CN105801924A - 一种耐盐雾天然合成胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐盐雾天然合成胶及其制备方法，涉及一种合成胶及其制备方法，本发明为本耐盐雾杜仲硫化胶及组合物为天然胶或合成胶/杜仲胶并用硫化胶或杜仲胶硫化胶。包括以下质量份的成分：天然橡胶或合成胶/杜仲胶：90‑0/10‑100份；活性剂：4‑8份；防老剂：1‑4份；补强填充剂：30‑100份；硫化剂：1‑5份；硫化促进剂：1‑4份。包括以下步骤：A.混炼；B.返炼、硫化。本发明的天然或合成胶/杜仲胶硫化胶配方成分合理、耐盐雾性能更高。本发明的方法制备出的耐盐雾天然或合成胶/杜仲胶硫化胶生热性能低，耐疲劳性能好，使用寿命长，因此在沿海设施、船只以及海洋设施等，具有较强的推广和应用价值。

Description

一种耐盐雾天然合成胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种合成胶及其制备方法，特别是涉及一种耐盐雾天然合成胶及其制备方法。
背景技术
杜仲胶国际上又称古塔波胶(gutta-pereha)是产自杜仲树的天然高分子材料，与天然橡胶是同分异构体。杜仲橡胶是从杜仲树等植物中提取出来的，其主要成份是反式-1,4-聚异戊二烯（简称EUG）。目前运用杜仲橡胶改性的橡胶组合物，具有耐磨、抗撕裂、耐腐蚀、防湿滑、滚动阻力小、节能等优点，能够部分替代天然胶，还是高质量轮胎的良好材料。预计在不久的将来，杜仲胶将会大量应用于工业，盐雾腐蚀是一种常见的海洋性大气腐蚀，它的主要腐蚀成分是氯化钠，其破坏区域主要发生在沿海地区以及海洋设施，每年因盐雾腐蚀给全球经济带来巨额损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐盐雾天然合成胶及其制备方法，本发明配方成分合理，加入合理重量份的杜仲胶，使天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶制品耐盐雾性能提高，大大增加了硫化胶制品的耐盐雾寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种耐盐雾天然合成胶，所述耐盐雾天然合成胶的重量份的成分如下：
天然胶或合成胶/杜仲胶：90-0/10-100份； 活性剂：4-8份；
防老剂：1-4份；硫化剂：1-5份；
补强填充剂：30-100份；硫化促进剂：1-4份。
软化剂：0-10份。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述天然杜仲胶来源于杜仲植物中的叶、皮以及果翘所含的杜仲胶提取物，数均分子量在10-50万，分子量分布指数PI值1.5-3。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述并用胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶与硅橡胶。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，包括质量份为0-10份的软化剂，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂、石蜡中的一种。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述活性剂由氧化锌、硬脂酸中的一种或两种组成。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述防老剂由防老剂RD、防老剂D、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂4020中的一种或多种组成。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述补强填充剂由高耐磨炭黑、半补强炭黑、白炭黑中的一种或多种组成。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述硫化促进剂由促进剂TMTD、促进剂NOBS、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M以及橡胶常用促进剂。
所述的一种耐盐雾天然合成胶，所述硫化剂为硫磺、含硫化合物DTDM或过氧化物。
一种耐盐雾天然合成胶制备方法，所述方法包括以下过程：
A、混炼：向开炼机或密炼机中加入上述质量份的天然橡胶或合成胶或杜仲橡胶及其组合，在温度为55-65℃的条件下塑炼60-180秒后，加入上述质量份的活性剂、防老剂和1/2重量份的补强填充剂进行混炼，混炼2-8分钟后加入剩余的补强填充剂和重量份为5份的油料继续混炼，混炼3-5分钟后加入硫化剂和硫化促进剂，混炼2-5分钟后出胶；
B、返炼、硫化：将上述得到的混炼胶在室温下放置4-24小时后，放入开炼机或密炼机中，在温度为55-65℃返炼2-8分钟，返炼后放入硫化设备中在温度为145-155℃的条件下，硫化10-18分钟，冷却后得到天然或合成胶/杜仲并用或杜仲胶硫化胶。
本发明的优点与效果是：
1、本发明的天然胶或合成胶/杜仲胶胶并用硫化胶配方成分合理，加入合理重量份的杜仲胶，使天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶制品耐盐雾性能提高，大大增加了硫化胶制品的耐盐雾寿命。
2、本发明方法制备的天然胶或合成胶/杜仲胶并用硫化胶组合物在硬度和抗拉强度变化不大的情况下，降低了天然/杜仲硫化胶组合物生热和磨耗体积，提高了制品疲劳性能，使用寿命较长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明天然或合成胶/杜仲硫化胶包括以下重量份的成分：
天然胶或合成胶/杜仲胶：0-90/100-10份；活性剂：4-8份；
防老剂：1-4份；硫化剂：1-5份；
补强填充剂：30-100份；硫化促进剂：1-4份。
软化剂：0-10份。
本发明在天然或合成胶橡胶中加入杜仲胶或单独使用杜仲胶获得耐盐雾硫化胶，杜仲胶是一种在室温下质硬、熔点低、易于加工等特点，是良好的绝缘材料，而且它耐酸、耐碱、耐海水腐蚀性能良好。在天然橡胶中加入杜仲胶能降低混炼胶生热，提高疲劳寿命，改善了制品耐盐雾性能。通过长期研究发现，在天然橡胶或合成胶中加入一定量的杜仲胶可以使天然或合成胶/杜仲胶并用混炼硫化胶制品耐盐雾后的力学性能升高，提高了天然或合成胶/杜仲胶并用混炼硫化胶的耐盐雾性能。杜仲胶加入的份数越多，胶料的耐盐雾性能越好，胶料的磨耗性能和耐疲劳性能也越好，但胶料的弹性变差；杜仲胶加入的份数过多会使胶料力学性能降低，硬度变大。
耐盐雾天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶中，包括重量份为0-10份的软化剂，所述的软化剂为机油、古马隆、芳烃油中的一种，优选重量份为2-8份；进一步优选，所述的软化剂为机油，优选重量份为3-6份。在本发明的胶料中加入软化剂会帮助物料分散均匀，并降低胶料生热，但软化剂加入量太多会降低胶料的物性包括力学性能、耐磨性能，如果加入量太少则会影响胶料的成本等。
本发明所述的活性剂由硬脂酸、氧化锌组成。氧化锌的重量份为4-6份，硬脂酸的重量份为1.5-2.5份。
在上述的耐盐雾天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶中，所述的防老剂由防老剂RD、防老剂D、防老剂4010、防老剂4010NA、4020、石蜡中的一种或多种组成。进一步优选，所述的由防老剂4010NA、防老剂RD两种组成，其中防老剂4010NA的重量份为1-3份，防老剂RD的重量份为1-2份。在天然或合成胶/杜仲胶硫化胶中加入防老剂会提高胶料的耐热氧老化、耐盐雾老化性；而采用防老剂4010NA、防老剂RD并用会产生协同效应，耐盐雾性能良好；防老剂用量太少会影响防老效果，用量太多会喷出。
耐盐雾天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶中，所述的补强填充剂由高耐磨炭黑、半补强炭黑、白炭黑中的一种或多种组成。作为优选，所述的补强剂由高耐磨炭黑和半补强炭黑两种组成；其中高耐磨炭黑的重量份30-60份，半补强炭黑20-40份。
在天然胶或合成胶/杜仲胶硫化胶中加入补强填充剂会大大提高胶料物性，特别选择高耐磨炭黑和半补强炭黑协同作用能获得比较好的综合物性；有些补强剂对胶料的硬度影响很大，多加会增加产品硬度。
在上述的天然胶或合成胶/杜仲胶硫化胶中，所述的硫化促进剂由促进剂TMTD、促进剂NOBS、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M、硫磺、含硫化合物DTDM中的两种或两种以上组成。作为优选，所述的硫化促进剂由促进剂NOBS、促进剂TMTD、促进剂CZ、促进剂DM中的两种或两种以上组成。进一步的优选，所述的硫化促进剂由促进剂NOBS、促进剂TMTD组成，其中促进剂NOBS的重量份为1-2份，促进剂TMTD的重量份为0.5-1.5份。本发明采用促进剂和硫磺组成的硫化体系，通过硫磺与橡胶分子的不饱和键发生反应生成C-S键，从而生成三维的空间网状结构。促进剂会加快硫化的过程，不同的促进剂/硫磺的配比生成不同的C-S键，其中两者的比例大会生成多硫键，比例小会生成单硫键，单硫键胶料的耐热老化级压缩永久变形会比多硫键胶料较好。
本发明上述高耐盐雾天然胶或合成胶/杜仲胶硫化胶的制备方法，该方法包括以下步骤：
A、混炼：向开炼机或密炼机中加入上述质量份的天然橡胶和杜仲橡胶，在温度为55-65℃的条件下塑炼60-180秒后，加入上述质量份的活性剂、防老剂和1/2重量份的补强填充剂进行混炼，混炼2-8分钟后加入剩余的补强填充剂和重量份为5份的油料继续混炼，混炼3-5分钟后加入硫化剂和硫化促进剂，混炼2-5分钟后出胶。
B、返炼、硫化：将上述得到的混炼胶在室温下放置4-24小时后，放入开炼机在温度为55-65℃返炼2-8分钟，返炼后放入硫化设备中在温度145-155℃的条件下，硫化10-18分钟，冷却后得到天然/杜仲硫化胶。本发明的制备方法能保证各种物料充分分散，最大限度的发挥胶料的物性。
耐盐雾天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶的制备方法中，作为优选，步骤A中所述的塑炼温度为60-65℃，塑炼时间为60-150秒，混炼3-6分钟后加入剩余的补强填充剂和油料继续混炼，混炼2分钟后在温度60℃的条件下出胶。塑炼时间太短会影响到胶料的分散，太长会造成过炼，物性会下降。混炼时间长物料会充分分散，但过长会造成物性下降；混炼时间短会使物料分散不匀，造成物性大大降低。
在上述耐盐雾天然或合成胶/杜仲胶并用硫化胶的制备方法中，作为优选，步骤B中硫化的温度为150-155℃，硫化时间为11-18分钟。硫化时间和温度是等效的，高温短时间和低温长时间达到同样的效果，物性变化较小。本发明使用的混炼设备选自普通的开炼机。
具体步骤为：按以下配比进行混料：天然橡胶或合成胶 100-50份、杜仲胶 0-50份、氧化锌 5份、硬脂酸 2份、防老剂4010NA 2份、炭黑N330 50份、切片石蜡 1份、软化剂 5份、促进剂NOBS 1份、硫磺 2份。将天然橡胶与杜仲胶根据配方进行混合，先将橡胶进行塑炼，加入氧化锌，硬脂酸，防老剂，切片石蜡等助剂充分混匀，混炼温度控制在55-65℃范围，待混炼均匀后，加入炭黑和软化剂，最后加入促进剂和硫磺，混炼至上、下表面光滑和均匀后，取胶，进行硫化，控制硫化温度在145-150℃范围，硫化时间为16分钟，硫化完成后取胶、裁样。
应用举例
制得的天然胶/杜仲胶并用硫化胶，依照如下橡胶配方方案进行硫化胶试验。
表1基本配方
不同配比天然胶/杜仲硫化胶物理性能比较
表2天然胶/杜仲胶并用硫化胶的物理性能
表3天然胶/杜仲胶并用硫化胶的盐雾老化性能
。

Claims (10)

1.一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述耐盐雾天然合成胶的重量份的成分如下：
天然胶或合成胶/杜仲胶：90-0/10-100份； 活性剂：4-8份；
防老剂：1-4份；硫化剂：1-5份；
补强填充剂：30-100份；硫化促进剂：1-4份；
软化剂：0-10份。
2.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述天然杜仲胶来源于杜仲植物中的叶、皮以及果翘所含的杜仲胶提取物，数均分子量在10-50万，分子量分布指数PI值1.5-3。
3.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述并用胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶与硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，包括质量份为0-10份的软化剂，所述软化剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、石油树脂、石蜡中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述活性剂由氧化锌、硬脂酸中的一种或两种组成。
6.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述防老剂由防老剂RD、防老剂D、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂4020中的一种或多种组成。
7.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述补强填充剂由高耐磨炭黑、半补强炭黑、白炭黑中的一种或多种组成。
8.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述硫化促进剂由促进剂TMTD、促进剂NOBS、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M以及橡胶常用促进剂。
9.根据权利要求1所述的一种耐盐雾天然合成胶，其特征在于，所述硫化剂为硫磺、含硫化合物DTDM或过氧化物。
10.一种耐盐雾天然合成胶制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
A、混炼：向开炼机或密炼机中加入上述质量份的天然橡胶或合成胶或杜仲橡胶及其组合，在温度为55-65℃的条件下塑炼60-180秒后，加入上述质量份的活性剂、防老剂和1/2重量份的补强填充剂进行混炼，混炼2-8分钟后加入剩余的补强填充剂和重量份为5份的油料继续混炼，混炼3-5分钟后加入硫化剂和硫化促进剂，混炼2-5分钟后出胶；
B、返炼、硫化：将上述得到的混炼胶在室温下放置4-24小时后，放入开炼机或密炼机中，在温度为55-65℃返炼2-8分钟，返炼后放入硫化设备中在温度为145-155℃的条件下，硫化10-18分钟，冷却后得到天然或合成胶/杜仲并用或杜仲胶硫化胶。
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