CN106009091B - 一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，50～60份；三元乙丙橡胶，25～35份；顺丁橡胶，10～20份；环氧树脂，6～10份；钛白粉，20～30份；云母粉，6～8份；炭黑，12～16份；氧化铝，10～14份；钛酸酯偶联剂TMC‑TTS，4～6份；二硫化钼，2～4份；促进剂TMTD，1～3份；防老剂SP‑C，0.6～0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7～9份，二者重量份之比为6～8:1。本发明提供的天然橡胶高分子材料的耐磨性能优异，与普通天然橡胶相比，耐磨性得到极大的提高。

Description

一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法。
背景技术
天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，聚异戊二烯含量在90％以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等，由于其具有良好的弹性、可塑性、强度和绝缘性能，早己广泛应用于工业生产的各种领域中，例如：电线、电缆、输送带、胶管、电子、电器工业上使用的各种橡胶制品，以及汽车、飞机、船上使用的橡胶制品等，然而由于天然橡胶的强度和耐磨性能不佳，在实际生产中常用改性的方式提升天然橡胶的这两项性能，研制一种强度高、耐磨性能好的天然橡胶材料有着极为重要的现实需求。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高耐磨性天然橡胶高分子材料；
本发明的第二目的在于提供上述天然橡胶高分子材料的制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种高耐磨性天然橡胶高分子材料，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，50～60份；三元乙丙橡胶，25～35份；顺丁橡胶，10～20份；环氧树脂，6～10份；钛白粉，20～30份；云母粉，6～8份；炭黑，12～16份；氧化铝，10～14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4～6份；二硫化钼，2～4份；促进剂TMTD，1～3份；防老剂SP-C，0.6～0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7～9份，二者重量份之比为6～8:1。
进一步地，所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为7:1。
进一步地，所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，50份；三元乙丙橡胶，25份；顺丁橡胶，10份；环氧树脂，6份；钛白粉，20份；云母粉，6份；炭黑，12份；氧化铝，10份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4份；二硫化钼，2份；促进剂TMTD，1份；防老剂SP-C，0.6份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7份，二者重量份之比为6:1。
进一步地，所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，60份；三元乙丙橡胶，35份；顺丁橡胶，20份；环氧树脂，10份；钛白粉，30份；云母粉，8份；炭黑，16份；氧化铝，14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，6份；二硫化钼，4份；促进剂TMTD，3份；防老剂SP-C，0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共9份，二者重量份之比为8:1。
上述天然橡胶高分子材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，预热密炼机到75～85℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以230～250rpm的搅拌速度密炼20～30min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以120～140rpm的搅拌速度混炼20～30min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以90～110rpm的搅拌速度混炼25～35min，再将温度升温至160～180℃混炼6～8分钟，降温出料，即得所述高耐磨性天然橡胶高分子材料。
优选地，步骤S1为：预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料。
优选地，步骤S2为：继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min。
优选地，步骤S3为：继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料即得。
本发明的优点：
1、本发明提供的天然橡胶高分子材料的耐磨性能优异，与普通天然橡胶相比，耐磨性得到极大的提高；
2、本发明天然橡胶高分子材料的制备方法简单可行，无需苛刻的条件，易于推广。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：天然橡胶高分子材料的制备
原料重量份比：
天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为7:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例2：天然橡胶高分子材料的制备
原料重量份比：
天然橡胶，50份；三元乙丙橡胶，25份；顺丁橡胶，10份；环氧树脂，6份；钛白粉，20份；云母粉，6份；炭黑，12份；氧化铝，10份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4份；二硫化钼，2份；促进剂TMTD，1份；防老剂SP-C，0.6份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7份，二者重量份之比为6:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例3：天然橡胶高分子材料的制备
原料重量份比：
天然橡胶，60份；三元乙丙橡胶，35份；顺丁橡胶，20份；环氧树脂，10份；钛白粉，30份；云母粉，8份；炭黑，16份；氧化铝，14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，6份；二硫化钼，4份；促进剂TMTD，3份；防老剂SP-C，0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共9份，二者重量份之比为8:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例4：天然橡胶高分子材料的制备
原料重量份比：
天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为6:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例5：天然橡胶高分子材料的制备
原料重量份比：
天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为8:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例6：对比实施例
原料重量份比：
天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为5:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例7：对比实施例
原料重量份比：
天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为9:1。
制备方法：
步骤S1，预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料，即得所述天然橡胶高分子材料。
实施例8：效果实施例
测试实施例1～7天然橡胶高分子材料的耐磨性能。按照橡胶的耐磨实验进行测试，磨耗实验使用MZ-4061型阿克隆磨耗机。主要技术指标：胶轮所受作用力为26.7N，胶轮轴的回转速度为76±2rpm，砂轮轴回转半径为34±1cm。胶轮轴和砂轮轴之间的角度为0～45°。电源电压为AC220V±10％V。装置包括传动机构、加荷机构、角度调节机构和电子计数装置。
(1)将需要测试的天然橡胶高分子材料粘接在胶轮上，保证胶轮的磨损面上均覆盖10mm左右的天然橡胶高分子材料。放置48小时后待用。
(2)把粘好试样的胶轮固定在回轴上，接通电子计数器电源，打开电源开关，调节预置数按键至600转(预磨时间为15～20min)后，按下“启动”开始预磨，当记数达到预定值后，按下“清零”键，取下胶轮，用天平称量，准确到0.001g。
(3)将预磨后的胶轮固定在胶轮轴上，调节预置数键至3416转(试验里程为1.61km)再进行试验，试验结束后，取下试样，刷去胶屑，在1小时内称量，准确到0.001g。
各实施例样品的磨耗量测试结果见下表。
磨耗量(g)
实施例1 0.0936
实施例2 0.0978
实施例3 0.0975
实施例4 0.0986
实施例5 0.0979
实施例6 0.3437
实施例7 0.3165
普通天然橡胶 0.7846
结果表明，本发明提供的天然橡胶高分子材料的耐磨性能优异，与普通天然橡胶相比，耐磨性得到极大的提高。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (8)

1.一种高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，50～60份；三元乙丙橡胶，25～35份；顺丁橡胶，10～20份；环氧树脂，6～10份；钛白粉，20～30份；云母粉，6～8份；炭黑，12～16份；氧化铝，10～14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4～6份；二硫化钼，2～4份；促进剂TMTD，1～3份；防老剂SP-C，0.6～0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7～9份，二者重量份之比为6～8:1。
2.根据权利要求1所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，55份；三元乙丙橡胶，30份；顺丁橡胶，15份；环氧树脂，8份；钛白粉，25份；云母粉，7份；炭黑，14份；氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份；促进剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比为7:1。
3.根据权利要求1所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，50份；三元乙丙橡胶，25份；顺丁橡胶，10份；环氧树脂，6份；钛白粉，20份；云母粉，6份；炭黑，12份；氧化铝，10份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4份；二硫化钼，2份；促进剂TMTD，1份；防老剂SP-C，0.6份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7份，二者重量份之比为6:1。
4.根据权利要求1所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，60份；三元乙丙橡胶，35份；顺丁橡胶，20份；环氧树脂，10份；钛白粉，30份；云母粉，8份；炭黑，16份；氧化铝，14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，6份；二硫化钼，4份；促进剂TMTD，3份；防老剂SP-C，0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共9份，二者重量份之比为8:1。
5.权利要求1～4任一所述天然橡胶高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，预热密炼机到75～85℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以230～250rpm的搅拌速度密炼20～30min，得到橡胶主料；
步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以120～140rpm的搅拌速度混炼20～30min；
步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以90～110rpm的搅拌速度混炼25～35min，再将温度升温至160～180℃混炼6～8分钟，降温出料，即得所述高耐磨性天然橡胶高分子材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1为：预热密炼机到80℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2为：继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S3为：继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以100rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170℃混炼7分钟，降温出料即得。
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