逐渐增多。


一、为什么橡胶助剂预分散是发展趋势?


橡胶助剂是为橡胶制品带来较高附加值,能够降低成本的化学品。但是传统橡胶助剂不仅在使用时产生大量粉尘以及有毒有害气体,给环境以及操作人员健康带来很大危害,而且与橡胶的相容性差、难分散均匀,影响其使用效果。


二、橡胶助剂预分散定义


橡胶助剂预分散,也叫橡胶助剂母胶粒。预分散橡胶助剂是以聚合物(一般是EPDMSBRNBREVA)为载体,加橡胶助剂和软化剂,通过特殊工艺将传统橡胶助剂预分散到聚合物中,得到一定浓度的均匀预分散体(挤出造粒)。预分散橡胶助剂是传统橡胶助剂的升级换代品,具有无粉尘、易分散、适合自动称量和自动连续低温混炼、提高混炼效率、储存稳定好等优点,日益受到业内重视,已在橡胶制品中大量应用。


三、橡胶助剂预分散有哪些优势?


1、环保。避免车间粉尘污染,保护工人健康。


2、分散性较好,均匀。


3、与胶料的相容性好,可节省混炼时间。


4、便于称量,适合自动化连续徇,便于运输与储存。


5、加工过程中无损失,使批次之间品质稳定。


6、发展前景好。预分散橡胶助剂母粒在我国主要应用于质量较高的精密产品,如高中档胶鞋、汽车橡胶制品以及高品质橡胶管件等。在汽车应用领域,我国轮胎企业相继引进多条子午线轮胎生产线,这些生产线为了提高自动化程度都开始使用预分散胶母粒产品。随着我国轮胎子午化率的提高,预分散胶母粒未来仍有很大的成长空间。对现有粉体和液体助剂进行造粒深度加工是橡胶助剂发展的必然趋势。


四、橡胶助剂预分散主要组成


1、橡胶助剂:是预分散橡胶助剂的主体材料,其品质直接影响预分散橡胶助剂品质,一般为40%-80%的含量。


2、载体:载体的选择对预分散橡胶助剂母胶粒/母胶片生产十分重要,应注重橡胶助剂在该载体中的溶解度以及载体与橡胶的相容性。


3、添加剂:预分散橡胶助剂母胶粒/母胶片的添加剂有增塑剂、润滑剂以及防粘剂等,这些添加剂能够改善橡胶助剂在橡胶(载体)中的分散性、储存稳定性、挤出外观质量以及防止预分散橡胶助剂之间粘连。


五、橡胶助剂预分散生产


1、生产过程


常温下在密炼机中加入胶料进行密炼,密炼机内温度为65-75℃,密炼一段时间后得到基础胶,这时加入促进剂和辅料再进行密炼5-10分钟,卸料后将开炼机辊距调至2-2.5cm对物料进行开炼,翻胶两次后转至过滤机进行过滤,此时过滤机内温度为50-55℃,压力为2600-2800Pa80-100目滤网;过滤后将物料转入造粒机,模头温度保持55-65℃,刀速120/分;将造粒得到的产品冷却,混合一个批次量称量分装、包装便得到成品。


2、各类产品生产现况


硫黄是应用最广泛的橡胶硫化剂,多数情况下硫黄是在混炼的最后工序添加。普通的硫黄粉末属于易燃易爆危险化学品,其运输和应用有很多不便,而且很难满足橡胶混炼过程中的分散速度和分散均匀性要求;不溶性硫黄粉末虽然不属于易燃易爆危险化学品,而且由于其在橡胶中的溶解度提高而减少了喷霜现象,但不溶性硫黄粉末毕竟属于无机粉体材料,与亲油性的橡胶基体相容性较差,导致混炼过程中粉料混入速度、分散速度及分散均匀性不理想,所以硫黄母粒是目前橡胶助剂母粒中最有应用潜力的品种。


氧化锌作为硫化活性剂在橡胶工业中应用广泛,其中纳米氧化锌由于用量小而得到关注。氧化锌作为一种超细无机极性粉体,比硫黄更难以快速和均匀分散在亲油性的橡胶基体中,而且其用量通常为3~5份,所以预分散氧化锌母粒也是橡胶工业有潜力的原材料之一。


橡胶促进剂大多为小分子的有机物,相对于硫黄和氧化锌来说,与基质橡胶的相容性更好,但由于其用量小并且其在橡胶中的分散均匀性对制品性能影响很大,而且多数情况下促进剂是在混炼后期在开炼机上与硫黄一起加入,所以制备预分散促进剂母粒也很有意义,尤其是轮胎工业常用促进剂TBBSCBSDM 等的母粒产品的应用前景很广阔。


相对于硫化体系中的硫黄、氧化锌、橡胶促进剂等而言,防老剂母粒的应用显得不那么迫切,这是因为目前的主流品种防老剂IPPD6PPDRD等产品比较容易混入并均匀分散在基质橡胶中,而且防老剂可以在混炼前期加入,从而保证了足够的分散时间。当然对于高质量的橡胶制品,预分散防老剂母粒还是很有必要选用的。目前各助剂生产厂家为了减少粉尘污染并提高计量效率和准确性,采取了粉体造粒成棒状小颗粒技术,这种剂型的产品势必会受到橡胶制品企业的欢迎。


适合生产橡胶助剂母粒的配合剂主要是用量较小而对橡胶制品性能影响较大的硫化体系配合剂,当然对于防老剂和某些特殊功能助剂,如果这些助剂在基质橡胶中的分散均匀性对制品性能影响至关重要的话,制备助剂母粒就很有必要。目前国内预分散橡胶助剂生产厂家如雨后春笋般涌现,其中宁波硫华、珠海科茂等公司生产渐有规模,品种较全,生产时间经验与品质控制较好。


六、主要检测指标


1、外观。成品外观要求与标准样品无明显差异,颗粒长度在4~8 mm之间,粒子之间无三连粒、基本无碎片、无异物和杂质,不存在未分散的团粒和胶体。


2、硫含量。预分散橡胶助剂硫含量主要表征产品中活性组分的含量,该项指标只有部分产品需要定。


3、密度。预分散橡胶助剂密度与原材料性质、加工过程中的分散情况以及防粘剂含量等有一定的关系。


4、门尼粘度。预分散橡胶助剂的门尼粘度表征其储存、运输以及加工等性能等。


5、分散性。橡胶助剂在预分散橡胶助剂中的分散性直接影响橡胶制品的稳定性,其结团对制能响较大,所以考察预分散橡胶助剂的分散性十分有必要。


七、应用领域


主要应用于轮胎、鞋材、橡胶制品、电线电缆等领域。


八、结束语


综上所述,预分散预混合橡胶助剂产品是一类应用前景非常广阔的新型橡胶原材料产品,对于提高橡胶制品性能和产品质量稳定性、节能减排和减少环境污染等都有非常重要的意义。预分散助剂母粒产品不仅改善了助剂在基质橡胶中的混入速度、分散速度和分散均匀性。而且便于称量和减少污染,达到节能减排和提高橡胶制品产量和质量的目的;预混合助剂产品不仅可以减少环境污染和便于准确称量,而且由于进行了表面处理进一步提高了橡胶助剂的分散速度和分散均匀性;预分散助剂母胶主要针对难以分散在基质橡胶,电唐g助剂品种进行表面预处理和母胶复合技术制备的一类产品,该产品应用于橡胶制品配合中,不仅有效改善了橡胶助剂的分散均匀性,而且对于降低混炼能耗和提高橡胶制品性能和质量很有意义。

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