橡膠硫化促進劑cbs造粒新工藝及其設備的製作方法
2023-05-20 05:09:46 2
專利名稱：橡膠硫化促進劑cbs造粒新工藝及其設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種橡膠硫化促進劑CBS(化學名稱N-環已基-2-苯並噻唑次磺醯胺)的生產工藝，具體地說是一種將溼粉(含水率20％左右)或乾粉橡膠硫化促進劑CBS加工成顆粒狀產品的新工藝及其設備。
背景技術：
橡膠硫化促進劑CBS的粉料具有密度小、易飛揚，易熱分解，特別是在潤溼條件下極易粘附於金屬表面，而在乾燥狀態下本身又不易成粒的特性。粉狀CBS在生產和應用中，有大量的粉塵飛揚，環境問題突出，現有很多橡膠生產廠家都要求使用粒狀產品。
現有的橡膠硫化促進劑CBS造粒生產工藝，是在粉狀的CBS物料中加入20-30％左右的膠乳擠條成CBS母料的方法，這種方法使CBS的有效成分降低，在使用時，由於加入的膠乳與不同橡膠之間的相容性問題，要求不同的使用過程對膠乳作相應的調整，故做成母料的CBS產品使用靈活性差。另外，生產過程中的離心脫水溼料(含水率17～25％左右)必須經過乾燥工序乾燥，增加了生產成本，多一次乾燥對最終的CBS顆粒產品的內在質量也會帶來或多或少的影響。
目前CBS造粒工藝中遍使用的普通盤式造粒機存在操作環境差、產品粒度分布範圍大的缺點。
發明內容
本發明的目的在於提供一種配方合理、對不同橡膠的相容性較強、且殘留組分完全不影響產品性能的橡膠硫化促進劑CBS造粒用粘結劑。
本發明的另一個目的在於提供一種直接從生產過程中的離心脫水溼料(含水率20％左右)或氣流乾燥後的乾料(含水率＜1％)出發，生產強度適宜、成粒率高、流動性好的粒狀CBS產品的新工藝。
本發明的再一個目的是提供一種有效改善操作環境，使噴嘴霧化後產生的料霧不向外飛揚，使產品粒度分布範圍縮小的橡膠硫化促進劑CBS新型專用造粒器。
上述目的是通過以下技術措施實現的一種橡膠硫化促進劑CBS造粒粘結劑，採用了復配的聚乙酸乙烯酯(EVA)水性膠乳作為粘結劑，其化學組成以重量份數計醋酸乙烯酯 90-110份乙烯 16-20份聚乙烯醇(1788) 0.8-4份乳化劑(OP-10)2-6份引發劑(過硫酸銨) 0.08-0.7份碳酸氫鈉 0.1-0.6份水 100-140份一種橡膠硫化促進劑CBS造粒新工藝，其特徵在於將上述粘結劑按CBS乾物料的0.2-10％(質量百分比)稱取，再用水作為分散劑進行分散，加入的水量以造粒後溼顆粒的含水率達到22-40％(溼基)為標準；在CBS造粒器中，將分散後的粘結劑溶液用氣流式噴嘴霧化後，在造粒操作初期均勻加入CBS乾粉料中；或根據生產過程中離心脫水後溼料的含水率和造粒後溼顆粒的含水率來調節粘結劑溶液的濃度，直接用生產過程中離心脫水溼料造粒，可省略原生產流程中的乾燥工序；從噴加粘結劑溶液開始，歷經35-90分鐘，顆粒會形成並長大到所要求的粒度，之後再向其中新添加約總投料量1-4％的幹CBS粉末，使顆粒表面形成乾燥層，以防止乾燥中顆粒的粘附和聚並；最後在70-100℃熱風下乾燥，產品加熱減量達到用戶所要求的指標後篩分(一般情況下，CBS顆粒成品的含水率要求≤1％)，得CBS顆粒成品。
一種橡膠硫化促進劑CBS新型專用造粒器，在造粒盤上面增加了固定的盤蓋；在盤內大顆粒聚集區位置設有高速切刀，與其相連的電機固定在大粒聚集區上方的盤蓋上。
本發明提供的橡膠硫化促進劑CBS造粒新工藝，針對CBS的表面化學特性，經研究篩選後首次採用了復配的聚乙酸乙烯酯(EVA)水性膠乳作為粘結劑，其中含有聚乙烯醇等作為交聯劑、增塑劑、引發劑和消泡劑的少量化合物，配方合理、對不同橡膠的相容性較強，且殘留組分完全不影響產品性能。該工藝通過調節粘結劑的濃度，可以直接從溼粉料造粒，從而省略原生產流程中的乾燥工序，結果可大大降低產品成本，還可以因少乾燥一次而提高產品的內在質量；在造粒操作末期添加約總投料量1-4％的促進劑CBS乾粉，以防止乾燥中顆粒的粘附和聚並，之後乾燥、篩分得到的CBS顆粒狀產品，強度適宜、粒度範圍適中、流動性好、易於計量，產品質量(強度、粒徑、加熱減量、灰份、性能)符合技術指標，滿足用戶要求。該工藝採用新型專用造粒機對溼粉(含水率20％左右)或乾粉促進劑CBS進行造粒，由於在造粒盤上面增加了固定的盤蓋，造粒時粘結劑溶液通過噴嘴霧化後產生的料霧不向外飛揚，有效改善了操作人員的勞動條件；在盤內大顆粒聚集區的適當位置新設計了獨有的高速切刀，可將過大的團聚粒破碎，使產品粒度實施例12按照下表24所示配比，準確稱取各組分。
表24
將稱量好的各組分放入砂磨機內，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解於溶劑內，開機進行砂磨。砂磨2小時後再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時後加入最後的1/3纖維素纖維。砂磨24小時後定時取樣檢驗平均粒度，當平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將製成的塗料塗覆到電纜上，塗覆厚度0.5mm，製成防火電纜。
經檢測，製成的塗料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表25所示。
用篩分方法對造粒產品分別進行了粒度分布分析，典型的結果見表2表2 CBS造粒產品的典型粒度分布(乾料)
如圖2所示，本發明提供的CBS造粒新工藝使用的造粒器，是在原有盤式造粒機的基礎上，在造粒盤1上面增加了固定的盤蓋2；在造粒盤1內大顆粒聚集區的適當位置新設計了獨有的高速切刀3，與其相連的切刀電機4固定在大粒聚集區上方的盤蓋2上，另外，圖中5——刮刀；6——軸承；7——聯軸器；8——盤蓋固定架。
本發明對乾燥後的產品進行了抗壓強度和混煉應用試驗用顆粒強度測試儀對平均直徑為5mm的20個CBS顆粒進行測定，測得的平均抗壓力為7牛頓左右。可換算為單位面積的抗壓強度0.357Mpa(對最大投影面積而言)。經堆放模擬實驗證明，在常規堆放條件下顆粒無破碎發生。
在標準橡膠混煉實驗過程中，用肉眼觀察上述強度的CBS造粒產品與橡膠生料在開式混煉機上的混合情況，在混煉過程中未觀察到在加入粉狀助劑時所發生的嚴重飛揚；由於生產的顆粒為球形，也未觀察到在加入硬脂酸顆粒時所發生的迸飛現象，其所需混合時間與作為對照物的粉狀助劑產品無明顯差別。所實驗的標準混煉時間為15分鐘。
對促進劑CBS粉料和粒狀產品進行了對比硫化試驗，在標準硫化條件(146℃，30分鐘)下硫化，然後對所得橡膠板狀產品進行拉伸強度的比較實驗。測試結果表明，以粒狀助劑硫化的產品與粉狀對照物的斷裂強度和極限伸長率都無明顯差別，僅三倍定長拉伸強度略有下降，但仍在誤差範圍之內。這一點通過少許增加助劑用量或延長硫化時間都能得到有效補償。(碳黑工業研究設計院測試中心提交了對比硫化測試報告)
權利要求
1.一種橡膠硫化促進劑CBS造粒粘結劑，其特徵在於採用了復配的聚乙酸乙烯酯(EVA)水性膠乳作為粘結劑，其化學組成以重量份數計醋酸乙烯酯 90-110份乙烯 16-20份聚乙烯醇(1788) 0.8-4份乳化劑(OP-10)2-6份引發劑(過硫酸銨) 0.08-0.7份碳酸氫鈉 0.1-0.6份水 100-140份
2.一種採用權利要求1所述粘結劑的橡膠硫化促進劑CBS造粒新工藝，其特徵在於將上述的粘結劑按CBS乾物料質量百分比0.2-10％稱取，再用水作為分散劑進行分散，加入的水量以造粒後溼顆粒的含水率溼基達到22-40％為標準；在CBS造粒器中，將分散後的粘結劑溶液用氣流式噴嘴霧化後，在造粒操作初期均勻加入CBS乾粉料中；或根據生產過程中離心脫水後溼料的含水率和造粒後溼顆粒的含水率來調節粘結劑溶液的濃度，直接用生產過程中離心脫水溼料造粒，可省略原生產流程中的乾燥工序；從噴加粘結劑溶液開始，歷經35-60分鐘，顆粒會形成並長大到所要求的粒度，之後再向其中新添加約總投料量1-4％的幹CBS粉末，使顆粒表面形成乾燥層，以防止乾燥中顆粒的粘附和聚並；最後在70-100℃熱風下乾燥，產品加熱減量達到用戶所要求的指標後篩分，得CBS顆粒成品。
3.一種如權利要求2所述橡膠硫化促進劑CBS造粒新工藝專用造粒器，其特徵在於在造粒盤(1)上面增加了固定的盤蓋(2)；在造粒盤(1)內大顆粒聚集區的適當位置新設計了獨有的高速切刀(3)，與其相連的電機(4)固定在大粒聚集區上方的盤蓋(2)上。
全文摘要
一種橡膠硫化促進劑CBS造粒新工藝，採用復配的聚乙酸乙烯酯(EVA)水性膠乳作為粘結劑，該粘結劑配方合理、對不同橡膠的相容性較強，且殘留組分完全不影響產品性能。通過調節粘結劑的濃度，直接從生產過程中的離心脫水溼料(含水率20％左右)或氣流乾燥後的乾料(含水率＜1％＝出發造粒，在造粒操作末期添加約總投料量1－4％的促進劑CBS乾粉，以防止乾燥中顆粒的粘附和聚並，在70－100℃熱風下乾燥，產品加熱減量達到用戶所要求的指標後篩分，得CBS顆粒成品。
文檔編號C08C19/20GK1544565SQ20031011523
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月24日 優先權日2003年11月24日
發明者梁斌, 鄧廷昌, 劉忠海, 曹耀強, 柯長顥, 梁 斌 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油蘭州化學工業公司