一種可硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物的製作方法
2023-10-07 08:26:04 2
專利名稱：一種可硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物及其製備，特別是該組合物加工性能好，彈性好，手感柔軟，不怕水和油;可用於製造實心、發泡、彩色玩具球。
眾所周知，製造空心橡膠玩具球(俗稱「橡皮球」)的技術，是將經素煉和混煉後的膠料壓成片狀，用模壓刀切成鞋底狀胚料，用人工將兩片胚料粘合成空心體，在封口前放入適量發泡劑，然後，放入模具中固緊，經硫化機或硫化罐、加熱、定時硫化，出模具後就成為空心，有氣體的橡皮球了。這種空心橡皮球工藝複雜、流程長、勞動生產率低，製造的玩具球，外觀呆板，色彩是後塗復在表面，易脫落，缺乏吸引力，如不慎被戳破，就癟了，失去它的功能了。
另外，在美國專利3，241，834中公開了一種製造「高彈性聚丁二烯球」的組合物，用它製造的可玩耍的球，質地堅硬，屬高彈性。這種組合物製造的球是不適宜作為玩具球供孩童們玩耍的。
本發明的目的是提供一種可硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物及其製備方法。
本發明的另一目的是用該組合物製造強度高，彈性好，耐磨性好，手感柔軟，大規格的，外觀色彩鮮豔，新穎的發泡，實心的彩色球。
聚丁二烯橡膠按結構可分為高順式，低順式，高1.2等結構的聚丁二烯橡膠，適用於本發明的最好採用順式1.4，且含量在95～98%以上的聚丁二烯橡膠。
本發明提供的聚丁二烯橡膠組合物中含有(各組分均依重量份為準)
順式-1.4-聚丁二烯橡膠(簡稱順丁橡膠)100份填充油★36～63份硫磺0.9～1.8份促進劑0.30～1.05份發泡劑9.75～19.8份硬脂酸3.6～7.2份白炭黑3.6～12.6份活性氧化鋅5.4～8.1份碳酸鎂14.4～27份防臭劑▲1.8～7.2份顏料適量注★Shellflex(殼牌)RubberExtender▲CELLTONNSANKYOKASEIXO.LTD.OSAKAJAPAN加入硫磺，是為了使順丁橡膠具有三維網狀結構，這樣可大大改善順丁橡膠的物理機械性能。在本發明中，硫磺的加入量為0.9～1.8份。
本發明為了促進硫化作用，縮短硫化時間，而需要加入硫化促進劑。為此，選擇噻唑類促進劑和胍類促進劑並用，噻唑類促進劑可選自促進劑M(2-硫醇基苯並噻唑，二硫化二苯並噻唑，2-硫醇基苯並噻唑的環己銨鹽，2-硫醇基苯並噻唑的鋅鹽，2-苯並噻唑硫醇甲基，2-硫醇基噻唑啉等。本發明最好採用促進劑M，其用量為0.15～0.525份，優選用量為0.30～0.45份。胍類促進劑可選自促進劑D(二苯胍)，鄰甲苯基胍，N-苯基-N′-甲基-N″-二甲苯基胍，鄰苯二酚硼酸之二鄰甲苯基胍鹽等。本發明最好採用促進劑D，其用量為0.15～0.525份，優先選用量為0.30～0.45份。促進劑M具有快速促進硫化的作用，加入中等作用速度的促進劑D，可起到緩和促進劑M快速硫化的作用，有利於硫化安全操作。
在橡膠製品中，加入發泡劑是根據製品的要求，為使製品既有彈性，又有似海棉的柔軟性，本發明採用化學發泡劑。要求這種發泡劑的分解溫度與順丁橡膠的熔流溫度相近，且產生的氣體應無毒，無腐蝕性，無引火性。常用的化學發泡劑有碳酸氫銨，碳酸氫鈉，碳酸銨，碳酸鈉，發泡劑H(二亞硝基五次甲基四胺)，偶氮二甲苯磺醯丙酮腙，尿素等。本發明為了使製品有良好的似海棉柔軟手感，因此，加入碳酸氫銨和發泡劑H(二亞硝基五次甲基四胺)。碳酸氫銨的用量為9～18份，優選用量為12～16份;發泡劑H的用量為0.75～1.8份，優選用量為0.9～1.5份。
在本發明中加入份量較大的橡膠填充油。是為了使加入的配合劑與順丁橡膠有良好的混和性和加工性能，並增加產品的柔軟度，優選用芳烴油-ShellflexRubberExtender(殼牌)為填充油;本發明中填充油的用量為36～63份，優選用量為45～55份。
本發明中加入一定量的硬脂酸，作為硫化活化劑，在膠料中是氫離子和硬脂酸根離子的來源，在硫化系統中起緩衝作用，並能減少混煉時的粘輥現象，有助於白炭黑的分散，提高製品的強度。在本發明中硬脂酸的用量為3.6～7.2份，優選用量為4.5～6.5份。
在橡膠製品中，加入補強劑的主要目的，在於提高機械強度和耐磨性。橡膠工業中，常用的補強劑如炭黑，白炭黑，陶土，輕質碳酸鈣等，均可作為順丁橡膠的補強劑;本發明中選用白碳黑，因為，白碳黑具有顏色淺，不汙染等優點，在制品著色過程中，不影響美感。為了使製品具有一定的強度、彈性、耐磨性，本發明中加入白炭黑的量要適度，其用量為3.6～12.6份，優選用量為6.5～9.5份。
本發明中加入一定量的活性氧化鋅，它能起助促進劑的作用。活性氧化鋅在本發明中的用量為5.4～8.1份，優選用量為6.5～7.5份。
本發明中加入份量較多的碳酸鎂，作為填料和補強劑既可降低成本，又可提高製品(膠料經硫化後)的抗張強度，耐磨耗和耐屈撓等性能;碳酸鎂的用量為14.4～27份，優選用量為17.5～23.5份。
本發明為了使製品外觀有明顯的色彩鮮豔，多姿多彩，在組合物中根據製品色彩需要加入適量的常用顏料。
為了使本發明的製品去除不愉快的異味，根據需要加入適量的常用防臭劑-CelltonN(日本產)，其加入量為1.8～7.2份，優選用量為2.5～5.5份。
這種硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物的加工方法如下第一工序，將順丁橡膠、填充油、促進劑、碳酸氫銨、硬脂酸、白炭黑、活性氧化鋅、碳酸鎂、顏料、防臭劑等，按上述比例投入密煉機中混煉15分鐘。然後，按上述比例加入硫磺、發泡劑H，再混煉15分鐘。第二工序，膠料進入開放式煉膠機，經10～15分鐘，壓成片狀胚料。第三工序，在模具內進行成型、發泡、硫化、製成所需的實心彩色球。
本發明應用於製造具有強度高、耐磨、彈性好、發泡、實心、色彩鮮豔的玩具球。
該組合物所用原材料來源易得，製備工藝不複雜，加工性能好，成本低，可製成各種規格的玩具球;在製造玩具方面，尤其是實心、發泡的球類，具有良好的彈性和似海棉的柔軟性，耐磨，不怕水和油，不用充氣，手感好;外觀具有明顯的色彩鮮豔，新穎和新鮮感，能產生活潑、健康、快樂的效果。還可製造其它適用於用該組合物製造的物品。
實施例一將順丁橡膠100份，填充油36份，促進劑M0.30份，促進劑D0.30份，碳酸氫銨12份，硬脂酸4.5份，白炭黑6.5份，活性氧化鋅6.5份，碳酸鎂17.5份，防臭劑2.5份，適量顏料投入密煉機中混煉15分鐘，然後，加入硫磺0.9份和發泡劑H0.9份，再混煉15分鐘。膠料進入開放式煉膠機，經10～15分鐘，壓成片狀胚料，然後，在模具內進行成型、發泡、硫化、製成所需的實心彩色球。該球的彈性為50～70%(一米高自由落下);手感優良;其外觀園度均勻，表面平整，色彩鮮豔。
實施例二將順丁橡膠100份，填充油63份，促進劑0.45份，促進劑D0.45份，碳酸氫胺16份，硬脂酸6.5份，白炭黑9.5份，活性氧化鋅7.5份，碳酸鎂23.5份，防臭劑5.5份，顏料適量，投入密煉機中混煉15分鐘，然後，加入硫磺1.8份和發泡劑H1.5份，再混煉15分鐘。膠料進入開放式煉膠機，經10～15分鐘，壓成片狀胚料，然後，在模具內進行成型、發泡、硫化、製成所需的實心彩色球。該球彈性為50～70%;手感優良;其外觀園度均勻，表面平整，色彩鮮豔。
權利要求
1.一種可硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物，該組合物含有(各組分均依重量份為準)順式-1.4-聚丁二烯橡膠100份填充油36～63份硫磺0.9～1.8份促進劑0.3～1.05份發泡劑9.75～19.8份硬脂酸3.6～7.2份白炭黑3.6～12.6份活性氧化鋅5.4～8.1份碳酸鎂14.4～27份防臭劑1.8～7.2份顏料適量
2.根據權利要求1的組合物，其中所述的促進劑，為噻唑類促進劑和胍類促進劑。
3.根據權利要求2的組合物，其中所述的噻唑類促進劑可選自-促進劑M(2-硫醇基苯並噻唑)，二硫化苯並噻唑，2-硫醇基苯並噻唑的環己胺鹽，2-硫醇基苯並噻唑的鋅鹽，2-苯並噻唑硫醇甲基，2-硫醇基噻唑啉;所述的胍類促進劑可選自-促進劑D(二苯胍)，鄰甲苯基二胍，N-苯基-N′-甲基-N″-二甲苯基胍，鄰苯二酚硼酸之二鄰甲苯基胍鹽。
4.根據權利要求2的組合物，其中選用噻唑促進劑M和胍類促進劑D。
5.根據權利要求1的組合物，其中促進劑中促進劑M為0.15～0.525份，促進劑D為0.15～0.525份。
6.根據權利要求1的組合物，其中所述的發泡劑為化學發泡劑。
7.根據權利要求6的組合物，其中所述發泡劑可選自-碳酸氫銨，碳酸氫鈉，碳酸銨，碳酸鈉，發泡劑H(二亞銷基五次甲基四胺)，偶氮二甲醯胺，偶氮二異丁腈，對甲苯磺醯肼，對甲苯磺醯丙酮腙，尿素。
8.根據權利要求7的組合物，其中選用的發泡劑為碳酸氫銨和發泡劑H(二亞硝基五次甲基四胺);碳酸氫銨的含量為9～18份，發泡劑H的X含量為0.75～1.8份。
9.使用權利要求1的組合物製造玩具球。
10.根據權利要求9的組合物，製造的玩具球為彈性、發泡、實心的彩色球。
全文摘要
一種可硫化發泡的聚丁二烯橡膠組合物，該組合物含有順丁橡膠，填充油，硫磺，促進劑，發泡劑，顏料等助劑。該組合物在製造玩具方面，尤其是發泡、實心球類，具有良好的強度、耐磨性、彈性和似海綿的柔軟性；外觀具有明顯的色彩鮮豔、多姿多彩，產生活潑、健康、快樂的效果。還可製造其他適用於用該組合物製造的物品。
文檔編號C08L9/00GK1045801SQ9010237
公開日1990年10月3日 申請日期1990年4月30日 優先權日1990年4月30日
發明者張 廷 申請人:中國燕山聯合對外貿易有限公司