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橡膠助劑新趨勢—-預分散母膠粒

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橡膠助劑新趨勢—-預分散母膠粒

橡膠助劑預分散上個(gè)世紀40年代就已經(jīng)有提出,至80年代才開(kāi)始有工業(yè)化生產(chǎn),90年代中期開(kāi)始大批量工業(yè)化生產(chǎn),至2003年以后才慢慢被大家所認識,當時(shí)國內僅有幾家外資工廠(chǎng),直到2008年以后國內工廠(chǎng)開(kāi)始陸續上馬并逐漸增多。

橡膠助劑預分散上個(gè)世紀40年代就已經(jīng)有提出,至80年代才開(kāi)始有工業(yè)化生產(chǎn),90年代中期開(kāi)始大批量工業(yè)化生產(chǎn),至2003年以后才慢慢被大家所認識,當時(shí)國內僅有幾家外資工廠(chǎng),直到2008年以后國內工廠(chǎng)開(kāi)始陸續上馬并逐漸增多。

一、為什么橡膠助劑預分散是發(fā)展趨勢?

橡膠助劑是為橡膠制品帶來(lái)較高附加值,能夠降低成本的化學(xué)品。但是傳統橡膠助劑不僅在使用時(shí)產(chǎn)生大量粉塵以及有毒有害氣體,給環(huán)境以及操作人員健康帶來(lái)很大危害,而且與橡膠的相容性差、難分散均勻,影響其使用效果。

二、橡膠助劑預分散定義

橡膠助劑預分散,也叫橡膠助劑母膠粒。預分散橡膠助劑是以聚合物(一般是EPDM、SBR、NBR、EVA)為載體,加橡膠助劑和軟化劑,通過(guò)特殊工藝將傳統橡膠助劑預分散到聚合物中,得到一定濃度的均勻預分散體(擠出造粒)。預分散橡膠助劑是傳統橡膠助劑的升級換代品,具有無(wú)粉塵、易分散、適合自動(dòng)稱(chēng)量和自動(dòng)連續低溫混煉、提高混煉效率、儲存穩定好等優(yōu)點(diǎn),日益受到業(yè)內重視,已在橡膠制品中大量應用。

三、橡膠助劑預分散有哪些優(yōu)勢?

1、環(huán)保。避免車(chē)間粉塵污染,保護工人健康。

2、分散性較好,均勻。

3、與膠料的相容性好,可節省混煉時(shí)間。

4、便于稱(chēng)量,適合自動(dòng)化連續徇,便于運輸與儲存。

5、加工過(guò)程中無(wú)損失,使批次之間品質(zhì)穩定。

6、發(fā)展前景好。預分散橡膠助劑母粒在我國主要應用于質(zhì)量較高的精密產(chǎn)品,如高中檔膠鞋、汽車(chē)橡膠制品以及高品質(zhì)橡膠管件等。在汽車(chē)應用領(lǐng)域,我國輪胎企業(yè)相繼引進(jìn)多條子午線(xiàn)輪胎生產(chǎn)線(xiàn),這些生產(chǎn)線(xiàn)為了提高自動(dòng)化程度都開(kāi)始使用預分散膠母粒產(chǎn)品。隨著(zhù)我國輪胎子午化率的提高,預分散膠母粒未來(lái)仍有很大的成長(cháng)空間。對現有粉體和液體助劑進(jìn)行造粒深度加工是橡膠助劑發(fā)展的必然趨勢。

四、橡膠助劑預分散主要組成

1、橡膠助劑:是預分散橡膠助劑的主體材料,其品質(zhì)直接影響預分散橡膠助劑品質(zhì),一般為40%-80%的含量。

2、載體:載體的選擇對預分散橡膠助劑母膠粒/母膠片生產(chǎn)十分重要,應注重橡膠助劑在該載體中的溶解度以及載體與橡膠的相容性。

3、添加劑:預分散橡膠助劑母膠粒/母膠片的添加劑有增塑劑、潤滑劑以及防粘劑等,這些添加劑能夠改善橡膠助劑在橡膠(載體)中的分散性、儲存穩定性、擠出外觀(guān)質(zhì)量以及防止預分散橡膠助劑之間粘連。

五、橡膠助劑預分散生產(chǎn)

1、生產(chǎn)過(guò)程

常溫下在密煉機中加入膠料進(jìn)行密煉,密煉機內溫度為65-75℃,密煉一段時(shí)間后得到基礎膠,這時(shí)加入促進(jìn)劑和輔料再進(jìn)行密煉5-10分鐘,卸料后將開(kāi)煉機輥距調至2-2.5cm對物料進(jìn)行開(kāi)煉,翻膠兩次后轉至過(guò)濾機進(jìn)行過(guò)濾,此時(shí)過(guò)濾機內溫度為50-55℃,壓力為2600-2800Pa,80-100目濾網(wǎng);過(guò)濾后將物料轉入造粒機,模頭溫度保持55-65℃,刀速120轉/分;將造粒得到的產(chǎn)品冷卻,混合一個(gè)批次量稱(chēng)量分裝、包裝便得到成品。

2、各類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)現況

硫黃是應用最廣泛的橡膠硫化劑,多數情況下硫黃是在混煉的最后工序添加。普通的硫黃粉末屬于易燃易爆危險化學(xué)品,其運輸和應用有很多不便,而且很難滿(mǎn)足橡膠混煉過(guò)程中的分散速度和分散均勻性要求;不溶性硫黃粉末雖然不屬于易燃易爆危險化學(xué)品,而且由于其在橡膠中的溶解度提高而減少了噴霜現象,但不溶性硫黃粉末畢竟屬于無(wú)機粉體材料,與親油性的橡膠基體相容性較差,導致混煉過(guò)程中粉料混入速度、分散速度及分散均勻性不理想,所以硫黃母粒是目前橡膠助劑母粒中最有應用潛力的品種。

氧化鋅作為硫化活性劑在橡膠工業(yè)中應用廣泛,其中納米氧化鋅由于用量小而得到關(guān)注。氧化鋅作為一種超細無(wú)機極性粉體,比硫黃更難以快速和均勻分散在親油性的橡膠基體中,而且其用量通常為3~5份,所以預分散氧化鋅母粒也是橡膠工業(yè)有潛力的原材料之一。

橡膠促進(jìn)劑大多為小分子的有機物,相對于硫黃和氧化鋅來(lái)說(shuō),與基質(zhì)橡膠的相容性更好,但由于其用量小并且其在橡膠中的分散均勻性對制品性能影響很大,而且多數情況下促進(jìn)劑是在混煉后期在開(kāi)煉機上與硫黃一起加入,所以制備預分散促進(jìn)劑母粒也很有意義,尤其是輪胎工業(yè)常用促進(jìn)劑TBBS,CBS和DM 等的母粒產(chǎn)品的應用前景很廣闊。

相對于硫化體系中的硫黃、氧化鋅、橡膠促進(jìn)劑等而言,防老劑母粒的應用顯得不那么迫切,這是因為目前的主流品種防老劑IPPD、6PPD、RD等產(chǎn)品比較容易混入并均勻分散在基質(zhì)橡膠中,而且防老劑可以在混煉前期加入,從而保證了足夠的分散時(shí)間。當然對于高質(zhì)量的橡膠制品,預分散防老劑母粒還是很有必要選用的。目前各助劑生產(chǎn)廠(chǎng)家為了減少粉塵污染并提高計量效率和準確性,采取了粉體造粒成棒狀小顆粒技術(shù),這種劑型的產(chǎn)品勢必會(huì )受到橡膠制品企業(yè)的歡迎。

適合生產(chǎn)橡膠助劑母粒的配合劑主要是用量較小而對橡膠制品性能影響較大的硫化體系配合劑,當然對于防老劑和某些特殊功能助劑,如果這些助劑在基質(zhì)橡膠中的分散均勻性對制品性能影響至關(guān)重要的話(huà),制備助劑母粒就很有必要。目前國內預分散橡膠助劑生產(chǎn)廠(chǎng)家如雨后春筍般涌現,其中寧波硫華、珠??泼裙旧a(chǎn)漸有規模,品種較全,生產(chǎn)時(shí)間經(jīng)驗與品質(zhì)控制較好。

六、主要檢測指標

1、外觀(guān)。成品外觀(guān)要求與標準樣品無(wú)明顯差異,顆粒長(cháng)度在4~8 mm之間,粒子之間無(wú)三連粒、基本無(wú)碎片、無(wú)異物和雜質(zhì),不存在未分散的團粒和膠體。

2、硫含量。預分散橡膠助劑硫含量主要表征產(chǎn)品中活性組分的含量,該項指標只有部分產(chǎn)品需要定。

3、密度。預分散橡膠助劑密度與原材料性質(zhì)、加工過(guò)程中的分散情況以及防粘劑含量等有一定的關(guān)系。

4、門(mén)尼粘度。預分散橡膠助劑的門(mén)尼粘度表征其儲存、運輸以及加工等性能等。

5、分散性。橡膠助劑在預分散橡膠助劑中的分散性直接影響橡膠制品的穩定性,其結團對制能響較大,所以考察預分散橡膠助劑的分散性十分有必要。

七、應用領(lǐng)域

主要應用于輪胎、鞋材、橡膠制品、電線(xiàn)電纜等領(lǐng)域。

八、結束語(yǔ)

綜上所述,預分散預混合橡膠助劑產(chǎn)品是一類(lèi)應用前景非常廣闊的新型橡膠原材料產(chǎn)品,對于提高橡膠制品性能和產(chǎn)品質(zhì)量穩定性、節能減排和減少環(huán)境污染等都有非常重要的意義。預分散助劑母粒產(chǎn)品不僅改善了助劑在基質(zhì)橡膠中的混入速度、分散速度和分散均勻性。而且便于稱(chēng)量和減少污染,達到節能減排和提高橡膠制品產(chǎn)量和質(zhì)量的目的;預混合助劑產(chǎn)品不僅可以減少環(huán)境污染和便于準確稱(chēng)量,而且由于進(jìn)行了表面處理進(jìn)一步提高了橡膠助劑的分散速度和分散均勻性;預分散助劑母膠主要針對難以分散在基質(zhì)橡膠,電唐g助劑品種進(jìn)行表面預處理和母膠復合技術(shù)制備的一類(lèi)產(chǎn)品,該產(chǎn)品應用于橡膠制品配合中,不僅有效改善了橡膠助劑的分散均勻性,而且對于降低混煉能耗和提高橡膠制品性能和質(zhì)量很有意義。

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