无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及橡胶制品制备技术领域，特别是涉及无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板及其制备工艺。


背景技术：

2.三元乙丙橡胶是由乙烯和丙烯再加第三单体经溶液聚合法所制成的饱和橡胶，因其具有的独特高饱和性能和高度柔顺性，使其表现出优良的耐化学药品稳定性，优异的耐臭氧耐天候老化性能，优良的耐热性能，耐水蒸气，电绝缘性和优良的耐曲挠性能，高回弹性能及耐低温性能。被广泛应用在汽车零部件，耐热输送带，电线电缆，防腐衬里，防水片材，门窗密封条，家用电器，减震密封等众多领域，也是太阳能层压机上重要的耐高温橡胶板的首选材料。
3.三元乙丙橡胶要具有耐高温的特性，其硫化体系首选是过氧化物体系(过氧化物的碳碳健比硫磺的多硫键的稳定性和键能要高出几个数量级)，用过氧化物作为乙丙胶的硫化剂。
4.三元乙丙橡胶常用的过氧化物硫化剂有：dcp(过氧化二异丙苯,分子式为c18h22o2)和bipb(1.3双(叔丁基过氧基二异丙基)苯,分子式为c20h34o4)，俗称无味dcp。
5.dcp作为三元乙丙胶最常用的一种过氧化物硫化剂，具有价格低廉，硫化效率高的特点，应用广泛，但其缺点是：受热分解后，会分解出一种苯乙酮和异丙醇苯的物质，这使胶板硫化后有强烈的刺激性气味，会弥漫在生产车间内，即使胶板制成后，在层压机的使用过程中，也仍存在很大气味，这些刺激性气味对胶板生产车间和使用车间的员工不利，有害健康。
6.bipb，因为分子式和dcp比较接近，气味又比dcp低很多，交联程度和物性也十分接近dcp的水平，因此被称呼为无味dcp。其在硫化热分解后会产生丙酮，甲烷，叔丁醇，连乙酰苯以及二羟基二异丙苯，乙酰2羟基异丙苯等众多分解产物，其中羟基异丙苯类物质是强极性物质，而三元乙丙胶是非极性橡胶，两者的相容性很差，导致使用bipb的胶板虽然在气味上有所改善和缓解，但也带来了新的问题：胶板在硫化后没几天就会在胶板表面出现一层白色的晶体的喷霜，这一发白现象即便经过二次硫化处理也无法彻底改善和解决，导致生产车间内飞扬着这种白色晶体，同时在层压机上使用时，胶板表面会有白色晶体析出，影响外观质量，晶体飞扬后也会对太阳能组件的精密度和封装严密性产生一些影响，无法使客户满意。
7.另有一种过氧化物，双25,(dbpmh,2,5二甲基-2，5(二叔丁过氧基)已烷，分子式为c16h34o4)，主要应用在硅胶里，是硅胶里的重要硫化剂之一。三元乙丙胶用双25作为硫化剂的优势是耐热性能好、在硫化过程中不易产生副产物和刺激性较强的气味，但是，市面上的双25大多都是以硅胶为载体的半透明膏状物或纯液体，这2种形态的双25直接用在三元乙丙胶里做硫化剂具有以下缺陷：一是不好混炼，混炼周期长，吃料速度慢，二是硫化后的物性波动比较大。
8.因此，需要对现有技术进行改进。


技术实现要素：

9.本发明提供无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板及其制备工艺，用以解决上述问题。
10.本发明采用的一个技术方案是：提供无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其质量配比如下：
11.100份三元乙丙胶、65-80份炭黑、4-8份石蜡油、20-30份无机填料、5-10份氧化锌、0.5-1.0份硬脂酸、6-9份防老剂、8-12份预处理硫化剂、4-5份助交联剂，所述预处理硫化剂由双25和白炭黑混合制备而成，使得预处理硫化剂易混炼。
12.进一步的，所述白炭黑采用bet比表面积大于100m2/g且ph值≥7的中性白炭黑，能有效吸附双25液体且不影响过氧化物交联效率，与双25混合后易分散；
13.进一步的，所述双25和白炭黑的比例是1：1(重量份)；
14.进一步的，所述助交联剂为tmptma，与双25配合能显著提高胶料的耐热性，撕裂性，拉伸强度及回弹性。
15.进一步的，所述炭黑采用细粒子补强炭黑和中粒子补强炭黑，所述中粒子补强炭黑是以天然气为原料的半补强炭黑，具有更好的耐热和回弹性。
16.进一步的，所述中粒子补强炭黑在45-55份，细粒子补强炭黑在20-25份。
17.进一步的，还包括3-5份除味剂，所述除味剂是物理吸附螯合型除味剂，来降低和消除耐高温胶板硫化后的残留气味。
18.本发明采用的另一个技术方案是：提供无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板的制备工艺，包括以下步骤：
19.s1、制备硫化剂：将白炭黑与双25依次加入搅拌容器，搅拌均匀后排出备用，得到预处理硫化剂；
20.s2、混炼阶段：将三元乙丙胶、炭黑、石蜡油、无机填料、氧化锌、硬脂酸和防老剂加入密炼机内进行混炼，排胶得到a炼胶；
21.s3、一次翻炼：将a炼胶加入开炼机进行一次翻炼，翻炼均匀后出片，停放冷却；
22.s4、加硫混炼阶段：将冷却后的a炼胶、预处理硫化剂、助交联剂加入密炼机内进行加硫混炼，排胶得到b炼胶；
23.s5、二次翻炼：将b炼胶加入开炼机进行二次翻炼，翻炼均匀后出条，停放冷却；
24.s6、预成型阶段：将冷却后的b炼胶送入挤出成型机进行半成品预成型，得到所需尺寸的半成品胶板，停放冷却；
25.s7、硫化成型阶段：将半成品胶板放在平板硫化机上进行压制成型，得到成型胶板，卷曲停放。
26.进一步的，在步骤s1中，控制搅拌转速在15-25转/分钟，搅拌温度在50℃内，先正转搅拌20-25分钟，后反转搅拌20-25分钟，使白炭黑与双25充分混合，形成的预处理硫化剂易分散不结团。
27.本发明无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板及其制备工艺的有益效果是：
28.1、使用双25作为三元乙丙橡胶的过氧化物硫化剂，使胶板具有更好的耐热性能，
并且在硫化过程中不易产生副产物和刺激性较强的气味，并对双25进行预处理，与白炭黑搅拌混合获得更好的分散效果，提升混炼效率，同时，硫化后的物性也更稳定，实现了无味不喷霜不发白的层压机耐高温橡胶板的制备。
附图说明
29.图1是本发明第一实施例无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板的制备工艺流程图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
31.本发明第一实施例提供无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其质量配比如下：
32.100份三元乙丙胶、70份炭黑、6份石蜡油、25份无机填料、7份氧化锌、0.8份硬脂酸、7.5份防老剂、4份除味剂、10份预处理硫化剂、4.5份助交联剂，预处理硫化剂由双25和白炭黑混合制备而成，使得预处理硫化剂易混炼；
33.白炭黑采用bet比表面积大于100m2/g且ph值≥7的中性白炭黑，作为双25的吸附剂，能有效吸附双25液体且不影响过氧化物交联效率，与双25混合后易分散，混合时双25和白炭黑的比例是1：1(重量份)。
34.具体的，白炭黑选用牌号是盈创化工(格拉斯白炭黑)生产的rs120，实际混合时，双25的含量为50
±
1％。
35.具体的，助交联剂选用tmptma(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)350d，通过助交联剂来补充过氧化物的进一步交联，达到提高胶料的模量，定伸应力，拉伸强度，提高胶料的耐热性和回弹性，减少胶料的压缩永久变形性的作用，tmptma与双25配合能显著提高胶料的耐热性，撕裂性，拉伸强度及回弹性。
36.选用上述白炭黑作为三元乙丙胶的过氧化物硫化剂的理由：
37.作为双25的载体，需要满足以下要素：1、一定的bet值，保证材料的比表面积大，便于吸附液体，最好在100m2/g以上；二是合理的ph值，最好是中性偏碱性，ph值≧6.5，因为酸性的物质对过氧化物的交联有影响同时会消耗一部分过氧化物，原因是在酸的作用下很容易发生异裂或离子型分解，不能形成活性自由基而引发交联，使过氧化物的交联效率降低；3、制备的预处理硫化剂应当容易分散不能结团。
38.其他材料情况：
39.三元乙丙胶采用茂金属为催化剂的可控支链技术的enb型三元乙丙胶，这样的生胶催化剂残留少，纯净度高，气味更低，选用的是常州阿朗新科生产的epdm胶；
40.炭黑采用细粒子补强炭黑和中粒子补强炭黑并用，其中，细粒子补强炭黑为n330，中粒子补强炭黑是以天然气为原料的半补强炭黑，具有更好的耐热和回弹性，比例为20：50；
41.石蜡油采用高闪点加氢石蜡油，其开口闪点在280℃以上，加氢可消除石蜡油里的多环芳烃含量以及微量的含硫，氮，氧杂环的非烃类极性化合物，以保证石蜡油的纯净度和高石蜡烃含量；
42.无机填料是煅烧高岭土；防老剂为445，rd和mb三种搭配使用；
43.除味剂是物理吸附螯合型除味剂，能消除双25反应后残留的微量气味，选用牌号是高效橡塑除味剂br-d。
44.请参阅图1，本发明第一实施例提供无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板的制备工艺，包括以下步骤：
45.s1、制备硫化剂：首先将白炭黑倒入到搅拌容器内，再将液体双25倒入到搅拌容器内，之后锁紧搅拌容器的罐门，开启搅拌，先正转25分钟，在反转25分钟，转速为25转/分钟，可以变频调速，总搅拌时间为50分钟，搅拌温度控制在50℃以内，胶板完成后开启罐门，将搅拌好的以白炭黑为载体的含量为50％的双25排出自然冷却后，装包待用，得到预处理硫化剂；
46.s2、混炼阶段：将三元乙丙胶、炭黑、石蜡油、无机填料、氧化锌、硬脂酸和防老剂加入密炼机内进行混炼，采用逐段降速的方式，从初始的35转到排料前的25转每分钟，上顶栓压力为5.5公斤力，三区水温控制在35
‑‑
40摄氏度，排胶温度在155
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165摄氏度，得到a炼胶；
47.s3、一次翻炼：将a炼胶加入开炼机进行一次翻炼，翻炼均匀后出片，停放冷却8小时以上；
48.s4、加硫混炼阶段：将冷却后的a炼胶、预处理硫化剂、助交联剂加入密炼机内进行加硫混炼，密炼机转速为25转每分钟，上顶栓压力为4.0公斤力，三区水温控制在35—40摄氏度，排胶温度在95—105摄氏度，排胶得到b炼胶；
49.s5、二次翻炼：将b炼胶加入开炼机进行二次翻炼，翻炼均匀后出条，停放冷却24小时以上；
50.s6、预成型阶段：将冷却后的b炼胶送入挤出成型机进行半成品预成型，挤出机的机身温度控制在50
‑‑
60℃，机头温度控制在70-80℃，挤出机转速控制在25转每分钟，挤出压力为0.55mpa，得到所需尺寸的半成品胶板，半成品胶板上铺垫隔离棉布卷曲停放48小时以上待用；
51.s7、硫化成型阶段：将半成品胶板放在高精度高压力的1500吨位的平板硫化机上进行压制成型，硫化温度180℃，硫化压力为15mpa，硫化时间10分钟，硫化胶板上下铺垫带花纹的耐高温成型胶布，得到成型胶板，卷曲停放48小时以上。
52.具体的，在步骤s1中，白炭黑和双25按照各25kg的比例加入，搅拌一次的总重量为50kg,具体重量可以根据搅拌器的大小来酌情称量，搅拌容器使用的搅拌杆为s型，使搅拌更加充分和均匀；
53.本实施例中制备的层压机耐高温橡胶板的性能测试数据见下表：
[0054][0055][0056]
本发明无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板及其制备工艺的有益效果是：
[0057]
1、使用双25作为三元乙丙橡胶的过氧化物硫化剂，使胶板具有更好的耐热性能，并且在硫化过程中不易产生副产物和刺激性较强的气味，大大改善了车间工作环境，并对双25进行预处理，与白炭黑搅拌混合获得更好的分散效果，提升混炼效率，同时，硫化后的物性也更稳定，实现了无味不喷霜不发白的层压机耐高温橡胶板的制备；
[0058]
2、采用bet比表面积大于100m2/g且ph值≥7的中性白炭黑，能有效吸附双25液体且不影响过氧化物交联效率，与双25混合后易分散，混合时，双25和白炭黑的比例是1：1(重量份)，此时吸附和分散效果最佳；
[0059]
3、通过添加除味剂，可降低和消除耐高温胶板硫化后的残留气味；
[0060]
4、通过材料的合理搭配、工艺步骤的改进和控制，本层压机耐高温橡胶板就可以省去二次烘烤去除气味的工艺步骤，提高了生产效率，节约了工艺成本，降低了生产陈本，提高了经济效益。
[0061]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其质量配比如下：100份三元乙丙胶、65-80份炭黑、4-8份石蜡油、20-30份无机填料、5-10份氧化锌、0.5-1.0份硬脂酸、6-9份防老剂、8-12份预处理硫化剂、4-5份助交联剂，所述预处理硫化剂由双25和白炭黑混合制备而成。2.根据权利要求1所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，所述白炭黑采用bet比表面积大于100m2/g且ph值≥7的中性白炭黑。3.根据权利要求2所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，所述双25和白炭黑的比例是1：1(重量份)。4.根据权利要求1-3任一所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，所述助交联剂为tmptma。5.根据权利要求4所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，所述炭黑采用细粒子补强炭黑和中粒子补强炭黑，所述中粒子补强炭黑是以天然气为原料的半补强炭黑。6.根据权利要求5所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，所述中粒子补强炭黑在45-55份，细粒子补强炭黑在20-25份。7.根据权利要求1-3任一所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，还包括3-5份除味剂，所述除味剂是物理吸附螯合型除味剂。8.根据权利要求7所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，所述炭黑采用细粒子补强炭黑和中粒子补强炭黑，所述中粒子补强炭黑是以天然气为原料的半补强炭黑。9.无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板的制备工艺，包括以下步骤：s1、制备硫化剂：将白炭黑与双25依次加入搅拌容器，搅拌均匀后排出备用，得到预处理硫化剂；s2、混炼阶段：将三元乙丙胶、炭黑、石蜡油、无机填料、氧化锌、硬脂酸和防老剂加入密炼机内进行混炼，排胶得到a炼胶；s3、一次翻炼：将a炼胶加入开炼机进行一次翻炼，翻炼均匀后出片，停放冷却；s4、加硫混炼阶段：将冷却后的a炼胶、预处理硫化剂、助交联剂加入密炼机内进行加硫混炼，排胶得到b炼胶；s5、二次翻炼：将b炼胶加入开炼机进行二次翻炼，翻炼均匀后出条，停放冷却；s6、预成型阶段：将冷却后的b炼胶送入挤出成型机进行半成品预成型，得到所需尺寸的半成品胶板，停放冷却；s7、硫化成型阶段：将半成品胶板放在平板硫化机上进行压制成型，得到成型胶板，卷曲停放。10.根据权利要求9所述的无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其特征在于，在步骤s1中，控制搅拌转速在15-25转/分钟，搅拌温度在50℃内，先正转搅拌20-25分钟，后反转搅拌20-25分钟。

技术总结
本发明提供无味不喷霜的层压机耐高温橡胶板，其质量配比如下：100份三元乙丙胶、65-80份炭黑、4-8份石蜡油、20-30份无机填料、5-10份氧化锌、0.5-1.0份硬脂酸、6-9份防老剂、8-12份预处理硫化剂、4-5份助交联剂，所述预处理硫化剂由双25和白炭黑混合制备而成。其制备工艺为：制备硫化剂-混炼阶段-一次翻炼-加硫混炼阶段-二次翻炼-预成型阶段-硫化成型阶段。本发明使用双25作为三元乙丙橡胶的过氧化物硫化剂，使胶板具有更好的耐热性能，并且在硫化过程中不易产生副产物和刺激性较强的气味，并对双25进行预处理，与白炭黑搅拌混合获得更好的分散效果，提升混炼效率，同时，硫化后的物性也更稳定，实现了无味不喷霜不发白的层压机耐高温橡胶板的制备。高温橡胶板的制备。高温橡胶板的制备。


技术研发人员：陈建立
受保护的技术使用者：苏州斯尔泰光伏材料科技有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/10/15