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橡胶助剂的主要分类、应用以及发展方向
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橡胶助剂又称橡胶添加剂、橡胶补强剂,主要用于天然橡胶的硫化。橡胶助剂的出现,有效促进橡胶工业绿色环保化,降低、消除橡胶助剂在橡胶产品配炼过程中粉尘污染,有着很大作用。下面,贤集网的小编就来为大家介绍一下橡胶助剂的主要分类、应用以及发展方向

橡胶助剂的主要分类

1、硫化剂(交联剂)、促进剂、活化剂和防焦剂等。

2、抗氧剂、抗臭氧剂、抗屈挠龟裂剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、有害金属抑制剂、物理防老剂、防白蚁剂、防霉剂等。

3、括炭黑、白炭黑、金属氧化物、无机盐、树脂等。

4、间甲白体系和钴盐体系粘合剂和胶黏剂。

5、工艺操作助剂包括塑解剂、增溶剂、增塑剂、软化剂、均匀剂、润滑剂、分散剂、增粘剂、隔离剂、脱模剂等。

6、着色剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、膏化剂、湿润剂、乳化剂、稳定剂、凝固剂、热敏剂、抗蹼剂、防腐剂、保存剂、阻燃剂、抗静电剂和芳香剂等。

橡胶助剂的应用

众所周知,在橡胶工业产品加工中,除了橡胶主材以外,还必需要填加众多配合助剂,诸如硫化体系各种助剂,填充补强体系各种助剂,防老体系各种助剂等等,经过科学设计,组成配比,经混炼,成型和交联反应,成为硫化产品,方能实现其应用价值。由于大部份助剂均以粉体形体存在,在混炼中,难免飞场,为改变此状况,近百年来,橡胶机械科技人员,不懈努力,研发创新,从开炼机配炼加料,到密炼机投料,再到当今上辅机电脑程控自动计量密闭投料,逐步实现清洁化配炼生产。

根据橡胶助剂物料性质,配方设计对制品的使用功能,和生产流程,把粉状或块状的橡胶助剂,加工成球状,半球状,圆柱状,碎片状,以改进配炼车间工作环境和方便操作。为实现绿色环保化生产提供了保障。同时也对各种配炼助剂的明显识别,防错,提高配炼效率起着很大作用。

 

目前橡胶助剂的预分散造粒方法有四种:

1、干法造粒

2、湿法挤出造粒

3、回转带式冷凝造粒

4、载体预分散包覆造粒。

以上各种方法,可以根据助剂性状特点去采用。

 

对辊式干法造粒的特点是助剂粉料经机械压力而成型,不添加任何分散和润湿物质,生产的产品,保证"原汁原味","纯"字占优,同时工艺流程简便,突出"压缩",堆积比重提高,减少干燥过程,如多组分抗氧剂复配就可用此法,以各单组分抗氧剂,按比例投入混合器中混合,混合后粉料进行压片造粒,经破碎筛分后,得到不规则的片状复配颗粒料;

湿法造粒,是在固体粉料与液体共存,加入适量粘合剂,湿润剂,以固相为主的分散体中,利用分散体的自粘性能,通过机械施加的挤压力作用,使物料中固相基本微粒靠液体的界面作用,相互粘接,压实,并挤出造粒法,从设定的模板开孔挤出,形成一定形状和粒度均匀的颗粒,其形状一般为直径为1.0一8.0mm圆柱状。湿法造粒的特点为:固液相共存[对低软化点物料湿含量极低,或无湿份,但造粒过程使物料局部软化或熔化形成固液相共存。固相中的基本微粒无塑性变形,造粒后的颗粒物料,要进行干燥处理,对软化点低的物料需干燥,冷却处理。对无自粘性的物料,在造粒时要添加粘结剂或能溶解固相的溶剂,以有利于造粒。像促进剂M,DM,CZ,D,NS等都可用此法造粒。

滴液造粒。回转带式冷凝造粒。利用助剂物料的低熔点或低软化点特性,根据物料熔融态时的粘度范围,通过特殊的布料装置将熔融液料均匀布在下方匀速移动的钢带上,同时在钢带下方设置的连续喷淋装置的强制冷却的作用下,使得物料在移动,输送过程中得以冷却,固化,形成半球状,条状,片状产品,从而达到连续造粒成型。

载体预分散包覆造粒:是以定量聚合物为载体,将定量橡胶助剂微粒,均匀地预分散到聚合物中,使助剂微粒表面形成载体包覆层,同时由聚合物将助剂物料的微粒,相互粘连,团聚,并通过挤压成型机,挤出条状,经切粒机冲切为规格一致的圆柱状产品。其直径为4一6mm,长度在5mm范围。载体预分散包覆造粒法,可选用蜡类,硬脂酸类物质为载体,来包覆助剂粉末产品,使其成为有规颗粒。此法可适用于大多数促进剂如M,TMTD,DM,NS,CZ等,还有像活性剂氧化锌[CR的交联剂]填充补强剂如炭黑,碳酸钙,白炭黑都可用载体预分散包覆法造粒。它的特点是产品完全无尘及二次粉化,可用不同颜色区分品种,易于识别,防止使用差错,有利于助剂活化和偶联功效,对主体橡胶及助剂有分散,亲合作用。

橡胶助剂的发展方向

1、选用绿色清洁、无毒或低毒原料

从主原料、辅助原料、溶剂与催化剂选用上均应考虑绿色化。

2、优化工艺与原料配合

关键在于优化,选用最适合的工艺配方,稳定品质的同时降低各类消耗。调整橡胶助剂产品结构、替代有毒有害的助剂产品。行业产品绿色化进程:2001年协会提出产品绿色化方向;2010年促进剂NOBS与防老剂D列入国家落后淘汰产品目录,2016年国家鼓励的有毒有害原料替代品目录发布,其中ZBEC、TBzTD、DBD、DTDC、ZBOP70列入环保产品目录。

3、工艺设计绿色化

工艺设计是节能减排、清洁生产的前提,近年来促进剂M、DM、CZ等助剂产品的清洁化生产正在进行,而清洁工艺路线的设计是研发技术人员实现清洁化生产的重要突破点,从源头上降低或杜绝污染产生。

4、生产过程清洁化

通过优化工艺流程、革新设备、生产线智能自动化改造等环节创新,来实现橡胶助剂产品生产过程清洁化,减少各类污染物的产生。

收集并仔细理解、执行国家相关部门的对橡胶助剂工厂环保的要求,成立专业的环保团队,从设计到运行严格要求自身,将生产中所产生的污染物进行达标处理,环保运行要求正常稳定,时时监测污染物产生排放处理情况,遇问题即时解决。橡胶助剂绿色化任重道远,虽已上道但尚未成功,需行业从业者继续努力。

橡胶助剂类型:

硫化体系助剂包括硫化剂、促进剂、活化剂和抗硫化返原助剂。 硫化剂是指能和橡胶起交联作用的物质,故又称交联剂。橡胶是一种链状高分子材料,加入硫化剂能与之产生交联反应,形成三维立体网状结构,使橡胶由塑形材料变为弹性材料,故硫化剂是橡胶最重要的一类配合剂。

促进剂是指加入胶料后能缩短硫化时间和降低硫化温度的物质。加入促进剂能促使硫化剂活化,从而加速硫化剂与橡胶分子间的交联反应,打到缩短硫化时间、降低硫化温度、增加产量、降低成本的实际效果。(苯胺、有机碱、噻唑类、二硫代氨基甲酸盐类、胍类、秋兰姆类、黄原酸类和次硫酰胺类)。

理想的促进剂应具备如下功能:

1、焦烧时间长(硫化之前的加工安全性高)。

2、硫化时间短(硫化起步快,生产效率高)。

3、硫化曲线平坦(平坦硫化时间长,无硫化返原)。

4、无毒,无污染性。

活性剂是指加入胶料后能增加促进剂活性,减少促进剂用量,缩短硫化时间的物质,又称为促进助剂。硫化活性剂,简称活性剂,又称助促进剂,是指能够增加促进剂活性、提高硫化速率和硫化效率(既增加交联剂键的数量,又降低交联剂键中的平均原子数量),改善硫化胶性能的化学物质。

硫化返原是指硫交联键受热降解导致硫化橡胶物理性能下降(返原)及使用性能变差的现象。为此,需要开发抗硫化返原剂,既能抗返原,又不影响硫化橡胶的其他性能。

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