CN102134339B - 硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料及其制备工艺，该硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶100份，硫酸钙晶须15~25份，炉法炭黑10~20份，硫磺0.5~1.5份，促进剂NS0.5~2份，氧化锌2~4份，硬脂酸1~3份，钛酸酯偶联剂1~3份。其制备方法是：按重量配比称取原料；将硫酸钙晶须加入到高速混合机中，在98-102℃下加入钛酸酯偶联剂，混合6～10min，得到改性硫酸钙晶须；再将丁苯橡胶、硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5~7min；加入硫磺、促进剂NS、硬脂酸和氧化锌，混炼3～6min，制成片。本发明之硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料强度高，韧性好，性能稳定，可广泛用于轮胎、胶管和胶鞋等的制作。

Description

硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及改性丁苯橡胶复合材料及其制备工艺，尤其是涉及一种硫酸钙晶须改性丁苯橡胶（SBR）复合材料及其制备工艺。
背景技术
丁苯橡胶（SBR）是丁二烯和苯乙烯的共聚物，因是通用胶，且价格便宜，70%用于轮胎行业，在管、带和鞋等领域也有大量应用。但是，其强度较低，韧性较差，性能欠稳定，限制了其进一步的推广应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有丁苯橡胶存在的不足，提供一种强度高，韧性好，性能稳定的硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料及其制备工艺。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
本发明之硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶 100份，硫酸钙晶须 15~25份，炉法炭黑 10~20份，硫磺0.5~1.5份，促进剂NS 0.5~2份，氧化锌2~4份，硬脂酸1~3份，钛酸酯偶联剂1~3份。
优选的重量配比为：丁苯橡胶 100份，硫酸钙晶须25份，炉法炭黑20份，硫磺1.5份，促进剂NS 1份，氧化锌3份，硬脂酸2份，钛酸酯偶联剂1份。
本发明之硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
（1）将硫酸钙晶须，加入到高速混合机中，在98-102℃（优选100℃）下加入钛酸酯偶联剂，混合6～10 min，得到改性硫酸钙晶须，改性后的硫酸钙晶须长径比15~35，平均直径0.5~3μm；
（3）将丁苯橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5~7min；
（4）加入硫磺、促进剂NS、硬脂酸和氧化锌，混炼3～6min，制成片；辊间距0.5mm~2mm，辊温90℃~110℃。
硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是一种硫酸钙的纤维状单晶体。研究表明，本发明使用之改性硫酸钙晶须具有均匀的横截面，完整的内部结构，这一特征赋予其接近晶体理论值-原子间价键的强度。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与丁苯橡胶界面粘合，提高与基体的相容性和界面黏结力，当受外力强迫取向时，丁苯橡胶中的残余应力能很好地传递给硫酸钙晶须，从而提高橡胶的强度，同时改善橡胶的韧性。由于硫酸钙晶须为无机物，在丁苯橡胶基质中分散均匀，不易团聚，使复合材料性能稳定。
本发明之硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料，由于强度高，韧性好，性能稳定，可广泛用于轮胎、胶管和胶鞋等产品的制作。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶 SBR 100份，硫酸钙晶须 15份，炉法炭黑 15份，硫磺1份，促进剂NS1份，氧化锌 3份，硬脂酸2份，钛酸酯偶联剂1份。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须，加入到高速混合机中，在100℃下加入钛酸酯偶联剂，混合8 min，得到改性硫酸钙晶须，干燥待用；
（2）将丁苯橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5min；
（3）加入硫磺、NS、硬脂酸和氧化锌，混炼6min，制成片；辊间距0.5mm~2mm，辊温100℃。
本实施例产品力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见表1。
实施例2：
本实施例硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶 SBR 100份，硫酸钙晶须 20份，炉法炭黑 15份，硫磺1份，促进剂NS1份，氧化锌3份，硬脂酸2份，钛酸酯偶联剂1份。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须，加入到高速混合机中，在100℃下加入钛酸酯偶联剂，混合7 min，得到改性硫酸钙晶须，干燥待用；
（2）将丁苯橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼6min；
（3）加入硫磺、NS、硬脂酸和氧化锌，混炼5min，制成片；辊间距0.5mm~2mm，辊温100℃。
本实施例产品力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见表1。
实施例3：
本实施例硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶 SBR 100份，硫酸钙晶须 25份，炉法炭黑 20份，硫磺1.5份，促进剂NS1份，氧化锌3份，硬脂酸2份，钛酸酯偶联剂2份。。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须，加入到高速混合机中，在100℃下加入钛酸酯偶联剂，混合9 min，得到改性硫酸钙晶须，干燥待用；
（2）将丁苯橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼7min；
（3）加入硫磺、NS、硬脂酸和氧化锌，混炼4min，制成片；辊间距0.5mm~2mm，辊温100℃。
本实施例产品力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见表1。
实施例4：
本实施例硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶 SBR 100份，硫酸钙晶须 20份，炉法炭黑 10份，硫磺1.5份，促进剂NS1份，氧化锌ZnO 3份，硬脂酸2份，钛酸酯偶联剂2份。
制备方法：
（1）将硫酸钙晶须，加入到高速混合机中，在100℃下加入钛酸酯偶联剂，混合10 min，得到改性硫酸钙晶须，干燥待用；
（2）将丁苯橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5min；
（3）加入硫磺、NS、硬脂酸和氧化锌，混炼3min，制成片；辊间距0.5mm~2mm，辊温100℃。
本实施例产品力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见表1。                                                

Claims (3)

1.一种硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶 100份，硫酸钙晶须 15~25份，炉法炭黑 10~20份，硫磺0.5~1.5份，促进剂NS 0.5~2份，氧化锌 2~4份，硬脂酸1~3份，钛酸酯偶联剂1~3份；
所述硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须，加入到高速混合机中，在98-102℃下加入钛酸酯偶联剂，混合6～10 min，得到改性硫酸钙晶须；
（2）将丁苯橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5~7min；
（3）加入硫磺、促进剂NS、硬脂酸和氧化锌，混炼3～6min，制成片；辊间距0.5mm~2mm，辊温90℃~110℃。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶100份，硫酸钙晶须25份，炉法炭黑20份，硫磺1.5份，促进剂NS 1份，氧化锌3份，硬脂酸2份，钛酸酯偶联剂1份。
3.根据权利要求1或2所述的硫酸钙晶须改性丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述制备方法，步骤（1）中，在100℃下加入钛酸酯偶联剂。
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