CN105733034A - 一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料 - Google Patents

一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料包括：天然橡胶、丁苯橡胶、稀土异戊橡胶、氧化锌、硬脂酸、硫磺、过氧化苯甲酰、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂NOBS、防老剂、轻质碳酸钙、氧化镁、氢氧化钙、氧化石墨烯、竹炭粉、硅酸铝、硅藻土、钠基蒙脱土、苄基三苯基氯化磷、聚乙二醇。本发明提出的高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其强度高，耐热性和耐磨性好，能满足多种领域的使用要求，且使用寿命长。

Description

一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料。
背景技术
天然橡胶是橡胶材料中物理力学性能与工艺加工性能协调性最好的品种，目前已被广泛应用于日常生活、医疗卫生、交通运输、农业、科学试验、国防等领域。随着社会的发展，人们对产品的性能提出了更高的要求，现有的天然橡胶复合材料已满足不了高精尖科学技术产品的需要，往往需要对其进行改性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其强度高，耐热性和耐磨性好，能满足多种领域的使用要求，且使用寿命长。
本发明提出的一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶25-35份、稀土异戊橡胶5-20份、氧化锌2-3.5份、硬脂酸0.5-1.5份、硫磺1-3份、过氧化苯甲酰0.5-2份、促进剂CZ0.5-1份、促进剂DM0.2-0.8份、促进剂NOBS0.5-1份、防老剂1-2.5份、轻质碳酸钙10-25份、氧化镁1-2.5份、氢氧化钙2-5份、氧化石墨烯3-8份、竹炭粉3-12份、硅酸铝4-12份、硅藻土10-25份、钠基蒙脱土2-9份、苄基三苯基氯化磷0.1-1份、聚乙二醇0.2-0.8份。
优选地，其原料中，天然橡胶、丁苯橡胶、稀土异戊橡胶的重量比为100：28-32：11-17。
优选地，其原料中，轻质碳酸钙、氧化镁、氢氧化钙、氧化石墨烯、竹炭粉、硅酸铝、硅藻土、钠基蒙脱土的重量比为15-22：1.6-2.3：3.2-4.6：5.5-7：7-11：6-10：15-22：5.8-8。
优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶29-31份、稀土异戊橡胶13-15份、氧化锌2.6-3.1份、硬脂酸1-1.3份、硫磺1.9-2.5份、过氧化苯甲酰1.2-1.7份、促进剂CZ0.7-0.9份、促进剂DM0.5-0.8份、促进剂NOBS0.65-1份、防老剂1.7-2.1份、轻质碳酸钙18-21份、氧化镁1.8-2.1份、氢氧化钙3.8-4.2份、氧化石墨烯6.3-6.8份、竹炭粉8.6-10份、硅酸铝7.8-9份、硅藻土18-20份、钠基蒙脱土6.3-7.2份、苄基三苯基氯化磷0.5-0.9份、聚乙二醇0.5-0.7份。
优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶30份、稀土异戊橡胶14份、氧化锌3份、硬脂酸1.2份、硫磺2份、过氧化苯甲酰1.6份、促进剂CZ0.8份、促进剂DM0.7份、促进剂NOBS0.7份、防老剂2份、轻质碳酸钙20份、氧化镁2份、氢氧化钙4份、氧化石墨烯6.5份、竹炭粉9份、硅酸铝8.6份、硅藻土19份、钠基蒙脱土7份、苄基三苯基氯化磷0.8份、聚乙二醇0.6份。
优选地，所述防老剂为防老剂4020、防老剂MB、防老剂AW、防老剂4010NA、防老剂RD中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡1-2.5h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在300-500W的功率下进行微波加热10-25min，然后在550-700W的功率下微波加热5-20min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
优选地，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡2h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在450W的功率下进行微波加热20min，然后在600W的功率下微波加热15min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
本发明所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料可以按照常规的天然橡胶/丁苯橡胶复合材料的制备工艺制备而成。
本发明高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料中，以天然橡胶为主料，并配合添加了丁苯橡胶、稀土异戊橡胶对其进行改性，赋予复合材料优异的耐热性、耐老化性、耐磨性和弹性；硫磺、过氧化苯甲酰、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂NOBS按上述比例加入体系中，实现了天然橡胶、丁苯橡胶、稀土异戊橡胶的共硫化，同时有效延长了焦烧时间，增加了硫化反应的平稳性，改善了体系的压缩永久变形性、耐磨性和耐屈挠龟裂性能；钠基蒙脱土以片层结构分散在体系中，在体系中分散均匀，与轻质碳酸钙、氧化镁、氢氧化钙、氧化石墨烯、竹炭粉、硅酸铝、硅藻土配合后，提高了复合材料的阻隔性能，显著降低了生产成本，同时赋予复合材料优异的拉伸和撕裂性能。
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
本发明提出的一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶35份、稀土异戊橡胶5份、氧化锌3.5份、硬脂酸0.5份、硫磺3份、过氧化苯甲酰0.5份、促进剂CZ1份、促进剂DM0.2份、促进剂NOBS1份、防老剂1份、轻质碳酸钙25份、氧化镁1份、氢氧化钙5份、氧化石墨烯3份、竹炭粉12份、硅酸铝4份、硅藻土25份、钠基蒙脱土2份、苄基三苯基氯化磷1份、聚乙二醇0.2份。
实施例2
本发明提出的一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶25份、稀土异戊橡胶20份、氧化锌2份、硬脂酸1.5份、硫磺1份、过氧化苯甲酰2份、促进剂CZ0.5份、促进剂DM0.8份、促进剂NOBS0.5份、防老剂40200.3份、防老剂MB0.5份、防老剂AW0.2份、防老剂4010NA1份、防老剂RD0.5份、轻质碳酸钙10份、氧化镁2.5份、氢氧化钙2份、氧化石墨烯8份、竹炭粉3份、硅酸铝12份、硅藻土10份、钠基蒙脱土9份、苄基三苯基氯化磷0.1份、聚乙二醇0.8份。
实施例3
本发明提出的一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶29份、稀土异戊橡胶15份、氧化锌2.6份、硬脂酸1.3份、硫磺1.9份、过氧化苯甲酰1.7份、促进剂CZ0.7份、促进剂DM0.8份、促进剂NOBS0.65份、防老剂AW0.5份、防老剂4010NA1份、防老剂RD0.6份、轻质碳酸钙18份、氧化镁2.1份、氢氧化钙3.8份、氧化石墨烯6.8份、竹炭粉8.6份、硅酸铝9份、硅藻土18份、钠基蒙脱土7.2份、苄基三苯基氯化磷0.5份、聚乙二醇0.7份；
其中，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡1h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在500W的功率下进行微波加热10min，然后在700W的功率下微波加热5min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
实施例4
本发明提出的一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶31份、稀土异戊橡胶13份、氧化锌3.1份、硬脂酸1份、硫磺2.5份、过氧化苯甲酰1.2份、促进剂CZ0.9份、促进剂DM0.5份、促进剂NOBS1份、防老剂MB1份、防老剂AW0.7份、轻质碳酸钙21份、氧化镁1.8份、氢氧化钙4.2份、氧化石墨烯6.3份、竹炭粉10份、硅酸铝7.8份、硅藻土20份、钠基蒙脱土6.3份、苄基三苯基氯化磷0.9份、聚乙二醇0.5份；
其中，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡2.5h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在300W的功率下进行微波加热25min，然后在550W的功率下微波加热20min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
实施例5
本发明提出的一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶30份、稀土异戊橡胶14份、氧化锌3份、硬脂酸1.2份、硫磺2份、过氧化苯甲酰1.6份、促进剂CZ0.8份、促进剂DM0.7份、促进剂NOBS0.7份、防老剂40202份、轻质碳酸钙20份、氧化镁2份、氢氧化钙4份、氧化石墨烯6.5份、竹炭粉9份、硅酸铝8.6份、硅藻土19份、钠基蒙脱土7份、苄基三苯基氯化磷0.8份、聚乙二醇0.6份；
其中，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡2h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在450W的功率下进行微波加热20min，然后在600W的功率下微波加热15min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
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 (8)

1.一种高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶25-35份、稀土异戊橡胶5-20份、氧化锌2-3.5份、硬脂酸0.5-1.5份、硫磺1-3份、过氧化苯甲酰0.5-2份、促进剂CZ0.5-1份、促进剂DM0.2-0.8份、促进剂NOBS0.5-1份、防老剂1-2.5份、轻质碳酸钙10-25份、氧化镁1-2.5份、氢氧化钙2-5份、氧化石墨烯3-8份、竹炭粉3-12份、硅酸铝4-12份、硅藻土10-25份、钠基蒙脱土2-9份、苄基三苯基氯化磷0.1-1份、聚乙二醇0.2-0.8份。
2.根据权利要求1所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料中，天然橡胶、丁苯橡胶、稀土异戊橡胶的重量比为100：28-32：11-17。
3.根据权利要求1或2所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料中，轻质碳酸钙、氧化镁、氢氧化钙、氧化石墨烯、竹炭粉、硅酸铝、硅藻土、钠基蒙脱土的重量比为15-22：1.6-2.3：3.2-4.6：5.5-7：7-11：6-10：15-22：5.8-8。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶29-31份、稀土异戊橡胶13-15份、氧化锌2.6-3.1份、硬脂酸1-1.3份、硫磺1.9-2.5份、过氧化苯甲酰1.2-1.7份、促进剂CZ0.7-0.9份、促进剂DM0.5-0.8份、促进剂NOBS0.65-1份、防老剂1.7-2.1份、轻质碳酸钙18-21份、氧化镁1.8-2.1份、氢氧化钙3.8-4.2份、氧化石墨烯6.3-6.8份、竹炭粉8.6-10份、硅酸铝7.8-9份、硅藻土18-20份、钠基蒙脱土6.3-7.2份、苄基三苯基氯化磷0.5-0.9份、聚乙二醇0.5-0.7份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶100份、丁苯橡胶30份、稀土异戊橡胶14份、氧化锌3份、硬脂酸1.2份、硫磺2份、过氧化苯甲酰1.6份、促进剂CZ0.8份、促进剂DM0.7份、促进剂NOBS0.7份、防老剂2份、轻质碳酸钙20份、氧化镁2份、氢氧化钙4份、氧化石墨烯6.5份、竹炭粉9份、硅酸铝8.6份、硅藻土19份、钠基蒙脱土7份、苄基三苯基氯化磷0.8份、聚乙二醇0.6份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4020、防老剂MB、防老剂AW、防老剂4010NA、防老剂RD中的一种或者多种的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡1-2.5h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在300-500W的功率下进行微波加热10-25min，然后在550-700W的功率下微波加热5-20min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高性能天然橡胶/丁苯橡胶复合材料，其特征在于，所述竹炭粉按照以下工艺进行制备：将竹材烘干后加入质量分数为98％的浓硫酸中浸泡2h，然后加入反应容器中，通入氮气后盖上带有气孔的瓶塞，然后在450W的功率下进行微波加热20min，然后在600W的功率下微波加热15min，加热结束后经洗涤、干燥、粉碎、过筛得到所述竹炭粉。
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Application publication date: 20160706