CN106117668A - 一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：丁晴胶15‑25份、丁基橡胶10‑15份、氯丁胶10‑15份、硅藻土5‑10份、硅球珠6‑10份、线型酚醛树脂2‑5份、过氧化二异丙苯1‑4份、苯并三氮胺2‑5份、硫酸钙4‑7份、碳酸氢钠3‑6份、硬脂酸钠3‑7份、硫磺粉2‑6份、硅烷偶联剂1‑4份、抗氧化剂2‑5份、硫化剂2‑4份。制备而成的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料,其具有抗静电性质，且兼具耐腐蚀特性。

Description

一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（Tg）低，分子量往往很大，大于几十万。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。中国橡胶行业的发展前景广阔。到2010年，中国天然橡胶总消耗量将达到230万吨，橡胶工业的产品结构将有较大变化，新型产品、更新换代产品增多、新材料、新工艺应用扩大，生产技术有明显进步。橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。可见，橡胶行业的产品种类繁多，后向产业十分广阔。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。针对一些特殊用途，现阶段研制出一款能看抗静电且耐腐蚀的复合橡胶材料显得尤为重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其具有抗静电性质，且兼具耐腐蚀特性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，由下列重量份的原料制成：丁晴胶15-25份、丁基橡胶10-15份、氯丁胶10-15份、硅藻土5-10份、硅球珠6-10份、线型酚醛树脂2-5份、过氧化二异丙苯1-4份、苯并三氮胺2-5份、硫酸钙4-7份、碳酸氢钠3-6份、硬脂酸钠3-7份、硫磺粉2-6份、硅烷偶联剂1-4份、抗氧化剂2-5份、硫化剂2-4份。
优选地，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选地，所述抗氧化剂选自2，6-二叔丁基对甲酚、三(壬基代苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯中的一种或几种。
优选的，所述硫化剂选自二硫代二吗啉、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
所述的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为500-600转/分钟，搅拌时间为20-40分钟,然后加入抗氧化剂，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、硅烷偶联剂，充分搅拌后，加压，充入惰性气体，高温烧结30-60分钟，煅烧温度为660-700℃，炉内压强为3-6MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散15-30分钟，超声粉碎机功率为200-250KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、硫化剂，硫化条件为155-160℃，10-15MPa，90-92秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000-1500转/分钟，螺杆温度为220-260℃。
优选的，所述步骤（3）中的惰性气体为氩气。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料以丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯为主要成分，通过加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、硫磺粉、硫化剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂，辅以搅拌粉碎、高温煅烧、超声分散、硫化改性、挤出塑形等工艺，使得制备而成的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其具有抗静电性质，且兼具耐腐蚀特性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取丁晴胶15份、丁基橡胶10份、氯丁胶10份、硅藻土5份、硅球珠6份、线型酚醛树脂2份、过氧化二异丙苯1份、苯并三氮胺2份、硫酸钙4份、碳酸氢钠3份、硬脂酸钠3份、硫磺粉2份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、2，6-二叔丁基对甲酚2份、二硫代二吗啉2份；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为500转/分钟，搅拌时间为20分钟,然后加入2，6-二叔丁基对甲酚，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、乙烯基三乙氧基硅烷，充分搅拌后，加压，充入氩气，高温烧结30分钟，煅烧温度为660℃，炉内压强为3MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散15分钟，超声粉碎机功率为200KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、二硫代二吗啉，硫化条件为155℃，10MPa，90秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000转/分钟，螺杆温度为220℃。
制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取丁晴胶18份、丁基橡胶12份、氯丁胶11份、硅藻土7份、硅球珠8份、线型酚醛树脂3份、过氧化二异丙苯2份、苯并三氮胺3份、硫酸钙5份、碳酸氢钠4份、硬脂酸钠4份、硫磺粉3份、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷2份、三(壬基代苯基)亚磷酸酯3份、叔丁基过氧化氢3份；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为530转/分钟，搅拌时间为25分钟,然后加入三(壬基代苯基)亚磷酸酯，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷，充分搅拌后，加压，充入氩气，高温烧结35分钟，煅烧温度为680℃，炉内压强为4MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散20分钟，超声粉碎机功率为220KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、叔丁基过氧化氢，硫化条件为157℃，13MPa，91秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1200转/分钟，螺杆温度为230℃。
制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取丁晴胶22、丁基橡胶14份、氯丁胶13份、硅藻8份、硅球珠9份、线型酚醛树脂4份、过氧化二异丙苯3份、苯并三氮胺4份、硫酸钙6份、碳酸氢钠5份、硬脂酸钠6份、硫磺粉5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、硫代二丙酸二月桂酸酯4份、过氧化二异丙苯3份；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为570转/分钟，搅拌时间为30分钟,然后加入硫代二丙酸二月桂酸酯，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，充分搅拌后，加压，充入氩气，高温烧结50分钟，煅烧温度为690℃，炉内压强为5MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散25分钟，超声粉碎机功率为240KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、过氧化二异丙苯，硫化条件为159℃，14MPa，91秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1300转/分钟，螺杆温度为240℃。
制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取丁晴胶25份、丁基橡胶15份、氯丁胶15份、硅藻土10份、硅球珠10份、线型酚醛树脂5份、过氧化二异丙苯4份、苯并三氮胺5份、硫酸钙7份、碳酸氢钠6份、硬脂酸钠7份、硫磺粉6份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯5份、过氧化苯甲酰4份；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为600转/分钟，搅拌时间为40分钟,然后加入二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、乙烯基三甲氧基硅烷，充分搅拌后，加压，充入氩气，高温烧结60分钟，煅烧温度为700℃，炉内压强为6MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散30分钟，超声粉碎机功率为250KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、过氧化苯甲酰，硫化条件为160℃， 15MPa， 92秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1500转/分钟，螺杆温度为260℃。
制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取丁晴胶15份、丁基橡胶10份、氯丁胶10份、硅球珠6份、线型酚醛树脂2份、过氧化二异丙苯1份、苯并三氮胺2份、硫酸钙4份、碳酸氢钠3份、硫磺粉2份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、2，6-二叔丁基对甲酚2份、二硫代二吗啉2份；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为500转/分钟，搅拌时间为20分钟,然后加入2，6-二叔丁基对甲酚，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、乙烯基三乙氧基硅烷，充分搅拌后，加压，充入氩气，高温烧结30分钟，煅烧温度为660℃，炉内压强为3MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散15分钟，超声粉碎机功率为200KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、二硫代二吗啉，硫化条件为155℃，10MPa，90秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000转/分钟，螺杆温度为220℃。
制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取丁晴胶25份、丁基橡胶15份、氯丁胶15份、硅藻土10份、硅球珠10份、过氧化二异丙苯4份、苯并三氮胺5份、碳酸氢钠6份、硬脂酸钠7份、硫磺粉6份、乙烯基三甲氧基硅烷4份、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯5份、过氧化苯甲酰4份；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为600转/分钟，搅拌时间为40分钟,然后加入二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、碳酸氢钠、硬脂酸钠、乙烯基三甲氧基硅烷，充分搅拌后，加压，充入氩气，高温烧结60分钟，煅烧温度为700℃，炉内压强为6MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散30分钟，超声粉碎机功率为250KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、过氧化苯甲酰，硫化条件为160℃， 15MPa， 92秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1500转/分钟，螺杆温度为260℃。
制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料分别进行硬度、扯断强度、伸长率、介电常数、耐腐蚀性这几项性能测试。
表1
硬度（邵氏A） 扯断强度，kg/cm2 伸长率，% 介电常数（εr） 耐腐蚀性
实施例1 75.9 197.0 388.1 2.5 A
实施例2 75.6 195.7 404.4 2.6 A
实施例3 75.5 198.1 398.6 2.7 A
实施例4 76.0 196.1 392.8 2.6 A
对比例1 49.7 114.0 117.8 3.6 C
对比例2 57.0 122.2 133.4 3.8 B
本发明的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料以丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯为主要成分，通过加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、硫磺粉、硫化剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂，辅以搅拌粉碎、高温煅烧、超声分散、硫化改性、挤出塑形等工艺，使得制备而成的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其具有抗静电性质，且兼具耐腐蚀特性，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成:丁晴胶15-25份、丁基橡胶10-15份、氯丁胶10-15份、硅藻土5-10份、硅球珠6-10份、线型酚醛树脂2-5份、过氧化二异丙苯1-4份、苯并三氮胺2-5份、硫酸钙4-7份、碳酸氢钠3-6份、硬脂酸钠3-7份、硫磺粉2-6份、硅烷偶联剂1-4份、抗氧化剂2-5份、硫化剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其特征在于：所述抗氧化剂选自2，6-二叔丁基对甲酚、三(壬基代苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料，其特征在于：所述硫化剂选自二硫代二吗啉、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将丁晴胶、丁基橡胶、氯丁胶、硅藻土、硅球珠、线型酚醛树脂、过氧化二异丙苯加入搅拌机中搅拌，粉碎，搅拌转速为500-600转/分钟，搅拌时间为20-40分钟,然后加入抗氧化剂，调节搅拌速度为500转/分钟，搅拌15分钟；
（3）将步骤（2）中的搅拌混合物注入高温煅烧炉中，然后依次加入苯并三氮胺、硫酸钙、碳酸氢钠、硬脂酸钠、硅烷偶联剂，充分搅拌后，加压，充入惰性气体，高温烧结30-60分钟，煅烧温度为660-700℃，炉内压强为3-6MPa；
（4）将步骤（3）的高温煅烧物注入超声粉碎机，超声分散15-30分钟，超声粉碎机功率为200-250KW，得到材料前体；
（5）将步骤（4）的材料前体加入平板硫化机中进行硫化，同时加入硫磺粉、硫化剂，硫化条件为155-160℃，10-15MPa，90-92秒，得到材料硫化体；
（6） 将步骤（5）的材料硫化体注入双螺杆挤出机中，挤出、压模塑形，冷却得成品，螺杆转速为1000-1500转/分钟，螺杆温度为220-260℃。
6.根据权利要求5所述的抗静电耐腐蚀的橡胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的惰性气体为氩气。
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