注射成型用的弹性体(合成橡胶)干式混合物料及其生产过程制造技术

一种粉状弹性体的混合物，是由一种粉状弹性体和一种粉状的预扩散剂，加以混合配制而成．其中的粉状预扩散剂，是在无水的粉状填充剂内，添入液状或糊状组分．如加工用油、润滑剂及蜡．粉状的预扩散剂与粉状的弹性体采用螺旋搅拌机加以混合，配制成一种稠的均匀粉状无水混合物，可以直接注射成型，而无需注射设备的挤压部位进行任何额外的搅拌．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
通常用转移、压缩、和注射成型来生产硫化橡胶制品。这些生产过程具有各自的优缺点，且在市场上占有一定的位置。注射成型的优点是生产率高、稳定性好、易于实现自动化。所以，尽管注射成型的投资大，但它是发展最为迅速的。目前橡胶制品的注射成型是将予混合好的弹性混合物，以连续带材或球团的形式送入注射成型机。该混合物一般包括基本弹性体、填充物、增塑剂、加工添加剂(Process aids)，抗衰减剂、触煤剂、催化剂、染色剂和交联剂等。将合成橡胶(弹性体)与这些添加组分予搅拌，以形成均匀的物质。为了获得均一物质，合成橡胶(弹性体)和这些添加剂，包括硫化剂和催化剂在内，通常在高剪切力搅拌机(如Banbury或二辊式搅拌机)内混合。高剪切力的搅拌动作使弹性体组分的温度提高，形成弹性体内热量和剪切力的变化，因而，在某些情况下会促使聚合物的部分交联作用。另一种用于予混合或搅拌合成橡胶(弹性体)的办法，是用搅拌机(Banbury型)进行二次混合。第一次混合是将除交联剂外的大部分组分在高剪切力搅拌机内混合成均一的基本混合物。在第一次搅拌过程中产生的热量很大，以至于如果加入交联剂就会促使聚合物交联和导致形成过早的硫化组分。在第二次搅拌过程中，在较低温度下将交联剂加入到第一次搅拌的成品中。这种方法减少了过早硫化的问题，但是，尽管如此，仍造成弹性体内的热量变化。交联剂和催化剂存在于最终混合物内，仍然会减少合成物的适用期，因为即使在室温下，仍发生硫化和交联。建议将弹性体和硫化剂分开，而将弹性体包含或包伏在非交联聚合物内的硫化剂放在一起，这将会避免产生过早的交联。Callen(美国专利U·S·3976530)报导了这种尝试。Callan报导，要制备两种不同成分的弹性带一种是具有硫化剂的第一种聚合物，它通过硫化剂实际上不会交联;第二种成分的聚合带实际上是可以由包含在第一种聚合物内的硫化剂而起作用的第二种聚合物。这两种组分的带子并排地连接起来。这种方法费用昂贵，通常需要大量铣削加工才能保证均匀的扩散。Abbott美国专利(U·S·3941767)和一篇题名为基于淀粉包装的粉末橡胶的普通注射成型(刊登在期刊上“Journal of Elastomers and Plastics”1975，April，VO17，P93)的文章报导了淀粉包伏的粉末弹性体的注射成型。这些参考资料表明，可以将这种用淀粉包伏的弹性体送到注射成型机，而只需少量的予搅拌。然而这种淀粉包伏的弹性体的应用有一定局限性，因为多糖是微弱的添加剂，与标准的加固剂(如碳黑、硅石、粘土、滑石)相比，具有不良的抗水和化学性。此文，文章中还特别指出，需要一种专用的素炼螺杆。Buchanan et al美国专利(U·S·Patent 3673136)表明，干式多糖的橡胶乳液的共淀物可以研磨成可流动的细粉末。将粉末状的硫化活剂与粉末状弹性体混合一起形成粉末状的混合物料，以使料仓具有定量的粉末橡胶混合物。上述粉末混合物料可以在普通加热压力模上直接成型各种橡胶制品;或者通过简单的机械(不经予剪切搅拌)注射成型最终的橡胶制品。还要，需要多糖加固剂(一般用途是不适用的)和改变现有聚合物的配方。总之，一般的制备弹性混合物料的方法会使该混合物产生热量变化。用此方法制备的混合物的适用期是有限的。另一种熟知的方法是采用专门处理的聚合物，以便获得均匀的混合物料。由于需要处理过的聚合物，这些方法的应用受到局限。本专利技术是以实现下列条件为前提的制备的注射成型合成橡胶混合物料可以不经高剪切力的混合。本专利技术还以实现下列条件为前提可以由粉末状的不膨胀的弹性体与干式可流动的予扩散剂掺合一起来制备弹性体混合物料;该予扩散剂是吸附或分散在干式自由流动的粉碎填料上的混合料的液体成分。弹性体可以是一般的未经处理的弹性体。将粉末的弹性体和予扩散剂在无剪力或低剪力搅拌机(如螺杆式搅拌机)进行混合。这种搅拌机不会在聚合物内形成热量变化。可以将这种干的弹性体混合物直接送到一般注射机或具有螺杆挤出器的压力成型机上，该挤出器的作用是在成型过程中混合弹性体，以便产生均匀交联的制品(各种成分分布均匀)。不产生热量变化带来一系列优点。热的变化是指热对弹性体混合物的影响，特别是在高剪切力内搅拌机混合弹性体所产生的热量的影响。这种热量导致聚合物的破坏和聚合物的部分的破坏。总之，弹性体一旦受到这种热，就不再具有同样的分子结构和分子量。这些变化完全是不可予计的，也是不能重复再现。在高剪切力搅拌机内搅拌过程中形成的弹性混合体的热量变化，实际上是每个槽都不同的。所以在成型过程中，每个槽的混合物反应不一样。某一个槽可以制出优质产品的成型条件，对另一个槽就可能生产不出优质产品来。因此，监控和调整成型条件是注射或压制成型橡胶制品必不可少的。这将增加人工费用和阻碍这一生产过程的全盘自动化。这样，根据本专利技术，通过制备无热量变化的弹性体粉末混合物，就可以反复生产均一的、给定的混合物。因此，当用按照本专利技术制备的混合物进行注射或压制成型时，就不必监控和调整生产过程。这可使弹性体另件的注射或压制成型过程实现全盘自动化。本专利技术由于取消高剪切力的予搅拌，因而减少了加工费用，但并不降低成型制品的质量。还有，由于催化剂和交联剂不予先和弹性体素炼一起，混合物的适用期实际上比用以前方法制备的弹性体混合物的要长一些。从下面的细节描述，可以更清楚地看到这些优点。本专利技术所用的经掺和的弹性体混合物是由粉末弹性体和吸附或分散在固体填料上的液体或无水组分(如增塑剂、润滑剂、蜡等)的干式可流动的扩散剂制备成的。这种液体组分通常可以是固体或半固体材料;它们在扩散过程中，通过搅拌提炼出来的液体。弹性体是人们熟知的聚合成分，它包括异丁稀橡胶、乙稀丙稀二稀三聚物(EPDM)、硫合橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶(聚氯丁烯)，氯磺聚乙稀、丙稀-丁二稀苯共聚物(腈橡胶)、苯乙稀丁二稀共聚物，丙稀腈丁二稀共聚物-聚氯乙稀聚合物、聚乙丁稀、聚表氯醇、天然和合成聚异戊二烯、聚乙二稀橡胶、聚 酯类、碳氟弹性体如亚乙稀氟-氯基二氟乙稀、亚乙稀-氟化-六氟丙稀共聚物和氟化丙稀弹性体以及其他。本专利技术所用的弹性体是颗粒约为20纲目(mesh)或更小的粉末状弹性体。本专利技术所用的粉末弹性体的制备方法不限。任何可以提供符合要求粒度的方法均可接受。最常用的一种方法是弹性乳液(橡胶乳液)的喷射干燥。由乳液喷射干燥制备的弹性体粉末是人们所熟悉的，在市场上也可以购买到的。也可以通过衍磨弹性体来生产合宜的粉末状弹性体。衍磨要在极低温度下进行，或加入非增粘剂(detacking agent)和将乳胶与水玻璃相互凝固在一起。本专利技术的弹性组分还包括加固和非加固填料、抗氧剂、催化剂、触煤剂、交联或硫化剂、染料、UV稳定剂或生产过程的添加剂。粉碎的填料，包括加固和非加固填料和稀释剂。标准的填料有高岭石和皂土，碳黑，石墨，煤灰，烟气沥青，硅酸盐如硅酸钙、硅酸镁和硅酸铝，沉淀的、粉状和烟雾硅石，滑石，碳化钙，木屑，氢氧化铝，硫化钡、硅藻土，氧化锑，二氧化钛，云母，橡胶粉尘以及其他普通熟练工人所熟知的填料。合适的抗氧剂有聚合的1，2-二氢化的-2，2、4-三甲基-喹咛，1、3、5-三甲基1-2，4，6-三(3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以热压或注射成型的方法生成硫化制品的粉状弹性体的混合物，是由以下物质构成的均匀混合体；粉状弹性体，和粉状均匀的预制扩散剂，一种特殊填充剂和吸附其中的添加剂组成。所说的添加剂在一般情况下，在与之混合时，有使粉状弹性体泡胀和结块的趋 势，但上述可流动的弹性体与预扩散剂的混合物，就不会使粉状弹性体泡胀或结块。

【技术特征摘要】
1.一种以热压或注射成型的方法生成硫化制品的粉状弹性体的混合物，是由以下物质构成的均匀混合体粉状弹性体，和粉状均匀的预制扩散剂，一种特殊填充剂和吸附其中的添加剂组成。所说的添加剂在一般情况下，在与之混合时，有使粉状弹性体泡胀和结块的趋势，但上述可流动的弹性体与预扩散剂的混合物，就不会使粉状弹性体泡胀或结块。2.在权利要求1中提到的粉状弹性体混合物，其中所说的添加剂，主要选自一组包括增塑剂、液状润滑剂、液状加工剂和蜡在内的物质。3.在权利要求1中提到的粉状弹性体混合物，事实上不具有发热过程。4.在权利要求1中提到的粉状弹性体混合物，其中所说的粉状均匀的预扩散剂，至少包含有约25%的填充剂。5.在权利要求2提到的粉状弹性体混合剂，其中所说的粉状均匀的预扩散剂，包含约5～75%的添加剂。6.在权利要求5中提到的粉状弹性体，其中所说的填充剂，选自一组包括粘土、炭黑、硅酸钙、二氧化硅、滑石、炭酸钙与硅藻土在内的物质。7.在权利要求1中提到的粉状弹性体混合物，其中所说的粉状弹性体，选自一组包括喷雾干燥的乳状弹性体、凝聚的乳状弹性体和磨成粉状的弹性体的物质。8.一种用热压或注射成型以形成硫化制品的粉状弹性体的混合物，是一种包含以下物质的均匀混合体由乳状经喷雾干燥而生成的粉状弹性体;由特殊填充剂与吸附其中的添加剂构成的一种均匀的粉状预扩散剂。所说的添加剂，在拌合时，一般情况下有使粉状弹性体泡胀或结块的趋势。这种添加剂选自一组包括增塑剂、液状润滑剂、液状加工剂和蜡的物质。而上述弹性体与预扩散剂的混合物，是可以流动的，不会使粉状弹性体泡胀或结块，也不具有发热过程。9.在权利要求8内提到的粉状弹性体的混合物-其中所说的填充剂，选自一组包括粘土、炭黑、硅酸钙、二氧化硅、滑石、炭酸钙、硅藻土的物质，并加以拌合。10.适合于用热压或注射成型来生产硫化制品的一种粉状弹性体混合物的配制方法，包括在一有效数量的填充剂内吸附一种添加剂，配制成一种均匀的粉状预扩散剂，其中的添加剂，通常情况下，有使粉状弹性体泡胀和结块的趋势。但上述一定量的填充剂形成一种可流动的无水扩散剂，足以阻止所说的添加剂使粉状弹性体泡胀或结块，而将粉状弹性体与上述预扩散剂加以拌合时，也没有对弹性体的发热过程，从而构成一种均匀的粉状混合物。11.在权利要求10内提到的方法，其中所说的粉状弹性体，是在室温下与预扩散剂拌合在一起的。12.在权利要求10内提到的方法，其中所说的粉况弹性体，是在环境温度下，与预扩散剂拌合在一起的。13.在权利要求10中提到的方法，其中所说的预扩散剂，至少包...

【专利技术属性】
技术研发人员：里查德F哥罗斯曼，
申请(专利权)人：特种塑料和技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]