CN105504389A - 一种环保铝溶胶改性橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种环保铝溶胶改性橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons

Abstract

本发明公开了一种环保铝溶胶改性橡胶材料，它是由下述重量份的原料组成的：防老剂40101-2、硫化剂MOCA1-1.4、顺丁橡胶120-160、壬二酸二辛酯10-12、改性铝溶胶3-5、有机膨润土10-14、氧化铝1-2、硬脂酸钡3-4、苄基三乙基溴化铵0.6-1、聚偏氟乙烯4-7、棕榈酸异丙酯1-2、乙烯基三甲氧基硅烷0.7-1、双丙酮丙烯酰胺1-2、二盐基亚磷酸铅0.1-0.3；本发明采用异丙醇铝为原料，制得铝溶胶，并加入了聚苯并咪唑、乙基纤维素混合，采用二乙烯基苯进行交联改性，进一步提高了溶胶的柔韧性、耐候性及粘度，增强了各原料与橡胶间的相容性，提高了成品橡胶的稳定性。

Description

一种环保铝溶胶改性橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种环保铝溶胶改性橡胶材料及其制备方法。
背景技术
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n。顺丁橡胶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，可分成镍系、钴系、钛系和稀土系(钕系)顺丁橡胶。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、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。顺丁橡胶特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等，顺丁橡胶与天然橡胶和丁苯橡胶相比，具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性和动态性能好等特点。
目前由单一顺丁橡胶制成的成品材料主要缺点是抗湿滑性差，撕裂强度和拉伸强度低，冷流性大，加工性能差等，而传统改善这些缺点的方式都是采用多种橡胶复配，本发明目的则是采用单一顺丁橡胶，配合多种助剂共混改性，以达到复合橡胶达到的效果，弥补传统单一顺丁橡胶制品的不足。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种环保铝溶胶改性橡胶材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种环保铝溶胶改性橡胶材料，它是由下述重量份的原料组成的：
防老剂40101-2、硫化剂MOCA1-1.4、顺丁橡胶120-160、壬二酸二辛酯10-12、改性铝溶胶3-5、有机膨润土10-14、氧化铝1-2、硬脂酸钡3-4、苄基三乙基溴化铵0.6-1、聚偏氟乙烯4-7、棕榈酸异丙酯1-2、乙烯基三甲氧基硅烷0.7-1、双丙酮丙烯酰胺1-2、二盐基亚磷酸铅0.1-0.3；
所述的改性铝溶胶是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇铝20-30、硫酸铝铵4-6、邻苯二甲酸酐1-2、聚乙二醇二缩水甘油醚0.7-1、10-17％的氨水4-5、三聚磷酸铝0.4-1、聚苯并咪唑0.6-1、乙基纤维素2-4、二乙烯基苯0.1-0.2；
所述的铝溶胶的制备方法包括以下步骤：
(1)将上述硫酸铝铵加入到其重量2-3倍的去离子水中，搅拌均匀；
(2)将上述异丙醇铝加入到其重量3-4倍去离子水中，搅拌均匀，滴加浓度为96-97％的硝酸，调节pH为1-3，在60-70℃下保温搅拌10-20分钟，加入上述硫酸铝铵水溶液、10-17％的氨水，搅拌混合1-2小时，得预混铝溶胶；
(3)将上述聚苯并咪唑加入到其重量10-17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(4)将上述乙基纤维素加入到其重量3-4倍去离子水中，搅拌均匀，加入三聚磷酸铝，在60-70℃下保温搅拌10-13分钟，得纤维液；
(5)将上述纤维液、醇溶液混合，搅拌均匀，加入二乙烯基苯，在70-75℃下保温搅拌30-40分钟，加入上述预混铝溶胶，继续保温搅拌1-2小时，即得所述改性铝溶胶。
一种所述的环保铝溶胶改性橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述苄基三乙基溴化铵加入到其重量8-10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机膨润土、改性铝溶胶，300-500转/分搅拌10-15分钟，加入上述乙烯基三甲氧基硅烷，在60-70℃下保温搅拌20-30分钟，得改性填料；
(2)将上述改性填料与顺丁橡胶混合，在46-50℃下塑炼2-3分钟，加入剩余各原料，混炼4-10分钟，将得到的混炼胶置于两辊开炼机上，于30-40℃下补充混炼6-10分钟，出料，将胶料在室温下停放20-25小时，送入平板硫化机中，在150-155℃下进行硫化，即得。
本发明的优点是：
本发明采用异丙醇铝为原料，制得铝溶胶，并加入了聚苯并咪唑、乙基纤维素混合，采用二乙烯基苯进行交联改性，进一步提高了溶胶的柔韧性、耐候性及粘度，增强了各原料与橡胶间的相容性，提高了成品橡胶的稳定性。
具体实施方式
一种环保铝溶胶改性橡胶材料，它是由下述重量份的原料组成的：
防老剂40101、硫化剂MOCA1、顺丁橡胶120、壬二酸二辛酯10、改性铝溶胶3、有机膨润土10、氧化铝1、硬脂酸钡3、苄基三乙基溴化铵0.6、聚偏氟乙烯4、棕榈酸异丙酯1、乙烯基三甲氧基硅烷0.7、双丙酮丙烯酰胺1、二盐基亚磷酸铅0.1；
所述的改性铝溶胶是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇铝20、硫酸铝铵4、邻苯二甲酸酐1、聚乙二醇二缩水甘油醚0.7、10％的氨水4、三聚磷酸铝0.4、聚苯并咪唑0.6、乙基纤维素2、二乙烯基苯0.1；
所述的铝溶胶的制备方法包括以下步骤：
(1)将上述硫酸铝铵加入到其重量2倍的去离子水中，搅拌均匀；
(2)将上述异丙醇铝加入到其重量3倍去离子水中，搅拌均匀，滴加浓度为96％的硝酸，调节pH为1，在60℃下保温搅拌10分钟，加入上述硫酸铝铵水溶液、10％的氨水，搅拌混合1小时，得预混铝溶胶；
(3)将上述聚苯并咪唑加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(4)将上述乙基纤维素加入到其重量3倍去离子水中，搅拌均匀，加入三聚磷酸铝，在60℃下保温搅拌10分钟，得纤维液；
(5)将上述纤维液、醇溶液混合，搅拌均匀，加入二乙烯基苯，在70℃下保温搅拌30分钟，加入上述预混铝溶胶，继续保温搅拌1小时，即得所述改性铝溶胶。
一种所述的环保铝溶胶改性橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述苄基三乙基溴化铵加入到其重量8倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机膨润土、改性铝溶胶，300转/分搅拌10分钟，加入上述乙烯基三甲氧基硅烷，在60℃下保温搅拌20分钟，得改性填料；
(2)将上述改性填料与顺丁橡胶混合，在46℃下塑炼2分钟，加入剩余各原料，混炼4分钟，将得到的混炼胶置于两辊开炼机上，于30℃下补充混炼6分钟，出料，将胶料在室温下停放20小时，送入平板硫化机中，在150℃下进行硫化，即得。
性能测试：
拉断强度(MPa)：18.4；
定伸模量100％(MPa)：2.3；
门尼粘度：64；
70℃×70h热空气老化试验：
扯断强度降低率：4.4％、断裂伸长率降低率：8.4％。

Claims (2)

1.一种环保铝溶胶改性橡胶材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
防老剂40101-2、硫化剂MOCA1-1.4、顺丁橡胶120-160、壬二酸二辛酯10-12、改性铝溶胶3-5、有机膨润土10-14、氧化铝1-2、硬脂酸钡3-4、苄基三乙基溴化铵0.6-1、聚偏氟乙烯4-7、棕榈酸异丙酯1-2、乙烯基三甲氧基硅烷0.7-1、双丙酮丙烯酰胺1-2、二盐基亚磷酸铅0.1-0.3；
所述的改性铝溶胶是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇铝20-30、硫酸铝铵4-6、邻苯二甲酸酐1-2、聚乙二醇二缩水甘油醚0.7-1、10-17％的氨水4-5、三聚磷酸铝0.4-1、聚苯并咪唑0.6-1、乙基纤维素2-4、二乙烯基苯0.1-0.2；
所述的铝溶胶的制备方法包括以下步骤：
(1)将上述硫酸铝铵加入到其重量2-3倍的去离子水中，搅拌均匀；
(2)将上述异丙醇铝加入到其重量3-4倍去离子水中，搅拌均匀，滴加浓度为96-97％的硝酸，调节pH为1-3，在60-70℃下保温搅拌10-20分钟，加入上述硫酸铝铵水溶液、10-17％的氨水，搅拌混合1-2小时，得预混铝溶胶；
(3)将上述聚苯并咪唑加入到其重量10-17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得醇溶液；
(4)将上述乙基纤维素加入到其重量3-4倍去离子水中，搅拌均匀，加入三聚磷酸铝，在60-70℃下保温搅拌10-13分钟，得纤维液；
(5)将上述纤维液、醇溶液混合，搅拌均匀，加入二乙烯基苯，在70-75℃下保温搅拌30-40分钟，加入上述预混铝溶胶，继续保温搅拌1-2小时，即得所述改性铝溶胶。
2.一种如权利要求1所述的环保铝溶胶改性橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将上述苄基三乙基溴化铵加入到其重量8-10倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机膨润土、改性铝溶胶，300-500转/分搅拌10-15分钟，加入上述乙烯基三甲氧基硅烷，在60-70℃下保温搅拌20-30分钟，得改性填料；
(2)将上述改性填料与顺丁橡胶混合，在46-50℃下塑炼2-3分钟，加入剩余各原料，混炼4-10分钟，将得到的混炼胶置于两辊开炼机上，于30-40℃下补充混炼6-10分钟，出料，将胶料在室温下停放20-25小时，送入平板硫化机中，在150-155℃下进行硫化，即得。
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