CN105061845A - 一种高分子复合轻质橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种高分子复合轻质橡胶及其制备方法；包括照重量份计算的：SBR50～100份、SEBS？10～50份、结晶性1，2聚丁二烯树脂B5～30份、醋酸乙烯5～30份、白矿油5～20份、顺丁橡胶5～30份和弹性体20～50份。本发明即具备传统硫化橡胶的高弹性、耐老化、高耐磨、耐油性各项优异性能，同时又具备了自主的高性能比重轻、耐曲折、高抗压且无需硫化特点；可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，在生产过程中产生的废料(挤出废胶，毛边)和最终出现的废品，可直接返回再利用，降低成本、减少环境污染、扩大资源再生来源。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种高分子复合轻质橡胶及其制备方法。
背景技术
生产鞋底的主要材料有橡胶、PU、PVC、MD、TPR、TPU、EEVA等，橡胶鞋底以其防滑、高弹性、耐磨性佳、不易断裂、伸延性好、收缩稳定等优势，在鞋类制品中可以说是占据了半壁江山，目前国内一线品牌的成品鞋大都是采用橡胶鞋底，但橡胶鞋底有个缺点就是配方成本较低的，物理性能方面不如人意，如果要做优质的鞋底，所用的橡胶配方成本普遍较高。而鞋的重量每增加100克，体能消耗将增加1％，高弹性、轻量化是目前橡胶鞋底材料的发展方向，橡胶材料虽然弹性较强，但是质量比较重，为了达到轻质化的目的，目前多数是采用EEVA等材料来替换橡胶材料解决轻量化的问题，然而EEVA发泡鞋底、PU鞋底虽然质量轻，但是止滑效果差、老化快、成本也较高。
传统橡胶为了使其具有高弹性，耐老化，高耐磨，耐油性都需要进行硫化处理，但是硫化对环境不友好。
现有轻质橡胶不能做到无硫化的前提下，使得既具备传统硫化橡胶的高弹性，耐老化，高耐磨，耐油性各项优异性能，同时又具备了自主的高性能比重轻，耐曲折，高抗压。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种高分子复合轻质橡胶；该橡胶无需硫化的、对环境友好，同时既具备传统硫化橡胶的高弹性，耐老化，高耐磨，耐油性各项优异性能，同时又具备了自主的高性能比重轻，耐曲折，高抗压。
本发明的目的之二在于提供所述高分子复合轻质橡胶的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种高分子复合轻质橡胶，包括按照重量份计算的如下原料：
较佳地，所述结晶性1，2聚丁二烯树脂优选日本JSRRB830、RB840或二者混合物。低分子量、低的结晶、顺序1，2聚丁二烯----它是具有超过90％的1，2-结合而且平均分子量在120，000左右和15-30％可结晶物的独特的热可塑性弹性体；同时它具有塑料和橡胶的特性。
较佳地，所述白矿油为15#白矿油。
较佳地，所述弹性体包括按照重量百分比计算的如下原料：
其中，高压本体聚合物为溶合橡胶专用剂，优选高密度聚乙烯(HDPE)。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。促成剂为橡胶专用促成剂，可以选用次磺酰胺、噻唑、秋兰姆，胍类、硫脲和二硫代氨基甲酸盐。优选M，2、2'-二硫代二苯并噻唑(DM)，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)，SP-C，TMTD，PZ中的一种或几种组合物。橡胶硫化主要使用硫磺来进行，但是硫磺与橡胶的反应非常慢，因此硫化促进剂应运而生。促进剂加入胶料中能促使硫化剂活化，从而加快硫化剂与橡胶分子的交联反应，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。
其中，所述架桥剂为悬浮聚合物，进一步优选正丁基锂，它引发共轭二烯烃进行阴离子聚合。通过活性聚合途径，可以合成指定结构的线型、星型、嵌段接枝、遥爪型等聚合物。
所述粘结剂为松香树脂，所述发泡剂为物理发泡剂，优选EHM303。
所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，制备工艺为：
A.先将所述量的SBR、SEBS、结晶性1，2聚丁二烯树脂、醋酸乙烯和顺丁橡胶混合搅拌均匀，然后加入所述量的白矿油继续搅拌4～5小时，制得混合物Ⅰ；
B.往混合物Ⅰ中加入所述量的1/3弹性体进行塑化密炼，制得混合物Ⅱ；所述塑化温度为110～140℃，塑化压力为6～8MPA；
C.将塑化成熟后得到的所述混合物Ⅱ倒入造粒机内挤压成颗粒，再输送到烘干桶内冷却，进行除湿烘干；
D.当所述颗粒的温度为35～40℃时，再加入余下量的弹性体搅拌30～40分钟，直到自制颗粒熔入颗粒料内，制得所述的所述高分子复合轻质橡胶。
最后，待产品成型后需取样打版，然后开始进行物性检测，要求后再进行包装并标识生产日期，然后进仓入库。
较佳地，所述步骤B中，因需查看橡胶与辅料混合程度，塑化密炼时，每5分钟，必需打开密炼机查看材料的塑化效果，直到塑化成熟后。
较佳地，所述步骤C中，除湿烘干时，颗粒料水分必须小于0.01％。
其中，丁苯橡胶作为主体橡胶，其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用。
顺丁橡胶在本发明中，进一步加强其耐磨性。是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在95％以上。根据催化剂的不同，顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。
SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。在本发明中除了其本身具有的良好性能，同时配合主体橡胶，其主要作用是提高最终成品的弹性。
所述结晶性1，2聚丁二烯树脂的使用，使得本发明则无需喷涂工序(减少环境污染，降低综合生产成本等)并可进一步改善SBS鞋底物理机械和化学性能；在本发明中的作用主要是改善外观。
醋酸乙烯，也叫乙酸乙烯或乙酸乙烯酯，具有良好的透明性和弹性，在本发明中的作用主要是改善比重。
白矿油白色矿物油，具有良好的氧化安定性在本发明中的作用主要是改善外观。
弹性体在本发明中的作用主要是改善外观。
本发明包括SBR、SEBS、结晶性1，2聚丁二烯树脂、醋酸乙烯、白矿油、顺丁橡胶和弹性体。并通过分批加入经过搅拌、塑化密炼、造粒机内挤压等工序制备而得所述高分子复合轻质橡胶，其产品既具备传统硫化橡胶的高弹性，耐老化，高耐磨，耐油性各项优异性能，同时又具备了自主的高性能比重轻，耐曲折，高抗压且无需硫化，加工方便，加工方式广的特点，可采用注塑，挤出，吹塑等加工方式生产，在生产过程中产生的废料(挤出废胶，毛边)和最终出现的废品，可直接返回再利用，降低成本，减少环境污染，扩大资源再生来源，因此轻质橡胶材料已成为取代传统橡胶的最新材料，产品更具有创意，也是一支更具人性化，高品位的新型合成材料，是世界标准环保材料，为橡胶工业开拓新的途径，扩大了橡胶制品应用领域，也为全球环保做出了一份贡献。
具体的实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，以助于本领域技术人员理解本发明。
实施例1
一种高分子复合轻质橡胶，包括按照重量份计算的：
SBR50份、SEBS50份、RB8305份、醋酸乙烯5份、白矿油20份、顺丁橡胶30份和弹性体40份。
其中所述弹性体包括按照重量百分比计算的：高压本体聚合物60％、促成剂(DM)10％、粘结剂10％、架桥剂7％、EVA12.7％、发泡剂0。3％。
高分子复合轻质橡胶的制备方法，制备工艺为：
A.先将所述量的SBR、SEBS、RB830、醋酸乙烯和顺丁橡胶混合搅拌均匀，然后加入所述量的白矿油继续搅拌4～5小时，制得混合物Ⅰ；
B.往混合物Ⅰ中加入所述量的1/3弹性体进行塑化密炼，制得混合物Ⅱ；所述塑化温度为110～140℃，塑化压力为6～8MPA；v因需查看橡胶与辅料混合程度，塑化密炼时，每5分钟，必需打开密炼机查看材料的塑化效果，直到塑化成熟后。
C.将塑化成熟后得到的所述混合物Ⅱ倒入造粒机内挤压成颗粒，再输送到烘干桶内冷却，进行除湿烘干；除湿烘干时，颗粒料水分必须小于0.01％。
D.当所述颗粒的温度为35～40℃时，再加入余下量的弹性体搅拌30～40分钟，直到自制颗粒熔入颗粒料内，制得所述的所述高分子复合轻质橡胶。
最后，待产品成型后需取样打版，然后开始进行物性检测，要求后再进行包装并标识生产日期，然后进仓入库。
实施例2
一种高分子复合轻质橡胶，包括按照重量份计算的：
SBR100份、SEBS10份、RB83030份、醋酸乙烯30份、白矿油5份、顺丁橡胶5份和弹性体20份。
其中所述弹性体包括按照重量百分比计算的：高压本体聚合物40％、促成剂(CZ)10％、粘结剂10％、架桥剂9％、EVA30％、发泡剂1％。
所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，同实施例1。
实施例3
一种高分子复合轻质橡胶，包括按照重量份计算的：
SBR60份、SEBS40份、RB83010份、醋酸乙烯10份、白矿油10份、顺丁橡胶10份和弹性体50份。
其中所述弹性体包括按照重量百分比计算的：高压本体聚合物44.5％、促成剂(DM10％、CZ10％)20％、粘结剂20％、架桥剂5％、EVA10％、发泡剂0.5％。
所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，同实施例1。
实施例4
一种高分子复合轻质橡胶，包括按照重量份计算的：
SBR70份、SEBS20份、RB84020份、醋酸乙烯25份、白矿油15份、顺丁橡胶20份和弹性体30份。
其中所述弹性体包括按照重量百分比计算的：高压本体聚合物48％、促成剂(M2％、DM10％、CZ2％、TMTD1％)15％、粘结剂15％、架桥剂10％、EVA11.2％、发泡剂0.8％。
所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，同实施例1。
实施例5
一种高分子复合轻质橡胶，包括按照重量份计算的：
SBR80份、SEBS30份、RB84015份、醋酸乙烯15份、白矿油5份、顺丁橡胶15份和弹性体45份。
其中所述弹性体包括按照重量百分比计算的：高压本体聚合物35％、促成剂(DM)12％、粘结剂18％、架桥剂6.5％、EVA28％、发泡剂0.5％。
所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，同实施例1。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。
本发明的检测结果如下：
1.硬度
检测方法：TM205
检测结果:73shoreA
2.耐滑性
检测方法：TM144，claytilesurface，verticalforce:400N，testtemperature:23℃。
检测结果:前干段0.83；前湿段：0.32；后干段0.73；后湿段：0.33。
3.耐弯性
检测方法：TM60，-5℃
检测结果:弯折150000次后，长度不变。
4.耐磨性
检测方法：TM174，load10N
检测结果:密度0.848g/cm3，容积损失：115mm3
5.抗拉强度
检测方法：ASTMD412-06E2，MethodA，Dumbbell，DieC，23±2℃，50±5％R.H，500mm/min
检测结果:77.7kgf/cm3。
6.比重
检测方法：ASTED792-2008，methodA，23±2℃，50±5％R.H，temperatureofthewater:23℃.
检测结果:0.848。
7.抗老化性
检测方法：ASTMD1148-2013，modifled，15W.U.V，3hours。
检测结果:颜色范围4.5级
8.外底的抗拉强度
检测方法：PSSST-01，500mm/min
检测结果:69.8kgf/cm2
9.收缩性
检测方法：PSSWH-01，70℃×60minutes.
检测结果:长度变化0％。
由此可见，本发明既具备传统硫化橡胶的高弹性、耐老化、高耐磨、耐油性各项优异性能，同时又具备了自主的高性能比重轻、耐曲折、高抗压且无需硫化特点。
Claims (7)
1.一种高分子复合轻质橡胶，其特征在于，包括按照重量份计算的如下原料：
2.如权利要求1所述高分子复合轻质橡胶，其特征在于：所述结晶性1，2聚丁二烯树脂为JSRRB830、RB840或二者混合物。
3.如权利要求1所述高分子复合轻质橡胶，其特征在于，所述弹性体包括按照重量百分比计算的如下原料：
4.如权利要求3所述的高分子复合轻质橡胶，其特征在于，所述促成剂为橡胶促成剂M、DM、CZ、SP-C、TMTD、PZ中的一种或几种组合物。
5.如权利要求1-4中任意一项所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，其特征在于，制备工艺为：
A.先将所述量的SBR、SEBS、结晶性1，2聚丁二烯树脂、醋酸乙烯和顺丁橡胶混合搅拌均匀，然后加入所述量的白矿油继续搅拌4～5小时，制得混合物Ⅰ；
B.往混合物Ⅰ中加入所述量的1/3弹性体进行塑化密炼，制得混合物Ⅱ；所述塑化温度为110～140℃，塑化压力为6～8MPA；
C.将塑化成熟后得到的所述混合物Ⅱ倒入造粒机内挤压成颗粒，再输送到烘干桶内冷却，进行除湿烘干；
D.当所述颗粒的温度为35～40℃时，再加入余下量的弹性体搅拌30～40分钟，制得所述的所述高分子复合轻质橡胶。
6.如权利要求5所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，塑化密炼时，每5分钟，必需打开密炼机查看材料的塑化效果，直到塑化成熟后。
7.如权利要求6所述高分子复合轻质橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，除湿烘干时，颗粒料水分必须小于0.01％。
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