一种环保型综合促进剂预分散母胶粒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及橡胶助剂技术领域，公开了一种环保型综合促进剂预分散母胶粒及其制备方法与应用，该母胶粒按重量份计，包括组分：聚合物载体20‑40份；吡啶硫酮盐类化合物20～40份；双环脒类化合物10～25份；有机酸化合物2～5份；无机填料10～20份；增塑剂2～10份；分散剂2～10份。本发明专利技术利用吡啶硫酮盐类化合物、双环脒类化合物、有机酸化合物，三者其协同使用效果，硫化过程中不产生亚硝胺等潜在有毒物质，具有焦烧时间长、硫化速度快、抗硫化返原的特性,能够用于替代现有的胍类促进剂，使用过程无邻甲苯胺等致癌成分，安全环保。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型综合促进剂预分散母胶粒及其制备方法与应用
本专利技术涉及橡胶助剂
，具体涉及一种环保型综合促进剂预分散母胶粒及其制备方法与应用。
技术介绍
橡胶的硫化促进剂简称促进剂，能促进橡胶硫化作用的物质，缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等。丙烯酸酯类橡胶是由丙烯酸酯类单体与少量具有交联活性基团单体共聚而成的共聚物，其主链是饱和型，且侧基含有极性的酯基，从而赋予聚丙烯酸酯类橡胶具有优异的耐氧化、耐臭氧、耐油和耐高温等特性，已被广泛应用于汽车、电器、列车、航空等领域。然而，丙烯酸酯类橡胶现常用二苯基胍、二邻甲苯胍等作为硫化促进剂，但是胍类促进剂与硫化剂在高温硫化过程中反应会生成潜在致癌物邻甲苯胺，因此开发环保型促进剂替代现有胍类促进剂已成为目前橡胶行业亟待解决的问题。同时现有促进剂中，多数为粉末或液体，在实际使用过程中存在分散性差、混炼周期长、计量困难、污染环境等问题。CN105295275A公开了一种丙烯酸酯类橡胶促进剂预分散母胶粒及其制备方法，该预分散母胶粒包括如下重量份数的组分：丙烯酸酯类聚合物载体20～40份、二烷基二硫代磷酸盐10～25份、二胺类化合物20～40份、无机填料20～40份、操作油1～10份。该预分散母胶粒用于丙烯酸酯类橡胶硫化时，与现有的丙烯酸酯类橡胶促进剂相比，不仅能够保持硫化后丙烯酸酯类橡胶的物理特性，而且安全环保、易分散，能够有效地提高硫化效率、优化焦烧时间、不产生喷霜现象，改善橡胶制品的低压缩形变和耐老化性能。但采用该综合促进剂预分散母胶粒时，其胶料的硫化速度较慢，需大幅提高硫化温度下才可获得更适宜的硫化速度，但由于胶料导热系数较低，提高硫化温度需要延长硫化时间，因此其不适合作为大尺寸橡胶制品的硫化促进剂。CN110591261A公开了一种丙烯酸酯类橡胶的硫化交联活性剂预分散母胶粒及其制备方法，该母胶粒包括DBU50～60份，MMBI12～20份，高分子量不饱和锌盐1～5份，酯类增塑剂5～10份和丙烯酸酯橡胶15～20份，该硫化活性剂使得DBU和MMBI及其他组分在丙烯酸类橡胶中的分散更为均匀，并有效的改善了丙烯酸酯类橡胶的抗焦烧性能和压缩永久形变，进而提高了丙烯酸酯橡胶的硫化速度、加工安全性和硫化胶的耐热性和老化性能。但采用该综合促进剂预分散母胶粒时，由于高温硫化过程中，上述促进剂会分解产生不溶性的碱性物质而造成橡胶制品容易发生表面喷霜现象，进而影响橡胶制品的品质和性能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种对环境友好，不含胍类化合物的综合促进剂预分散母胶粒，该母胶粒具有安全无毒、分散性好，能够有效地提高丙烯酸酯类橡胶的硫化效率、优化焦烧时间、不产生喷霜现象，并改善橡胶制品的低压缩形变和耐老化性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种环保型综合促进剂预分散母胶粒，按重量份计，包括如下组分：所述的聚合物载体为丙烯酸类橡胶，包括丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸盐、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中任一种或多种。所述的吡啶硫酮盐类化合物为但不限于吡啶硫酮锌、吡啶硫酮钼、吡啶硫酮铋、吡啶硫酮铜、吡啶硫铁中的一种或多种。作为橡胶的新型硫化促进剂，现未见有相关报道。所述的双环脒类化合物包括1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4,3,0]壬-5-烯(DBN)、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)中任一种或多种，作为橡胶的硫化促进剂。所述的有机酸化合物包括甲酸、乙酸、辛酸、异辛酸、苯甲酸、油酸、硬脂酸、苯酚、对甲苯磺酸中任一种或多种，作为橡胶的硫化促进剂的活化剂。本专利技术中利用吡啶硫酮盐类化合物、双环脒类化合物、有机酸化合物，三者其协同使用效果，硫化过程中不产生亚硝胺等潜在有毒物质，并具有焦烧时间长、硫化速度快、抗硫化返原的特性。优选地，所述的吡啶硫酮盐类化合物为吡啶硫酮锌或吡啶硫酮钼，所述的双环脒类化合物为DBU或TBD，所述的有机酸化合物为异辛酸或硬脂酸，这样的组合下，预分散母胶粒应用后的橡胶胶料的焦烧时间更长，硫化时间更短，材料的力学性能保持较好，甚至较现有产品有所提升。优选地，所述的吡啶硫酮盐类化合物、双环脒类化合物、有机酸化合物的重量份比例为3～8：3～8：1。该比例下获得的预分散母粒应用时，橡胶胶料的焦烧时间更长、硫化返原的特性更佳。进一步优选地，所述的吡啶硫酮盐类化合物、双环脒类化合物、有机酸化合物的重量份比例为4～5：4～5：1，所制得预分散母粒效果更好。所述的无机填料包括滑石粉、碳酸钙、硅藻土、白炭黑、黏土、炭黑中任一种或多种，主要用于吸附双环脒类化合物等液体成分，防止其析出，也可调节预分散母胶粒的挺度，利于预分散母胶粒原始形状的保持。所述的增塑剂用于增加预分散胶料的流动性，包括但不限于邻苯二甲酸酯类、柠檬酸酯类、脂肪族二元酸酯类、环氧大豆油类中任一种或多种。所述的分散剂用于改善粉状物料的分散性，包括但不限于硬脂酸、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸盐、聚乙烯蜡中任一种或多种。优选地，本专利技术的预分散母胶粒中还可以添加着色剂，用于以特定颜色区分预分散母胶粒的种类，增加其辨识度。所述的着色剂包括但不限于有机着色剂和/或无机着色剂。进一步优选地，所述的着色剂的重量份数为0.01～0.1份。本专利技术还提供了所述环保型综合促进剂预分散母胶粒的制备方法，包括如下步骤：(1)按照配比准确称量各原料，将聚合物载体和增塑剂加至密炼机混炼；(2)继续向密炼机中加入无机填料、分散剂进行混炼；(3)继续向密炼机中先后加入双环脒类化合物、吡啶硫酮盐类化合物、和有机酸化合物进行混炼，得到预分散胶料；(4)将步骤(3)混炼后的预分散胶料在挤出机中挤出造粒，得到所述的环保型综合促进剂预分散母胶粒。步骤(1)中，混炼温度为50～150℃，转子转速为60～120r/min，混炼时间为5～20min；进一步优选10～15min；步骤(2)中，混炼温度为40～100℃，转子转速为30～80r/min，混炼时间为5～25min；进一步优选10～15min；步骤(3)中，混炼温度为40～80℃，转子转速为40～80r/min，混炼时间为3～25min；5～12min；步骤(4)中，挤出机的加工温度为40～80℃，螺杆转速为40～100r/min，得到的预分散母胶粒的直径为4～10mm，长度为4～12mm。进一步优选的，步骤(4)中，预分散胶料在进入挤出机前使用60～400目的金属滤网，以进一步提高预分散胶料中各组分的分散性，并去除颗粒物。进一步优选的，为增加预分散母胶粒的辨识度，可在步骤(3)中加入0.01～0.1份的着色剂。为了解决现有粉状或液体硫化促进剂在实际使用过程中存在分散性差、混炼周期长、计量困难、污染环境等问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：





2.根据权利要求1所述的环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的聚合物载体包括丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸盐、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中任一种或多种。


3.根据权利要求1所述的环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的吡啶硫酮盐类化合物包括吡啶硫酮锌、吡啶硫酮钼、吡啶硫酮铋、吡啶硫酮铜、吡啶硫铁中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的双环脒类化合物包括1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二氮杂双环[4,3,0]壬-5-烯、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯中任一种或多种。


5.根据权利要求1所述的环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的有机酸化合物包括甲酸、乙酸、辛酸、苯甲酸、油酸、硬脂酸、苯酚、对甲苯磺酸中任一种或多种。


6.根据权利要求1所述的环保型综合促进剂预分散母胶粒，其特征在于，所述的吡啶硫酮盐类化合物为吡啶硫酮锌或吡啶硫酮钼，所述的双环脒类化合物为1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯或1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯，所述的有机酸化合物为异辛酸或硬脂酸。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永青，余宏伟，郑文革，苏耀卓，张利华，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33