CN104893015B - 一种高弹性的橡胶弹性体胶粒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，属于高分子材料领域。橡胶弹性体胶粒由橡胶组合物和橡胶助剂两大成分共100重量份组成，橡胶组合物组分由天然橡胶20‑60份、异戊橡胶5‑25份、顺丁橡胶10‑40份，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10‑25份组成；橡胶助剂组分由补强剂5‑20份、软化剂2‑10份、增塑剂2‑10份、架桥剂0.5‑3.5份、其他助剂1‑4份组成。使用该橡胶弹性体胶粒制成的橡胶制品，具有高弹性、高塑性。在‑50℃下仍具有较强的可挠性，柔软性，能够大幅度地提升橡胶制品的冲击力，相对于传统的橡胶制品综合性能高出2倍左右。

Description

一种高弹性的橡胶弹性体胶粒
技术领域
本发明涉及一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，属于高分子材料化学领域。
背景技术
高弹性是橡胶制品最宝贵的特性，橡胶制品的高弹性来源于橡胶分子链段的运动，通过构象变化所形成。除去外力后，能立即恢复至原装的称为理想弹性。由于橡胶分子之间的相互作用会妨碍分子链段运动，作用于橡胶分子上的力一部分用于克服分子间的黏性阻力，另一部分才使分子链变形，它们构成橡胶的黏弹性。所以优质橡胶的特点是既有高弹性，又有黏性。在通用橡胶中，顺丁橡胶、天然橡胶的弹性最好，丁苯橡胶和丁基橡胶，由于空间位阻效应大，阻碍分子链段运动，故弹性较差。为降低天然橡胶的结晶能力，在天然橡胶胶料中并用部分顺丁橡胶，可使其硫化胶的弹性提高。而受地理条件的限制，我国天然橡胶生产增速缓慢。据预测，我国天然橡胶年产量最多可增加70多万吨，难以满足国内橡胶工业高速发展的需求，80%的天然橡胶需要依靠进口。但我国合成橡胶产量却随石油化工的发展而增加，合成橡胶主要品种中，异戊橡胶是合成橡胶中性能最接近天然橡胶的品种，聚合的单体相同，不同的只是聚合度，使得异戊橡胶的平均分子量和分子量分布与天然橡胶略有差异。但因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶。它是一种综合性能很好的通用合成橡胶，因此在配方中加入部分异戊橡胶替代天然橡胶，不仅不会降低天然发泡橡胶材料的性能，且能够降低生产成本。同时EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，具有良好的防震、缓冲性能。
气相法白炭黑是迄今为止公认的对硅橡胶具有最好补强效果的填料，在加入气相法白炭黑过程中，当添加到一定程度时，便会是橡胶产生结构化现象，材料硬度会逐渐降低，拉伸性能变差，加入一定量的硅油便可改善这种缺陷，得到综合性能较好的天然发泡橡胶颗粒。
异氰酸酯基团具有较高反应活性，若将异氰酸酯直接分散在水中，会迅速与水反应生成取代脲。可水分散性多异氰酸酯是指通过化学反应，对普通型多异氰酸酯进行改性，合成一种含有亲水基团的多异氰酸酯，可在水中分散并稳定存在。在天然发泡橡胶颗粒中加入可以显著提高发泡橡胶的粘结性能，耐水性、耐溶剂性也明显改善。
发明内容
为了克服现有橡胶制品性能的缺陷，本发明公开一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，使用该胶粒制成的橡胶制品，具有高弹性、高耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以，具有广泛的用途，在橡塑、交通、医疗、航天行业具有不可替代的地位。相对于传统的橡胶制品的综合性能高出2倍左右。
本发明所采用的技术方案是：高弹性的橡胶弹性体胶粒，其特征在于：由橡胶组合物和橡胶助剂两大成分共100份重量份组成，橡胶组合物组分由天然橡胶20-60份、异戊橡胶5-25份、顺丁橡胶10-40份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-25份组成；橡胶助剂组分由补强剂5-20份、软化剂2-10份、增塑剂2-10份、架桥剂0.5-3.5份、其他助剂1-4份组成。
进一步，所述补强剂是白炭黑中的气相法白炭黑，它具备的化学惰性以及特殊的触变性能明显改善橡胶制品的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性，橡胶改良后强度提高数十倍。
进一步，所述软化剂是硅油，硅油与气相发白炭黑相互配合，可提高该橡胶颗粒的综合性能，且添加硅油有利于防止橡胶制品吐霜的现象。
进一步，所述增塑剂是白矿油。
进一步，所述架桥剂是改性的架桥剂，为可水分散性多异氰酸酯。
进一步，所述其他助剂还包括防老剂、发泡剂、促进剂、分散剂，所述防老剂为高活性氧化锌，所述的其余助剂可在对本发明的目的不产生不利影响的前提下，加入迄今为止已知应用的助剂成分。如发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明的有益效果是：使用该高弹性的橡胶弹性体胶粒制成的橡胶制品具有较强的综合性能：①附带有记忆功能，其屈折初列大于25万次，耐疲劳能力达160万次，裂口等级低于3，使用寿命长；②橡胶制品比传统的高出2倍左右，相对的耐磨性能高；③具有高弹性，在-50℃下仍具有较强的可挠性，柔软性，冲击力大；④该橡胶制品具有可发泡作用，该发泡橡胶可塑性大，用途广泛。
具体实施方式
实施例1
步骤1、原料选取：选取天然橡胶35份、异戊橡胶15份、顺丁橡胶20份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份；另橡胶助剂由补强剂气相法白炭黑8份、软化剂硅油5份、增塑剂白矿油4份、架桥剂可水分散性多异氰酸酯1份、其他助剂2份组成。
步骤2、密炼：在室温条件下，将配置好的天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶，放入密炼机中密炼，得到橡胶A；
步骤3、混炼：将步骤2得到的橡胶A与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在转矩流变仪中混合均匀，得到混炼胶B，按顺序依次加入补强剂、软化剂、增塑剂、发泡剂、架桥剂与其他助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶C；
步骤4、开炼与挤出成型：将混炼胶C在开炼机中经过开炼，挤出成型后成橡胶颗粒。
实施例2
步骤1、原料选取：选取天然橡胶30份、异戊橡胶10份、顺丁橡胶25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份；另橡胶助剂由补强剂气相法白炭黑10份、软化剂硅油6份、增塑剂白矿油6份、架桥剂可水分散性多异氰酸酯1.5份、其他助剂1.5份组成。
步骤2、密炼：在室温条件下，将配置好的天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶，放入密炼机中密炼，得到橡胶A；
步骤3、混炼：将步骤2得到的橡胶A与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在转矩流变仪中混合均匀，得到混炼胶B，按顺序依次加入补强剂、软化剂、增塑剂、发泡剂、架桥剂与其他助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶C；
步骤4、开炼与挤出成型：将混炼胶C在开炼机中经过开炼，挤出成型后成橡胶颗粒。
实施例3
步骤1、原料选取：选取天然橡胶40份、异戊橡胶20份、顺丁橡胶10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份；另橡胶助剂由补强剂气相法白炭黑5份、软化剂硅油2份、增塑剂白矿油4份、架桥剂可水分散性多异氰酸酯1.5份、其他助剂2.5份组成。
步骤2、密炼：在室温条件下，将配置好的天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶，放入密炼机中密炼，得到橡胶A；
步骤3、混炼：将步骤2得到的橡胶A与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在转矩流变仪中混合均匀，得到混炼胶B，按顺序依次加入补强剂、软化剂、增塑剂、发泡剂、架桥剂与其他助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶C；
步骤4、开炼与挤出成型：将混炼胶C在开炼机中经过开炼，挤出成型后成橡胶颗粒。

Claims (4)

1.一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，其特征在于：
该橡胶弹性体胶粒由橡胶组合物和橡胶助剂两大成分共100重量份组成；
橡胶组合物组分由天然橡胶35份、异戊橡胶15份、顺丁橡胶20份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份组成；
橡胶助剂组分由补强剂8份、软化剂5份、增塑剂4份、架桥剂1份、其他助剂2份组成，其中，所述补强剂是白炭黑中的气相法白炭黑，所述软化剂是硅油，所述硅油还具有防止橡胶制品吐霜的作用，所述增塑剂是白矿油，所述架桥剂是改性的架桥剂，为可水分散性多异氰酸酯；
该橡胶弹性体胶粒的制备方法为：选取上述重量份数的各橡胶组合物组分和各橡胶助剂组分；在室温条件下，将配置好的天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶，放入密炼机中密炼，得到橡胶A；橡胶A与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在转矩流变仪中混合均匀，得到混炼胶B，按顺序依次加入补强剂、软化剂、增塑剂、发泡剂、架桥剂与其他助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶C；将混炼胶C在开炼机中经过开炼，挤出成型后成橡胶颗粒。
2.一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，其特征在于：
该橡胶弹性体胶粒由橡胶组合物和橡胶助剂两大成分共100重量份组成；
橡胶组合物组分由天然橡胶30份、异戊橡胶10份、顺丁橡胶25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份组成；
橡胶助剂组分由补强剂10份、软化剂6份、增塑剂6份、架桥剂1.5份、其他助剂1.5份组成，其中，所述补强剂是白炭黑中的气相法白炭黑，所述软化剂是硅油，所述硅油还具有防止橡胶制品吐霜的作用，所述增塑剂是白矿油，所述架桥剂是改性的架桥剂，为可水分散性多异氰酸酯；
该橡胶弹性体胶粒的制备方法为：选取上述重量份数的各橡胶组合物组分和各橡胶助剂组分；在室温条件下，将配置好的天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶，放入密炼机中密炼，得到橡胶A；橡胶A与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在转矩流变仪中混合均匀，得到混炼胶B，按顺序依次加入补强剂、软化剂、增塑剂、发泡剂、架桥剂与其他助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶C；将混炼胶C在开炼机中经过开炼，挤出成型后成橡胶颗粒。
3.一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，其特征在于：该橡胶弹性体胶粒由橡胶组合物和橡胶助剂两大成分共100重量份组成；橡胶组合物组分由天然橡胶40份、异戊橡胶20份、顺丁橡胶10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份组成；
橡胶助剂组分由补强剂5份、软化剂2份、增塑剂4份、架桥剂1.5份、其他助剂2.5份组成，其中，所述补强剂是白炭黑中的气相法白炭黑，所述软化剂是硅油，所述硅油还具有防止橡胶制品吐霜的作用，所述增塑剂是白矿油，所述架桥剂是改性的架桥剂，为可水分散性多异氰酸酯；
该橡胶弹性体胶粒的制备方法为：选取上述重量份数的各橡胶组合物组分和各橡胶助剂组分；在室温条件下，将配置好的天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶，放入密炼机中密炼，得到橡胶A；橡胶A与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在转矩流变仪中混合均匀，得到混炼胶B，按顺序依次加入补强剂、软化剂、增塑剂、发泡剂、架桥剂与其他助剂在捏炼机中捏炼均匀，得到混炼胶C；将混炼胶C在开炼机中经过开炼，挤出成型后成橡胶颗粒。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种高弹性的橡胶弹性体胶粒，其特征在于：所述其他助剂还包括防老剂、发泡剂、促进剂、分散剂，所述防老剂为高活性氧化锌。
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