[發(fā)明專利]橡膠的輻射硫化加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710016031.6
• 申請日: 2007-06-03
• 公開（公告）號: CN101081901A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慶國;曲斌艷
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/28;C08L7/00;C08L9/00;C08L11/00;C08L19/00;C08L23/00;C08L83/04;C08L75/04;B29C35/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所
• 代理人: 于正河

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種將高能輻射技術(shù)應(yīng)用到單一輻射型或混合輻射型橡膠硫化加工工藝中，實現(xiàn)橡膠的輻射硫化加工方法。

背景技術(shù)：

生產(chǎn)橡膠制品的基本工序之一是橡膠的硫化。傳統(tǒng)的橡膠硫化技術(shù)是在橡膠膠料中加入一定比例的硫磺和促進(jìn)劑，然后再加熱，這是橡膠工業(yè)普遍采用的硫化方法。這種傳統(tǒng)的硫磺硫化方法也存在一定缺陷，如輪胎的蒸氣加熱硫化過程，既需要較高的能量，又難以控制好橡膠制品的預(yù)交聯(lián)度，橡膠材料因加熱升溫而變稀，容易發(fā)生流動，造成制品的不均勻性，浪費橡膠原料。此外，傳統(tǒng)的化學(xué)硫化方式還存在硫化時間長、操作工藝復(fù)雜和環(huán)境不友好等缺點。

橡膠的輻射硫化原理是，在常溫常壓下，高能射線粒子在橡膠基中激活橡膠分子，產(chǎn)生橡膠大分子自由基，自由基相互結(jié)合(偶合終止)，完成橡膠大分子之間的交聯(lián)。與硫磺硫化的橡膠相比，輻射硫化的橡膠具有耐臭氧化、抗老化、強(qiáng)度增大的優(yōu)點，同時，橡膠的輻射硫化過程也具有環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約原料、生產(chǎn)效率高和控制方便等優(yōu)點，但目前使用的輻射硫化方法還存在著操作工藝相對復(fù)雜等缺點。

應(yīng)用輻射硫化(交聯(lián))技術(shù)可隨意控制橡膠制品的交聯(lián)度，而且操作方便。在生產(chǎn)應(yīng)用方面，通過控制輻照劑量，能夠獲得橡膠材料所需的交聯(lián)度，為橡膠的預(yù)硫化工藝提供了最佳手段。例如：采用橡膠輪胎的輻射預(yù)硫化方法，能夠降低橡膠高溫狀態(tài)的流動性，保證了輪胎在加工流水線上以及最后的硫化時形狀和三維尺寸，輻射硫化技術(shù)在輪胎等橡膠制品生產(chǎn)領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種新型的橡膠硫化工藝，特別是一種利用高能γ射線或電子束作用，輻射交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的橡膠硫化方法。該方法能提高橡膠產(chǎn)品性能、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約原料、能耗、提高生產(chǎn)效率等。在輻射交聯(lián)橡膠中，高鍵能的C-C鍵代替了硫磺硫化橡膠中的S-S鍵，大大增加了橡膠材料的耐臭氧化性、耐熱性和力學(xué)強(qiáng)度，提高了橡膠材料的使用壽命。在輪胎生產(chǎn)應(yīng)用中，用電子加速器對橡膠輪胎的橡膠部件進(jìn)行輻照，使橡膠大分子產(chǎn)生輕度的交聯(lián)(輻射預(yù)硫化)。橡膠輻射預(yù)硫化的結(jié)果是提高生膠的強(qiáng)度，保持了各橡膠部件的初步定型，減少了輪胎生產(chǎn)操作的困難程度，避免了后續(xù)工序中發(fā)生的輪胎尺寸變形或橡膠流溢現(xiàn)象。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明先將生膠料、配合劑、填料和硫化劑混合后在雙輥開煉機(jī)或密煉機(jī)中進(jìn)行混煉后初步形成未硫化橡膠型材；再對未硫化橡膠型材進(jìn)行一次或多次輻射硫化形成單一性輻射型硫化橡膠；或再對未硫化橡膠型材先進(jìn)行電子射線或γ射線的輻射預(yù)硫化后再進(jìn)行加熱式化學(xué)硫化形成輻射----化學(xué)混合型硫化橡膠；或再對未硫化橡膠型材先進(jìn)行加熱式化學(xué)預(yù)硫化后再進(jìn)行電子射線或γ射線的輻射預(yù)硫化形成化學(xué)----輻射混合型硫化橡膠。

本發(fā)明涉及的應(yīng)用輻射技術(shù)進(jìn)行硫化的橡膠材料或橡膠產(chǎn)品包括橡膠輪胎部件(輪胎胎面膠、內(nèi)襯、胎體)、橡膠密封材料、阻尼減振板、坦克履帶板用著地橡膠、橡膠管材和橡膠型材的成品或半成品。

本發(fā)明包括單一輻射型橡膠硫化加工和混合型橡膠輻射硫化加工，單一輻射型橡膠硫化加工方法對成型或未成型的未硫化橡膠進(jìn)行一次或多次的輻射硫化，最終實現(xiàn)橡膠的全硫化；混合型橡膠輻射硫化加工先對成型或未成型的未硫化橡膠進(jìn)行輻射預(yù)硫化，達(dá)到預(yù)定交聯(lián)程度，以滿足后續(xù)加工工序的要求，然后再進(jìn)行加熱化學(xué)硫化(硫磺硫化或過氧化物硫化)加工；或先對未硫化橡膠進(jìn)行化學(xué)硫化(硫磺硫化或過氧化物硫化)，加工成半硫化橡膠后，再應(yīng)用輻射技術(shù)對橡膠材料進(jìn)行輻射硫化，完成橡膠產(chǎn)品的全硫化過程。

本發(fā)明涉及的橡膠原料包括橡膠生膠和半硫化橡膠，橡膠的形態(tài)包括固體橡膠和粉末橡膠；橡膠的品種包括天然橡膠(NR)和合成橡膠(SR)；合成橡膠主要包括丁苯橡膠(SBR)、丁基橡膠(IIR)、丁腈橡膠(NBR)、異戊橡膠(IR)、氯丁橡膠(CR)、順丁橡膠(BR)、乙丙橡膠(EPM，EPDM)、氟橡膠(FPM)、丙烯酸酯橡膠(ACM、ANM)、氯化聚乙烯(CPE，CM)、丁吡橡膠(PBR)、硅橡膠(Q)、聚氨基甲酸酯橡膠(AU，EU)、聚醚橡膠(CO，ECO，GPO)、聚硫橡膠(T)。

本發(fā)明涉及的輻射橡膠體系是天然橡膠或合成橡膠中的一種，或是上述橡膠中的兩種或多種橡膠材料的組合，或是含有橡膠材料的復(fù)合材料。

本發(fā)明涉及的橡膠混煉加工設(shè)備包括密煉機(jī)、開煉機(jī)或擠出機(jī)。