CN105273276B - 一种橡胶耐磨助剂配方及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种橡胶耐磨助剂及其生产方法，包括下列重量份的组分构成：双‑[γ‑(三乙氧基硅)丙基]四硫化物：20~40份，白炭黑：15~30份，聚乙烯蜡：0~10份，乙丙橡胶：2~15份，纳米碳酸钙：5~15。通过该制作的耐磨助剂母料，加入到橡胶中能有效提高橡胶的耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶助剂，更具体地说，它涉及一种橡胶耐磨助剂配方及其制造方法。
背景技术
橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。
一般仅仅经过硫化就使用的橡胶，其耐磨性较差，很容易发生磨损，使用寿命较短。改善橡胶的耐磨性的方法有两种，第一种是直接改变橡胶内部结构，达到耐磨效果，但是这种方法成本较高，且生产出来的橡胶制品也相对比较单一。第二种方法是常用的方法，在橡胶硫化时添加助剂，一般通过直接添加偶联剂达到增强耐磨性能，得到较好的效果耐磨效果。
但是，直接通过添加偶联剂，其分散性较差，很容易发生团聚，造成局部耐磨性好，以及局部耐磨性差的效果，并且偶联剂的价格较高，不适宜大批量添加。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实发明的目的在于提供一种能够减少成本、分散性好的橡胶耐磨助剂。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种橡胶耐磨助剂配方，包括下列重量份的组分构成：
有机硅：20～40份，
白炭黑：15～30份，
聚乙烯蜡：0～10份，
乙丙橡胶：2～15份，
纳米碳酸钙：5～15。
优选配方为，包括下列重量份的组分构成：
有机硅：20～30份，
白炭黑：10～25份，
聚乙烯蜡：5～8份，
乙丙橡胶：5～10份，
纳米碳酸钙：5～10。
进一步优选为，包括下列重量份的组分构成：
有机硅：25份，
白炭黑：20份，
聚乙烯蜡：4份，
乙丙橡胶：5份，
纳米碳酸钙：6。
其中有机硅为硅烷偶联剂，并且该硅烷偶联剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，用于增加橡胶的耐磨性的主体基料，通过加入白炭黑，能够提高硅烷偶联剂的在橡胶制品中的分散性，使其能够橡胶制品的各个部位的耐磨性都能够得到提高，而不是局部提高耐磨性。
其中乙丙橡胶选用三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶。由于三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶的性价比高，生胶密度小，是生胶密度最轻的常用橡胶，且可大量填充以降低胶料成本。并且对硅烷偶联剂的相容性好，使得硅烷偶联剂能够均匀混合于三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶中，同时，由于其密度较小，从而其流动性较好，能够均匀分布在橡胶制品中，从而使得硅烷偶联剂能够均匀分布在橡胶制品中。
聚乙烯蜡本身具有润滑性，能够减少橡胶制品表面的摩擦，因而能够使得提高橡胶制品的耐磨性，同时其润滑性能也作用于三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶，使得硅烷偶联剂在橡胶制品中的分散性能更好。
纳米碳酸钙在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性，具有良好的半补强作用。
并通过如下方法进行生产：
步骤一：将有机硅、白炭黑、聚乙烯蜡、乙丙橡胶、纳米碳酸钙按照比例进行充分混合；
步骤二：将混合物放入密炼机中进行密炼，密炼温度控制在80～100℃；
步骤三：将密炼完成的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中双螺杆挤出机前段温度为50～75℃，中段温度为55～80℃，末段温度为85～100℃。
具体实施方式
在主要提供耐磨性能的物质中选用硅烷偶联剂，并且该硅烷偶联剂为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，用于增加橡胶的耐磨性的主体基料，通过加入白炭黑，能够提高硅烷偶联剂的在橡胶制品中的分散性，使其能够橡胶制品的各个部位的耐磨性都能够得到提高，而不是局部提高耐磨性。
其中乙丙橡胶选用三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶。由于三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶的性价比高，生胶密度小，是生胶密度最轻的常用橡胶，且可大量填充以降低胶料成本。并且对硅烷偶联剂的相容性好，使得硅烷偶联剂能够均匀混合于三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶中，同时，由于其密度较小，从而其流动性较好，能够均匀分布在橡胶制品中，从而使得硅烷偶联剂能够均匀分布在橡胶制品中。
聚乙烯蜡本身具有润滑性，能够减少橡胶制品表面的摩擦，因而能够使得提高橡胶制品的耐磨性，同时其润滑性能也作用于三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶，使得硅烷偶联剂在橡胶制品中的分散性能更好。
纳米碳酸钙在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性，具有良好的半补强作用。
助剂母料一配方：
有机硅：25g，
白炭黑：20g，
聚乙烯蜡：4g，
三元乙丙橡胶：5g，
纳米碳酸钙：6g。
助剂母料二配方：
有机硅：30g，
白炭黑：22g，
聚乙烯蜡：4g，
二元乙丙橡胶：8g，
纳米碳酸钙：5g。
生产方法为：
步骤一：将有机硅、白炭黑、聚乙烯蜡、乙丙橡胶、纳米碳酸钙按照比例进行充分混合；
步骤二：将混合物放入密炼机中进行密炼，密炼温度控制在80～100℃；
步骤三：将密炼完成的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中双螺杆挤出机前段温度为50～75℃，中段温度为55～80℃，末段温度为85～100℃。
从而得到耐磨助剂母料。
胶料上选用康达白色试料(无促进剂)试DM80橡胶。
其中试验对象分成五组，
第一组外原始胶料不添加任何助剂；
第二组为每千克胶料中添加10克耐磨助剂母料；
第三组为每千克胶料中添加5克耐磨助剂母料；
第四组为每千克胶料中添加10克Si-69硅烷偶联剂；
第五组为每千克胶料中添加5克Si-69硅烷偶联剂。
将上述五组试验对象通过DIN耐磨耗测试，得出的试验数据如下表所示。
DIN值为磨损值，其数值越高，代表磨损度越高。通过上表可以得出，在随着硫化时间延长，橡胶的耐磨性会逐渐变差，通过加入Si-69硅烷偶联剂能够在长时间硫化条件下增强胶料的耐磨性，但是与本发明所制备的耐磨助剂母料一和母料二相比，通过本发明的耐磨助剂母料能够更好地加强胶料的耐磨性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种橡胶耐磨助剂，包括下列重量份的组分构成 ：
双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物：20～40份，
白炭黑：15～30份，
聚乙烯蜡：0～10份，
乙丙橡胶：2～15份，
纳米碳酸钙：5～15份，
所述乙丙橡胶为三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶耐磨助剂，其特征在于：包括下列重量份的组分构成：
双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物：20～30份，
白炭黑：10～25份，
聚乙烯蜡：5～8份，
乙丙橡胶：5～10份，
纳米碳酸钙：5～10份。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶耐磨助剂，其特征在于：包括下列重量份的组分构成：
双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物：25份，
白炭黑：20份，
聚乙烯蜡：4份，
乙丙橡胶：5份，
纳米碳酸钙：6份。
4.根据权利要求1所述的橡胶耐磨助剂的制造方法，其特征在于：
步骤一：将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、白炭黑、聚乙烯蜡、乙丙橡胶、纳米碳酸钙按照比例进行充分混合 ；
步骤二：将混合物放入密炼机中进行密炼，密炼温度控制在80～100℃ ；
步骤三：将密炼完成的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，其中双螺杆挤出机前段温度为50～75℃，中段温度为55～80℃，末段温度为85～100℃。
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