含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶及其加工工艺的制作方法
【专利摘要】含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶及其加工工艺。本发明涉及氯化聚乙烯橡胶混炼胶的新型硫化体系以及此类混炼胶的加工工艺。体系组成及各组分质量分数为：氯化聚乙烯100份，轻质氧化镁8-20份，氢氧化钙3-9份，甲基锡0-2份，脱模剂0-5份，补强填充剂20-200份，增塑剂10-100份，硫化交联体系2-6份。工艺过程涉及混炼温度和加料顺序，保证得到混炼均匀且适于加工制品的混炼胶。本发明与传统产品相比，硫化速度快，硫化胶机械性能好；与国外同等效果产品相比成本较低。
【专利说明】含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶及其加工工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于橡胶加工领域，所涉及的是氯化聚乙烯橡胶混炼胶的配方及加工工艺。
【背景技术】
[0002]氯化聚乙烯树脂是一种新型的合成材料，具有一系列优异性能。它是综合性能良好的合成橡胶，有着极为广泛的应用领域，已广泛用于电缆、电线、胶管、胶布、橡塑制品、密封材料、阻燃运输带、防水卷材、薄膜和各种异型材等制品。氯化聚乙烯可看作是乙烯、聚乙烯和1，2—二氯乙烯的无规共聚物，它分子链饱和，极性氯原子无规分布，因为具有优异的物理性能和化学性能，广泛应用于机械、电力、化工、建材和矿山工业。氯化聚乙烯橡胶耐热性、耐臭氧和耐候、耐老化优于多数橡胶，耐油性优于丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)，耐老化优于氯磺化氯乙烯(CSM);耐酸、碱、盐等腐蚀性质、无毒、难燃、无爆炸危险。
[0003]到目前为止，国内外对氯化聚乙烯橡胶的硫化做了大量研究。现在国内主要有两种硫化体系过氧化物硫化体系和硫脲硫化体系。过氧化物硫化CPE橡胶时容易产生气泡和很大的气味，不能无模硫化，硫化胶的机械性能不好；硫脲硫化体系的硫化速度较慢，硫化胶的耐热性能不好，橡胶加工行业特别希望找到一种硫化性能优良抗焦烧性能良好的硫化剂。国外很早就研发出了噻二唑衍生物硫化体系，兼有过氧化物硫化体系和硫脲硫化体系的优点，但其体系化学成分不公开，且价格昂贵，国内甚少推广。烟台恒鑫化工科技有限公司自主研发生产的类似产品噻二唑衍生物硫化体系可以达到相同的效果，硫化速度快，硫化胶机械性能优异，硫化温度范围宽，可无模硫化，完全可以替代国外产品，且成本相对较低。以此为基础的氯化聚乙烯橡胶混炼胶并未推广。
[0004]天津鹏翎胶管股份有限公司的专利CNlO 1463168 A介绍了以噻唑类衍生物为硫化剂的氯化聚乙烯胶管配方，所涉及硫化体系来自德国的硫化剂TDD和硫化促进剂NC，应用对象为胶管，所涉及配方成本较高，应用对象单一。
[0005]无锡市远登电缆有限公司的专利CN1002617944 A介绍了一种制造风能电缆氯化聚乙烯橡胶及其制备方法，其配方涉及硫化体系为过氧化物硫化体系，且主要针对风能电缆设计，所含稳定剂三盐基硫酸铅为国内禁用助剂，于人体有害。
[0006]衡水新陆交通器材有限公司的专利CN102585390 A介绍了一种氯化聚乙烯橡胶止水带的配方和制备工艺，其配方涉及硫化体系是过氧化物硫化体系，且所用稳定剂为铅盐类对人体健康有害的产品。
[0007]聂军、王声媛等人于2005年6月在特种橡胶制品杂志上发表的《CM噻二唑硫化体系的研究》中研究说明了噻二唑硫化体系用量配比对氯化聚乙烯橡胶机械性能的影响，得到了硫化剂和促进剂的最佳用量，但所涉及硫化剂和硫化促进剂是德国产品TDD和NC，与本发明涉及硫化体系不同，且成本较高 。
[0008]经检索，国内外未见有以国产噻二唑衍生物体系为硫化体系生产氯化聚乙烯混炼胶的报告和研究。
【发明内容】
[0009]针对现在常用氯化聚乙烯混炼胶的弊端和不足，本发明的目的是提供一种以国产噻二唑衍生物为硫化剂的氯化聚乙烯混炼胶，硫化时间短，硫化胶性能优良，成本较国外同等水平混炼胶要低。
[0010]本发明为实现发明目的采用的技术方案是，含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方，所述的混炼胶是以橡胶型氯化聚乙烯为基料，通过特定的混炼工艺生产的，关键是所述配方为:
氯化聚乙烯100
轻质氧化镁8-20
氢氧化钙3-9
甲基锡0-2
脱模剂0-5
补强填充体系20-200
增塑剂10-100
硫化交联体系2-6
本发明还涉及氯化聚乙烯混炼胶的加工工艺，关键是所述加工工艺可以是开炼机共混或密炼机共混:` (I)开炼机共混工艺:首先在开炼`机上加入氯化聚乙烯橡胶粉末，控制开炼机温度在60-100°C之间，加入增塑剂、轻质氧化镁、氢氧化钙以及甲基锡，然后将补强填充体系加入，再加入脱模剂和国产噻二唑衍生物硫化剂，吃料完成后，调小辊距，薄通数次，出片冷却，将促进剂在50°C以下加入到混炼胶片中，吃料完成后，薄通数次，出片冷却。前期混炼过程可以在密炼机中进行。
[0011](2)密炼机共混工艺:先加入氯化聚乙烯粉末，控制密炼机温度，在100-140°c进行混炼，物料成团后加入除促进剂以外的辅料，当扭矩平衡后，视实际情况出料，物料在开炼机上出片冷却，温度在40-80°C时加入促进剂，混炼均匀，薄通5-10次，出片冷却，包装。
[0012]上述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述混炼胶基料氯化聚乙烯橡胶是氯含量为25%-45%的饱和氯化聚乙烯橡胶。
[0013]上述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述补强填充体系是炭黑(槽法炭黑除外)、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、云母粉以及白炭黑中的一种，或是以上两种或者两种以上补强剂共用。
[0014]上述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶的补强填充体系:所述补强填充体系为白炭黑时，应配以其用量8%-15%的调节剂，调节剂要求是三乙醇胺、二甘醇、聚乙二醇4000中的一种或两种或三种。
[0015]上述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述增塑剂是柠檬酸三正丁酯、己二酸二辛酯(D0A)、癸二酸二辛酯(DOS)、癸二酸二丁酯(DBS)、邻苯二甲酸二辛酯(D0P)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、壬二酸二辛酯(D0Z)、芳烃油(碱性)中的一种，或是以上两种或者两种以上增塑剂共用。
[0016]上述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述补强填充体系、增塑剂的用量可按制品性能要求进行调节，使混炼胶可以用于不同性能要求的产品。
[0017]上述氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述稳定剂为甲基锡。
[0018]上述氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述脱模剂是模得利935P，在模压制品中应用。
[0019]上述氯化聚乙烯混炼胶配方中:所述硫化体系，是国产噻二唑衍生物硫化剂和促进剂，是烟台恒鑫化工科技有限公司的产品，要求用量分别在1.5-4份之间和0.5-1.5份之间。
[0020]上述氯化聚乙烯混炼胶的加工工艺中:所述控制开炼机温度在60-100°C之间，其最佳温度为80-90°C之间。
[0021]上述氯化聚乙烯混炼胶的加工工艺中:所述密炼机混炼温度在100_140°C之间，其最佳温度为110-130°C之间。
[0022]本发明所得混炼胶可制得性能优良的硫化制品，根据补强填充以及增塑剂用量的不同，硫化制品的拉伸强度可达到7-20MPa，扯断伸长率在300%-800%之间。由于硫化体系用量较少，与过氧化物硫化体系成本相近，硫化胶性能更优，硫化时间更短。本发明所得混炼胶，硫化温度范围宽，可无模硫化，可以适应多种硫化工艺，适用于电线电缆、胶管、密封制品、运输带等多类产品的制造，也可推动橡胶型氯化聚乙烯的发展。
[0023]
【具体实施方式】
[0024]实施例1
按配方
氯化聚乙烯100
轻质氧化镁12
氢氧化钙5
甲基锡0.5
脱模剂3
炭黑60
轻质碳酸钙30
增塑剂25
国产噻二唑衍生物硫化剂2.5 促进剂I
准备各种原材料，在密炼机温度为110°C左右时加入氯化聚乙烯、甲基锡、氧化镁及氢氧化钙，混炼均匀后将补强填充体系以及增塑剂加入，然后加入脱模剂和硫化剂，共混至扭矩平衡，出料，在开炼机上薄通5次，下片冷却，温度降至50°C以下时在开炼机上加入促进剂，完全吃料后，薄通5次，下片，得到所需混炼胶。
[0025]实施例2 按配方
氯化聚乙烯100
轻质氧化镁10
氢氧化钙7甲基锡0.5
脱模剂3
炭黑50
轻质碳酸钙60
增塑剂40
国产噻二唑衍生物硫化剂2.5 促进剂0.8 准备各种原材料，在开炼机温度为80°C左右时加入氯化聚乙烯，成片包辊后加入甲基锡、氧化镁及氢氧化钙，混炼均匀后将炭补强填充体系以及增塑剂加入，然后加入脱模剂和硫化剂，充分吃料后薄通5次，下片冷却，温度降至50°C以下时在开炼机上加入促进剂，完全吃料后，薄通8次，下片，得到所需混炼胶。
[0026]实施例3 按配方
氯化聚乙烯100
轻质氧化镁10
氢氧化钙6
甲基锡0.5
脱模剂3
炭黑40
轻质碳酸钙80
增塑剂58
国产噻二唑衍生物硫化剂3 促进剂I
准备各种原材料，在密炼机温度为120°C左右时加入氯化聚乙烯、甲基锡、氧化镁及氢氧化钙，混炼均匀后将补强填充体系以及增塑剂加入，然后加入脱模剂和硫化剂，共混至扭矩平衡，出料，在开炼机上薄通5次，下片冷却，温度降至50°C以下时在开炼机上加入促进剂，完全吃料后，薄通8次，下片，得到所需混炼胶。
[0027]实施例4 按配方
氯化聚乙烯100
轻质氧化镁12
氢氧化钙6
甲基锡0.5
脱模剂3
炭黑20
轻质碳酸钙32
增塑剂25
国产噻二唑衍生物硫化剂 3 促进剂1.2准备各种原材料，在开炼机温度为85°C左右时加入氯化聚乙烯，成片包辊后加入甲基锡、氧化镁及氢氧化钙，混炼均匀后将补强填充体系以及增塑剂加入，然后加入硫化剂，充分吃料后薄通8次，下片冷却，温度降至50°C以下时在开炼机上加入促进剂，完全吃料后，薄通8次，下片，得到所需混炼胶。
[0028]通过调节配方中补强填充体系、增塑剂的用量，可以制得适用于多种产品的混炼胶，应用于电线电缆、密封件、传输带、胶管等制品，制品生产过程中硫化时间短，所得制品机械性能优良，耐老化、耐候、阻燃等性能优异，一定程度上可以推动氯化聚乙烯橡胶市场的应用推广，降低部分橡 胶制品的成本。
【权利要求】
1.含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶，所述混炼胶是以橡胶型氯化聚乙烯为基料，通过特定的混炼工艺制得的，其特征在于:所述混炼胶配方为:氯化聚乙烯橡胶100份，轻质氧化镁8-20份，氢氧化韩3-9份，甲基锡0_2份，脱模剂0_5份，补强填充剂20-200份，增塑剂10-100份，硫化交联体系2-6份。
2.根据权利要求1所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方，其特征在于:所述混炼胶基料氯化聚乙烯橡胶是氯含量为25%-45%的饱和氯化聚乙烯橡胶。
3.根据权利要求1所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方，其特征在于:所述补强填充体系是炭黑(槽法炭黑除外)、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、云母粉以及白炭黑中的一种，或是以上两种或者两种以上补强剂共用。
4.根据权利要求3所述混炼胶的补强填充体系，其特征在于:使用白炭黑时，应配以其用量8%-15%的调节剂，调节剂要求是三乙醇胺、二甘醇、聚乙二醇4000中的一种或两种或二种。
5.权利要求1所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方，其特征在于:所述增塑剂是柠檬酸三正丁酯、己二酸二辛酯(DOA)、癸二酸二辛酯(DOS)、癸二酸二丁酯(DBS)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、壬二酸二辛酯(DOZ)、芳烃油(碱性)中的一种，或是以上两种或者两种以上增塑剂共用。
6.权利要求1所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶配方，其特征在于:所述硫化体系是国产噻二唑衍生物硫化剂和促进剂，是烟台恒鑫化工科技有限公司的产品，要求用量分别在1.5-4份之间和0.5-1.5份之间。
7.权利要求1所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶，其特征在于:混炼胶的制备工艺是开炼机共混或 者密炼机共混。
8.权利要求6所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶的开炼机共混工艺，其特征在于:首先在开炼机上加入氯化聚乙烯粉末，控制开炼机温度在60-100°C之间，待氯化聚乙烯橡胶成透明胶体，加入增塑剂、轻质氧化镁、氢氧化钙以及甲基锡，然后将补强填充体系加入，再加入脱模剂和国产噻二唑衍生物硫化剂，吃料完成后，调小辊距，薄通5-10次，出片冷却，将促进剂在40-80°C下加入到混炼胶片中，吃料完成后，薄通5-10次，出片冷却，包装。
9.权利要求6所述含新型硫化体系的氯化聚乙烯混炼胶的密炼机炼机共混工艺，其特征在于:先加入氯化聚乙烯粉末，控制密炼机温度，在100-140°C进行混炼，物料成团后加入除促进剂以外的辅料，当扭矩平衡后，视实际情况出料，物料在开炼机上出片冷却，温度在40-80°C时加入促进剂，混炼均匀，薄通5-10次，出片冷却，包装。
【文档编号】C08K5/46GK103613868SQ201310189997
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】张玉 申请人:烟台恒鑫化工科技有限公司