CN106046791A - 一种纳米橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米橡胶及其制备方法，原料为：有机硅橡胶、纳米有机蒙脱土、硅烷偶联剂、滑石粉、纳米碳酸硅、硅酸钠、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、DCP和二甲基硅油；耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，邵氏硬度A为 74‑80；可在‑50到150℃下长期工作，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，可重复利用，拉伸强度为14MPa，具有耐腐蚀、耐用；可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求。

Description

一种纳米橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种纳米橡胶及其制备方法。

背景技术

早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。

橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿用至今。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。

天然橡胶是由胶乳制造的，胶乳中所含的非橡胶成分有一部分就留在固体的天然橡胶中。一般天然橡胶中含橡胶烃92%-95%，而非橡胶烃占5%-8%。由于制法不同，产地不同乃至采胶季节不同，这些成分的比例可能有差异，但基本上都在范围以内。

近几年来，橡胶行业得到不少发展，已有细分行业稳中有升，新生橡胶细分行业则飞速发展，但同时，橡胶行业也还存在环境、资源、灾害、创新等问题。

2004年，全国天然橡胶种植总面积69.62万公顷，开割面积45.19万公顷，干胶产量57.33万吨。其中农垦橡胶种植面积41.1万公顷，民营28.52万公顷，分别占全国橡胶总面积的59.03%和40.97%。

2011年，橡胶等原材料价格出现巨幅波动，天然橡胶一季度创下43500元/吨的历史最高纪录，合成橡胶二、三季度发力上攻，涨幅达10000 元/吨，之后均出现大幅下跌。受橡胶价格剧烈波动影响，轮胎等主要橡胶制品企业首当其冲，生产经营成本难以控制，库存风险加大，利润空间压缩至2%-5%，行业面临严峻挑战。

由于橡胶原材料价格大幅波动，国内外市场持续低迷，内需放缓，我国主要橡胶产品产量增幅回落、出口回落，但没有出现大起大落的局面，保持了经济运行总体平稳。同时，运行质量有所优化：产品结构调整取得进展，轮胎子午化率达到86.5%，同比提高了2.5 %，其他产品结构也有较大改善;转变橡胶工业增长方式初见成效，轮胎对外需的依赖度降低;推行低碳经济效果显著，行业能耗降低，出现一批节能设备，绿色轮胎等产品和绿色原材料不断涌现。这些变化说明，当经济增长速度适度降低时，反而对调结构、推动各项改革有所帮助。我国橡胶工业经济运行开始驶入良性发展轨道。

橡胶工业是随着汽车工业发展起来的。六十年代汽车工业与石油化学工业高速发展，使橡胶工业生产水平有了很大的提高；进入七十年代，为适应汽车的高速、安全和节约能源，消除污染，防止公害等方面的需要，促进了轮胎新品种的不断出观。原料胶消耗在交通运输方面占有相当大的比重。例如：一辆解放牌4吨载重汽车，需要橡胶制品200多千克，一节硬座车厢需装配橡胶制品总重300多千克，一艘万吨巨轮就需橡胶制品近10吨重，一架喷气式客机需要将近600千克的橡胶。在海、陆、空交通运输上，哪一个都离不开橡胶制品。作为运输工具，轮胎是个主要的配件。除生产普通轮胎外，还大力发展子午线轮胎、无内胎轮胎地下铁道有的也采用了橡胶轮胎。铁路车辆及汽车推广应用橡胶弹簧减展制品，气密橡放。大型商店、车站、地铁也在采用载人运输带。此外，还有用橡胶制做的“气垫船”、“气垫车”等。

日常生活中有不少橡胶制品在为我们服务，遍为城乡居民所穿用，它是B用橡胶制品中消费量很大的一种。其他如雨衣、热水援、松紫带、儿童玩具、海绵座垫以及乳胶浸渍制品等，在人民生活里都在发挥它的作用。

发明内容

本发明提供一种硬度高、拉伸强度高、耐低温和耐高温的纳米橡胶及其制备方法，解决现有橡胶材料硬度低和拉伸强度低等技术问题。

本发明采用以下技术方案：一种纳米橡胶，其原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土2-6份，硅烷偶联剂18-22份，滑石粉10-50份，纳米碳酸硅5-10份，硅酸钠为2-10份，过氧化甲乙酮1-3份，环烷酸钴10-20份，DCP0.5-2.5份，二甲基硅油1.5-5.5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土2份，硅烷偶联剂18份，滑石粉10份，纳米碳酸硅5份，硅酸钠为2份，过氧化甲乙酮1份，环烷酸钴10份，DCP0.5份，二甲基硅油1.5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土6份，硅烷偶联剂22份，滑石粉50份，纳米碳酸硅10份，硅酸钠为10份，过氧化甲乙酮3份，环烷酸钴20份，DCP2.5份，二甲基硅油5.5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土4份，硅烷偶联剂20份，滑石粉30份，纳米碳酸硅8份，硅酸钠为6份，过氧化甲乙酮2份，环烷酸钴15份，DCP1.5份，二甲基硅油3.5份。

一种制备所述的纳米橡胶的方法，步骤为：

第一步：按照质量份数配比称取有机硅橡胶、纳米有机蒙脱土、硅烷偶联剂、滑石粉、纳米碳酸硅、硅酸钠、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、DCP和二甲基硅油；

第二步：将有机硅橡胶投入高速混合机中，升温至100-120℃，加入剩余原料，升温至120-140℃，混合速度800-1000r/min，混合10-30min；

第三步：混合后的原料通过塑炼、混炼工艺，形成混炼胶，然后压延出片而形成橡胶。

有益效果

本发明所述一种纳米橡胶及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，邵氏硬度A为 74-80；2、可在 -50~+150℃下长期工作，耐磨性高、耐热和弹性优良；3、原料资源丰富，可重复利用，拉伸强度为14MPa，具有耐腐蚀、耐用；4、可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例1：

第一步：按照质量份数配比称取有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土2份，硅烷偶联剂18份，滑石粉10份，纳米碳酸硅5份，硅酸钠为2份，过氧化甲乙酮1份，环烷酸钴10份，DCP0.5份，二甲基硅油1.5份。

第二步：将有机硅橡胶投入高速混合机中，升温至100℃，加入剩余原料，升温至120℃，混合速度800r/min，混合10min。

第三步：混合后的原料通过塑炼、混炼工艺，形成混炼胶，然后压延出片而形成橡胶。

耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，邵氏硬度A为 74；可在-50到150℃下长期工作，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，可重复利用，拉伸强度为14MPa，具有耐腐蚀、耐用；可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求。

实施例2：

第一步：按照质量份数配比称取有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土6份，硅烷偶联剂22份，滑石粉50份，纳米碳酸硅10份，硅酸钠为10份，过氧化甲乙酮3份，环烷酸钴20份，DCP2.5份，二甲基硅油5.5份。

第二步：将有机硅橡胶投入高速混合机中，升温至120℃，加入剩余原料，升温至140℃，混合速度1000r/min，混合30min。

第三步：混合后的原料通过塑炼、混炼工艺，形成混炼胶，然后压延出片而形成橡胶。

耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，邵氏硬度A为 76；可在-50到150℃下长期工作，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，可重复利用，拉伸强度为14MPa，具有耐腐蚀、耐用；可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求。

实施例3：

第一步：按照质量份数配比称取有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土4份，硅烷偶联剂20份，滑石粉30份，纳米碳酸硅8份，硅酸钠为6份，过氧化甲乙酮2份，环烷酸钴15份，DCP1.5份，二甲基硅油3.5份。

第二步：将有机硅橡胶投入高速混合机中，升温至120℃，加入剩余原料，升温至140℃，混合速度900r/min，混合20min。

第三步：混合后的原料通过塑炼、混炼工艺，形成混炼胶，然后压延出片而形成橡胶。

耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，邵氏硬度A为 80；可在-50到150℃下长期工作，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，可重复利用，拉伸强度为14MPa，具有耐腐蚀、耐用；可以在各种极端环境下广泛使用，在高温环境下长期工作不易老化，符合环保要求。

Claims (5)

1.一种纳米橡胶，其特征在于，所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土2-6份，硅烷偶联剂18-22份，滑石粉10-50份，纳米碳酸硅5-10份，硅酸钠为2-10份，过氧化甲乙酮1-3份，环烷酸钴10-20份，DCP0.5-2.5份，二甲基硅油1.5-5.5份。

2.根据权利要求1所述的一种纳米橡胶，其特征在于，所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土2份，硅烷偶联剂18份，滑石粉10份，纳米碳酸硅5份，硅酸钠为2份，过氧化甲乙酮1份，环烷酸钴10份，DCP0.5份，二甲基硅油1.5份。

3.根据权利要求1所述的一种纳米橡胶，其特征在于，所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土6份，硅烷偶联剂22份，滑石粉50份，纳米碳酸硅10份，硅酸钠为10份，过氧化甲乙酮3份，环烷酸钴20份，DCP2.5份，二甲基硅油5.5份。

4.根据权利要求1所述的一种纳米橡胶，其特征在于，所述纳米橡胶的原料按质量份数配比如下：有机硅橡胶100份，纳米有机蒙脱土4份，硅烷偶联剂20份，滑石粉30份，纳米碳酸硅8份，硅酸钠为6份，过氧化甲乙酮2份，环烷酸钴15份，DCP1.5份，二甲基硅油3.5份。

5.一种制备权利要求1所述的纳米橡胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照质量份数配比称取有机硅橡胶、纳米有机蒙脱土、硅烷偶联剂、滑石粉、纳米碳酸硅、硅酸钠、过氧化甲乙酮、环烷酸钴、DCP和二甲基硅油；

第二步：将有机硅橡胶投入高速混合机中，升温至100-120℃，加入剩余原料，升温至120-140℃，混合速度800-1000r/min，混合10-30min；

第三步：混合后的原料通过塑炼、混炼工艺，形成混炼胶，然后压延出片而形成橡胶。