CN104119579A - 一种高稳定性抗撕裂橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.3-0.5份，氨水55-58份，Tris缓冲液52-56份，花生蛋白0.9-1.4份，天然橡胶105-110份，丁苯橡胶25-28份，氢化丁腈橡胶7-10份，硅烷偶联剂KH5602.4-2.7份，短切玻璃纤维20-24份，硫磺1.3-1.8份，促进剂TMTM2-2.4份，促进剂DM1.8-2.1份，海泡石粉37-42份，硬质陶土36-39份，炉法炭黑10-13份，氢氧化铝12-16份，红磷母粒7-9份，三聚氰胺磷酸酯3-6份，DIOP7-9份，石油磺酸苯酯8-12份，防老剂RD3-4份，防老剂OD2.1-2.4份。

Description

一种高稳定性抗撕裂橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种高稳定性抗撕裂橡胶材料。
背景技术
天然橡胶是疏水胶体吸附亲水胶体的一种特殊物质，其主要成分为聚异戊二烯，并含有蛋白质、类脂物、水溶物等非胶物质，由于其良好的热塑性、弹性和回弹性，被广泛应用于超过40000种产品中，但天然橡胶产品的稳定性和抗撕裂性能较差，在各种外界因素如力学、热、光照等相互作用的影响下，易发生老化加快、崩解和破裂现象，如何提升天然橡胶产品的稳定性和抗撕裂性能是目前研究的重要方向。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，添加了适量的花生蛋白，橡胶材料的稳定性高、抗撕裂性能好。
本发明提出的一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.3-0.5份，氨水55-58份，Tris缓冲液52-56份，花生蛋白0.9-1.4份，天然橡胶105-110份，丁苯橡胶25-28份，氢化丁腈橡胶7-10份，硅烷偶联剂KH5602.4-2.7份，短切玻璃纤维20-24份，硫磺1.3-1.8份，促进剂TMTM2-2.4份，促进剂DM1.8-2.1份，海泡石粉37-42份，硬质陶土36-39份，炉法炭黑10-13份，氢氧化铝12-16份，红磷母粒7-9份，三聚氰胺磷酸酯3-6份，邻苯二甲酸二异辛酯7-9份，石油磺酸苯酯8-12份，防老剂RD3-4份，防老剂OD2.1-2.4份；
在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以360-370rpm的搅拌速度搅拌115-119min，再加入天然橡胶后，搅拌37-40min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌5-7min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼10-12min，转速为53-55rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至42-46rpm，混炼7-9min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼7-9min，混炼转速为57-62rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼10-12min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼7-9min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为147-152℃，平板硫化机的压力为0.9-1.1MPa。
优选地，氢化丁腈橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为65-70。
优选地，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.35-0.43份，氨水56-57份，Tris缓冲液54-55份，花生蛋白1-1.3份，天然橡胶106-108份，丁苯橡胶26-27份，氢化丁腈橡胶8-9份，硅烷偶联剂KH5602.5-2.6份，短切玻璃纤维22-23份，硫磺1.4-1.6份，促进剂TMTM2.2-2.3份，促进剂DM1.9-2份，海泡石粉38-40份，硬质陶土37-38份，炉法炭黑11-12份，氢氧化铝14-15份，红磷母粒7.3-8.9份，三聚氰胺磷酸酯4-5份，邻苯二甲酸二异辛酯7.6-8.2份，石油磺酸苯酯9-10份，防老剂RD3.3-3.8份，防老剂OD2.2-2.3份。
优选地，在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以363-366rpm的搅拌速度搅拌116-118min，再加入天然橡胶后，搅拌38-39min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌5.5-6.5min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼10.8-11.2min，转速为53.6-54.5rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至43-45rpm，混炼7.1-8.6min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼7.8-8.2min，混炼转速为60-61rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼10.5-11.4min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼7.7-8.3min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为148-150℃，平板硫化机的压力为0.98-1.06MPa。
其中，Tris缓冲液即Tris-HCl缓冲液，即三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液。Tris的中文名称为三羟甲基氨基甲烷，英文名称为Tris(hydroxymethyl)methylaminomethane，英文别名为Tris base。Tris缓冲液被广泛用作蛋白质的溶剂。
Tris为弱碱，在室温(即25℃)时，pKa为8.1，根据缓冲理论，Tris缓冲液的有效缓冲范围在pH7.0到9.2之间。Tris的水溶液PH值在10.5左右，一般加入盐酸以调节PH值至所需值，即可获得该PH值的缓冲液。
本发明中采用改性天然橡胶，先利用海藻酸丙二醇酯和花生蛋白在碱性条件下可发生交联形成共价复合物，该共价复合物可与橡胶分子形成多层次的壳-核结构，增强橡胶的稳定性，该共价复合物加入橡胶分子之间的间隙，增强了本发明的拉伸性能和阻隔致密性，该共价复合物还含有较多的极性基团，与橡胶共混后使本发明具有耐非极性溶剂，提高了本发明的耐油性，同时橡胶粒子之间缝隙减小，橡胶膜连续面积加大，从而提高了本发明的抗撕裂性能；而天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶作为橡胶主料，使本发明具有优异的弹性，还具有良好的耐油性和稳定性；采用硅烷偶联剂KH560、短切玻璃纤维与橡胶主料配合，大幅提高本发明的拉伸性能和弹性；以硫磺、促进剂TMTM、促进剂DM为硫化体系，大大加强了本发明主料之间的交联程度，大幅提高了本发明的耐热性能和拉伸性能；而海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑配合作为补强填充剂，大幅提高本发明的耐磨耐撕裂性能；氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯形成阻燃体系，大大提高本发明的耐热性、阻燃性和抑制烟雾产生的能力；邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯作为增塑剂，使海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯等均匀分散在橡胶主料中；防老剂RD、防老剂OD相互配合，提高本发明的耐老化和耐氧化性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.5份，氨水55份，Tris缓冲液56份，花生蛋白0.9份，天然橡胶110份，丁苯橡胶25份，氢化丁腈橡胶10份，硅烷偶联剂KH5602.4份，短切玻璃纤维24份，硫磺1.3份，促进剂TMTM2.4份，促进剂DM1.8份，海泡石粉42份，硬质陶土36份，炉法炭黑13份，氢氧化铝12份，红磷母粒9份，三聚氰胺磷酸酯3份，邻苯二甲酸二异辛酯9份，石油磺酸苯酯8份，防老剂RD4份，防老剂OD2.1份，氢化丁腈橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为70；
在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以366rpm的搅拌速度搅拌116min，再加入天然橡胶后，搅拌39min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌5.5min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼11.2min，转速为53.6rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至45rpm，混炼7.1min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼8.2min，混炼转速为60rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼11.4min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼7.7min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为150℃，平板硫化机的压力为0.98MPa。
实施例2
一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.3份，氨水58份，Tris缓冲液52份，花生蛋白1.4份，天然橡胶105份，丁苯橡胶28份，氢化丁腈橡胶7份，硅烷偶联剂KH5602.7份，短切玻璃纤维20份，硫磺1.8份，促进剂TMTM2份，促进剂DM2.1份，海泡石粉37份，硬质陶土39份，炉法炭黑10份，氢氧化铝16份，红磷母粒7份，三聚氰胺磷酸酯6份，邻苯二甲酸二异辛酯7份，石油磺酸苯酯12份，防老剂RD3份，防老剂OD2.4份，氢化丁腈橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为65；
在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以363rpm的搅拌速度搅拌118min，再加入天然橡胶后，搅拌38min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌6.5min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼10.8min，转速为54.5rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至43rpm，混炼8.6min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼7.8min，混炼转速为61rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼10.5min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼8.3min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为148℃，平板硫化机的压力为1.06MPa
实施例3
一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.43份，氨水56份，Tris缓冲液55份，花生蛋白1份，天然橡胶108份，丁苯橡胶26份，氢化丁腈橡胶9份，硅烷偶联剂KH5602.5份，短切玻璃纤维23份，硫磺1.4份，促进剂TMTM2.3份，促进剂DM1.9份，海泡石粉40份，硬质陶土37份，炉法炭黑12份，氢氧化铝14份，红磷母粒8.9份，三聚氰胺磷酸酯4份，邻苯二甲酸二异辛酯8.2份，石油磺酸苯酯9份，防老剂RD3.8份，防老剂OD2.3份，氢化丁腈橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为66；
在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以370rpm的搅拌速度搅拌115min，再加入天然橡胶后，搅拌40min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌5min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼12min，转速为53rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至46rpm，混炼7min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼9min，混炼转速为57rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼12min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼7min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为152℃，平板硫化机的压力为0.9MPa。
实施例4
一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.35份，氨水57份，Tris缓冲液54份，花生蛋白1.3份，天然橡胶106份，丁苯橡胶27份，氢化丁腈橡胶8份，硅烷偶联剂KH5602.6份，短切玻璃纤维22份，硫磺1.6份，促进剂TMTM2.2份，促进剂DM2份，海泡石粉38份，硬质陶土38份，炉法炭黑11份，氢氧化铝15份，红磷母粒7.3份，三聚氰胺磷酸酯5份，邻苯二甲酸二异辛酯7.6份，石油磺酸苯酯10份，防老剂RD3.3份，防老剂OD2.2份，氢化丁腈橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为68；
在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以360rpm的搅拌速度搅拌119min，再加入天然橡胶后，搅拌37min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌7min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼10min，转速为55rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至42rpm，混炼9min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼7min，混炼转速为62rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼10min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼9min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为147℃，平板硫化机的压力为1.1MPa。
对实施例1所得高稳定性抗撕裂橡胶材料进行性能测试，选用硫化后普通天然橡胶作为对照组，结果如下：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高稳定性抗撕裂橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.3-0.5份，氨水55-58份，Tris缓冲液52-56份，花生蛋白0.9-1.4份，天然橡胶105-110份，丁苯橡胶25-28份，氢化丁腈橡胶7-10份，硅烷偶联剂KH5602.4-2.7份，短切玻璃纤维20-24份，硫磺1.3-1.8份，促进剂TMTM2-2.4份，促进剂DM1.8-2.1份，海泡石粉37-42份，硬质陶土36-39份，炉法炭黑10-13份，氢氧化铝12-16份，红磷母粒7-9份，三聚氰胺磷酸酯3-6份，邻苯二甲酸二异辛酯7-9份，石油磺酸苯酯8-12份，防老剂RD 3-4份，防老剂OD2.1-2.4份；
在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以360-370rpm的搅拌速度搅拌115-119min，再加入天然橡胶后，搅拌37-40min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌5-7min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼10-12min，转速为53-55rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至42-46rpm，混炼7-9min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼7-9min，混炼转速为57-62rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼10-12min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼7-9min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为147-152℃，平板硫化机的压力为0.9-1.1MPa。
2.如权利要求1所述高稳定性抗撕裂橡胶材料，其特征在于，氢化丁腈橡胶的门尼粘度ML(1+4)100℃为65-70。
3.如权利要求1或2所述高稳定性抗撕裂橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：海藻酸丙二醇酯0.35-0.43份，氨水56-57份，Tris缓冲液54-55份，花生蛋白1-1.3份，天然橡胶106-108份，丁苯橡胶26-27份，氢化丁腈橡胶8-9份，硅烷偶联剂KH5602.5-2.6份，短切玻璃纤维22-23份，硫磺1.4-1.6份，促进剂TMTM2.2-2.3份，促进剂DM1.9-2份，海泡石粉38-40份，硬质陶土37-38份，炉法炭黑11-12份，氢氧化铝14-15份，红磷母粒7.3-8.9份，三聚氰胺磷酸酯4-5份，邻苯二甲酸二异辛酯7.6-8.2份，石油磺酸苯酯9-10份，防老剂RD3.3-3.8份，防老剂OD2.2-2.3份。
4.如权利要求1或2所述高稳定性抗撕裂橡胶材料，其特征在于，在制备过程中，将海藻酸丙二醇酯溶解在Tris缓冲液中并充分搅拌得到溶液A，将花生蛋白溶解在氨水中并搅拌均匀得到溶液B，将溶液A和溶液B混合后，以363-366rpm的搅拌速度搅拌116-118min，再加入天然橡胶后，搅拌38-39min得到改性天然橡胶；将硅烷偶联剂KH560加入短切玻璃纤维，搅拌5.5-6.5min得到改性短切玻璃纤维；将改性天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在密炼机上进行塑炼10.8-11.2min，转速为53.6-54.5rpm；继续加入改性短切玻璃纤维并将转速降至43-45rpm，混炼7.1-8.6min后；接着加入海泡石粉、硬质陶土、炉法炭黑、氢氧化铝、红磷母粒、三聚氰胺磷酸酯、邻苯二甲酸二异辛酯、石油磺酸苯酯混炼7.8-8.2min，混炼转速为60-61rpm；再加入防老剂RD和防老剂OD混炼10.5-11.4min，然后加入硫磺、促进剂TMTM和促进剂DM混炼7.7-8.3min后，置于平板硫化机中进行硫化得到高稳定性抗撕裂橡胶材料，其中平板硫化机的温度为148-150℃，平板硫化机的压力为0.98-1.06MPa。
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