技术领域
本发明属于橡胶加工技术领域。尤其是一种含有氢氧化镁的氯磺化聚乙烯 橡胶配方。
背景技术
目前，常用的氯磺化聚乙烯(CSM)橡胶配方多使用含铅的金属氧化物，金 属氧化物加促进剂硫化体系在加工时易引起焦烧问题。特别是一氧化铅很容易 产生焦烧，会使胶料在半成品加工时而造成材料的浪费。除此之外还对人类和 设备造成污染。由于一氧化铅(又名黄丹粉)相对密度较大(9.53克/立方厘米) 具有毒性。因此在配料时容易对人类造成尘肺中毒现象。另外，一氧化铅在胶 料中与硫磺作用生成黑色的硫化铅，使制品变黑不易于浅色制品的生产，对设 备容易造成污染或腐蚀现象。因此，需要开发一种不含有害金属氧化物的环保 型配方。
另外一种氯磺化聚乙烯橡胶配方采用氧化镁金属氧化物加促进剂硫化体 系，进行硫化虽然不会象一氧化铅在胶料中与硫磺作用生成黑色的硫化铅，使 制品变黑不易于浅色制品的生产，对设备容易造成污染或腐蚀现象。但是在硫 化过程中特别是硫化后的饱和气体排放到大气层对大气层造成污染。原因是由 于橡胶制品硫化大部分均采用金属氧化物和硫磺及其它硫化剂进行最终硫化至 成品。因此硫化后的饱和气体中含有大量的硫化氢(H2S)气体，这种气体与空 气中的水分接触后形成水硫酸(俗称酸雨)。
硫化氢气体的物理特性：
①无色气体，具有典型的臭鸡蛋气味；
②相对分子量：34.08；
③对空气相对密度：1.19
④易溶于水、醇类、二硫化碳、石油溶剂和原油中。
硫化氢气体的化学特性：
①可燃气体，自然温度260℃；
②在空气中的最终氧化物为硫酸或硫酸根离子；
③有剧毒；
④对钢材的腐蚀性极强。
硫化氢气体形成机理：橡胶分子与硫磺反应机理
～CH2～CH2～CH2＝CH～+S→～CH2～CH2～CH2＝CH～+H2S
酸雨的形成机理：硫化氢气体在空气中与水分反应机理
H2S+4H2O＝H2SO4+4H2
氯磺化聚乙烯橡胶CSM与天然胶，丁苯胶，顺丁胶等二烯类橡胶相比具有 较高的强度，加工困难；为此加工过程中需要较多的增塑剂。通常使用相溶性 好，价格较低的芳烃油、液体古马隆和脂类增塑剂如：二丁酯，二辛酯等增塑 剂；在硫化体系方面多金属氧化物：氧化铅和氧化镁(两种硫化剂可单独使用 也可以合并使用)而这种硫化剂只是作为橡胶分子链的引发剂，最终硫化剂是 DCP和硫磺(硫磺可以和促进剂结合使用，当采用DCP做硫化剂时硫磺既是辅助 硫化剂)；传统的橡胶配方大部分都在采用这种硫化方式(包括国外研究的配方 在内)；传统配方除了在上述说明的存在对人员、设备、环境产生污染外，胶料 制品的各项性能指标也不高。
发明内容
本发明目的是提供一种含有氢氧化镁的氯磺化聚乙烯橡胶配方，采用氢氧 化镁代替一氧化铅，解决由于生产给人员、设备、环境产生污染，从而达到环 保的目的，并提高橡胶产品的性能。
本发明的含有氢氧化镁的氯磺化聚乙烯橡胶配方，组分与质量份数配比如 下：
上述方案的优选方案一的配方组分与质量份数配比如下：
上述方案的优选方案二的配方组分与质量份数配比如下：
上述方案的优选方案三的配方组分与质量份数配比如下：
上述方案的优选方案四的配方组分与质量份数配比如下：
所述的二辛脂为癸二酸二辛脂、己二酸二辛脂、壬二酸二辛脂或邻苯二甲 酸二辛脂。
所述的超细氢氧化镁的粒度为5000目。
采用上述含有氢氧化镁的氯磺化聚乙烯橡胶配方制备含有氢氧化镁的氯磺 化聚乙烯橡胶的方法为：
1、按上述配比准备原料，原料中水分含量按重量百分比＜0.5％；
2、将密炼机升温到80～100℃时，将准备的氯磺化聚乙烯放在密炼机室内 进行搅拌8～10分钟，然后加入超细氢氧化镁搅拌2分钟，然后加入硬脂酸搅 拌1分钟，再加入炭黑和二辛脂进行混合搅拌3分钟，获得胶料；
3、将胶料通过导料车倒入开炼机里面，进行开放式混合并加入硫化剂DCP 和硫磺，混合3分钟；
4、将开炼机混合后的物料进行薄通处理，压成0.5～1毫米的薄片，然后 打成三角包；反复进行3～5遍，制成橡胶；
5、在开炼机上将橡胶压制成8～10毫米的胶片发到凉晒架上，通风降温。
氢氧化镁的特点：难溶于水和醇溶剂，溶于稀酸及铵盐；本发明的配方选 用氢氧化镁为组份，其主要目的就是应用氢氧化镁的不含有毒性且无污染的金 属氧化物进行橡胶最终硫化，是一种新型的、绿色的、阻燃型和烟气脱硫型的 环保型配方；加入硫化剂后产生的硫化氢气体与氢氧化镁发生如下反应：
H2S+4H2O＝H2SO4+4H2，
H2SO4+Mg(HO)2＝MgSO4+2H2O；
因此硫化后避免或减少了硫化氢气体的排放，减少对环境的污染。
在常用普通型CSM胶料中大量使用一氧化铅会使胶料在半成品加工时产生 焦烧而造成材料的浪费，而本发明不含一氧化铅，含有超细氢氧化镁使半成品 胶料可重复多次使用而不发生焦烧现象且储存期也较长；超细氢氧化镁在胶料 中起到硫化引发作用，因此它替代了一氧化铅的使用；如对人员、设备及环境 产生污染的一氧化铅或氧化镁；使用超细氢氧化镁的胶料半成品胶质地柔软， 加工性能良好挤出的胶条光滑，二次加工后还可以重复利用使产品成材率有所 提高；超细氢氧化镁经硫化后产品交联密度增加，因而产品各项性能指标优于 普通型硫化体系的产品。
本发明使用超细氢氧化镁制得的CSM橡胶产品不仅具有较高的硬度，而且 氢氧化镁在胶料中还能起到环保作用，使混炼胶便于加工；氢氧化镁是无毒、 无味、白色粉末，在加工过程中起橡胶分子链的引发作用，而在硫化过程中又 参与硫化效应，能赋予硫化胶较高的交联密度；因此应用氢氧化镁不但提高CSM 橡胶的加工性能和产品的质量，同时还减少或替代其他材料；如：硫化剂、促 进剂、及炭黑的使用量，这样就在原材料的使用上降低成本。
本发明的含有超细氢氧化镁的氯磺化聚乙烯橡胶配方，主要应用于工业制 品CSM，可制造具有特殊性能的胶管、输送带、密封件、胶辊等。例如以CSM为 包胶层的冶金胶辊，具有耐酸性和耐碱性。同时有较高的耐磨性和阻燃性。
具体实施方式
本发明采用的混合设备为密闭式炼胶机(简称密炼机)和开放式炼胶机(简 称开炼机)。
本发明采用的氢氧化镁：
英文名：Magnesiumhydyoxide
化学式：Mg(OH)2
分子量：58.326
熔点：350℃
密度：2.36
形状：无毒、无味白色粉末
粒度：5000目(超细级别)。
本发明实施例中采用的氯磺化聚乙烯(CSM)、超细氢氧化镁、硬脂酸、炭 黑N550、二辛脂、硫化剂DCP和硫磺为市购产品。
本发明实施例中采用传统配方进行对比实验，获得的橡胶产品性能如表1 所示；
表1
本发明实施例中的橡胶产品性能如表2所示；
表2
以下各实施例仅用于对本发明进行解释说明，并不构成对权利要求范围的限 定，本领域技术人员根据说明书内容可以想到的其它替代手段，均应在本发明 权利要求的保护范围之内。
实施例
组份 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 氯磺化聚乙烯 100 100 100 100 100 超细氢氧化镁 20 15 18 15 10 硬脂酸 1 2 1.2 1.8 1.5 炭黑N550 45 50 30 50 40 二辛脂 12 10 15 11 13 硫化剂DCP 3 2 2.5 2 2.5 硫磺 1 0.7 0.8 0.7 0.8 组份 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 氯磺化聚乙烯 100 100 100 100 100 超细氢氧化镁 15 16 18 19 20 硬脂酸 1 1.3 1.5 1.8 2 炭黑N550 35 42 46 48 50 二辛脂 10 11 12 13 15 硫化剂DCP 2.5 2.2 2.8 3 2.6 硫磺 0.6 0.7 0.8 0.9 1
实施例的胶料性能指标检测数据
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 拉伸强度(MPa) 21.54 19.23 20.17 24.35 20.96 撕裂强度(KN/M) 56.14 60.27 59.35 55.42 61.28 扯断伸长率(％) 312 334 327 309 341 硬度(邵氏) 78 79 77 80 78 磨耗(cm3/1.6km) 0.16 0.12 0.18 0.13 0.17 性能指标 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 拉伸强度(MPa) 19.25 20.63 22.18 24.35 23.47 撕裂强度(KN/M) 53.18 60.95 62.37 64.15 61.67 扯断伸长率(％) 321 329 318 325 331 硬度(邵氏) 77 78 80 80 81 磨耗(cm3/1.6km) 0.13 0.15 0.11 0.10 0.12
按所列实施例配方中的原料及用量制得的产品不仅具有较高的硬度，而且 氢氧化镁在胶料中还能起环保的作用；氢氧化镁是无毒、无味的白色粉末，在 加工过程中起橡胶分子链的引发作用，而在硫化过程中又参与硫化效应，能赋 予硫化胶较高的交联密度；由于氢氧化镁价格低廉，应用在该配方中不但提高 CSM橡胶的加工性能和产品的质量，同时还减少或替代其他材料；如：硫化剂、 促进剂、及炭黑的使用量，这样就在原材料的使用上降低成本。