CN106751329A - 一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料 - Google Patents

一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶15‑25份，聚丁二烯橡胶4‑12份，丁苯橡胶20‑35份，氯磺化聚乙烯橡胶6‑12份，抗氧剂A 0.5‑1.7份，油酸0.5‑1.5份，硬脂酸0.5‑2.5份，重铬酸铵0.15‑0.45份，二硫化二苯并噻唑2‑4份，改性竹纤维30‑50份，纳米炭黑4‑12份，纳米纤维素晶须8‑16份，纳米黏土45‑65份，玉米秸秆纤维3‑12份，辛基酚醛增粘树脂1‑2份，竹屑纤维4‑12份，邻苯二甲酸丁酯0.4‑1.6份，癸二酸二辛酯0.7‑1.3份，环氧脂肪酸甲酯0.6‑1.2份。本发明耐撕裂性好，密封性能优异，且耐老化性好。

Description

一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶轮胎技术领域，尤其涉及一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料。
背景技术
现在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，橡胶越来越被广泛的应用，但还是存在一些缺陷，因为近几年随着汽车的增多，橡胶的用量越来越多，轮胎的质量也随之有所下降，然而轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种挤压、摩擦及高温的影响，目前普通橡胶轮胎还满足不了需求，亟待解决。
发明内容
本发明提出了一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，耐撕裂性好，密封性能优异，且耐老化性好。
本发明提出的一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶15-25份，聚丁二烯橡胶4-12份，丁苯橡胶20-35份，氯磺化聚乙烯橡胶6-12份，抗氧剂A0.5-1.7份，油酸0.5-1.5份，硬脂酸0.5-2.5份，重铬酸铵0.15-0.45份，二硫化二苯并噻唑2-4份，改性竹纤维30-50份，纳米炭黑4-12份，纳米纤维素晶须8-16份，纳米黏土45-65份，玉米秸秆纤维3-12份，辛基酚醛增粘树脂1-2份，竹屑纤维4-12份，邻苯二甲酸丁酯0.4-1.6份，癸二酸二辛酯0.7-1.3份，环氧脂肪酸甲酯0.6-1.2份。
优选地，改性竹纤维采用如下工艺制备：将竹纤维、氢氧化钠溶液混合搅拌，搅拌温度为60-69℃，过滤，洗涤至呈中性，加入盐酸在温度105-115℃搅拌，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入茶皂素、丁二酸酐、碳酸钾、N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌，继续加入癸酸酰氯继续搅拌，加入水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.5-6.9，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；将N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸溶液、水混合搅拌，用氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.2-7.8，氮气保护下加入预处理竹纤维微波处理，氮气保护下在温度60-70℃加入2-6份过硫酸铵、0.2-0.8份硝酸铈铵搅拌，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
优选地，过硫酸铵、硝酸铈铵的重量比为2-6：0.2-0.8。
优选地，竹纤维、茶皂素、丁二酸酐、碳酸钾、癸酸酰氯的重量比为15-25：1-3：2-8：1-4：2-8。
优选地，微波处理时间为35-65min，微波功率为200-350W。
优选地，丙烯酸溶液的浓度为50-58％，其中N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸溶液的重量比为20-40：50-80。
优选地，改性竹纤维采用如下工艺制备：
按重量份将15-25份竹纤维、60-80份浓度为0.8-1.1mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌25-45min，搅拌温度为60-69℃，过滤，洗涤至呈中性，加入50-90份浓度为2-2.6mol/L盐酸在温度105-115℃搅拌35-45min，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入1-3份茶皂素、2-8份丁二酸酐、1-4份碳酸钾、60-90份N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌5-10h，搅拌温度为65-75℃，继续加入2-8份癸酸酰氯继续搅拌70-90min，加入50-100份水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.5-6.9，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；
按重量份将20-40份N，N-亚甲基双丙烯酰胺、50-80份浓度为50-58％丙烯酸溶液、200-300份水混合搅拌3-6h，用浓度为1.5-2.5mol/L氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.2-7.8，氮气保护下加入40-80份预处理竹纤维微波处理35-65min，微波功率为200-350W，氮气保护下在温度60-70℃加入2-6份过硫酸铵、0.2-0.8份硝酸铈铵搅拌15-35min，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
优选地，所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶18-23份，聚丁二烯橡胶7-10份，丁苯橡胶31-33份，氯磺化聚乙烯橡胶7-10份，抗氧剂A1.2-1.5份，油酸0.7-1.1份，硬脂酸1-1.7份，重铬酸铵0.25-0.31份，二硫化二苯并噻唑2.2-2.7份，改性竹纤维42-46份，纳米炭黑6-8份，纳米纤维素晶须12-15份，纳米黏土49-51份，玉米秸秆纤维5-7份，辛基酚醛增粘树脂1.2-1.6份，竹屑纤维6-8份，邻苯二甲酸丁酯0.5-0.8份，癸二酸二辛酯1.1-1.25份，环氧脂肪酸甲酯0.7-0.9份。
本发明的预处理竹纤维中，以竹纤维为基料经过氢氧化钠碱化与盐酸处理后，与茶皂素配合在丁二酸酐、癸酸酰氯、碳酸钾的作用下酯化反应，不仅表面活性极高，且有较好的增溶与乳化效果，具有极为优异的表面活性，氮气保护下微波处理，在过硫酸铵、硝酸铈铵的引发下与N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸溶液配合作用，不仅力学性能极好，耐磨性能极为优异，且不易老化，与纳米炭黑、纳米纤维素晶须、纳米黏土、玉米秸秆纤维、辛基酚醛增粘树脂、竹屑纤维间分散性好，不仅填充性能优异，且制品力学性能进一步增强，耐磨、抗挤压性能进一步增强，与丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶间分散性极好，经过重铬酸铵、二硫化二苯并噻唑固化后形成网络状结构，制品极为密实，密封性极为优异，耐高温性好，而邻苯二甲酸丁酯、癸二酸二辛酯、环氧脂肪酸甲酯配合作用，可在保证橡胶材料硬度与韧性的均衡，在保证物理机械性能良好的同时，可有效增强制品热氧稳定性及耐老化性能，进一步与抗氧剂AT-215、紫外光吸收剂UV-531及紫外光吸收剂TB75协同作用，制品耐撕裂及耐老化性能进一步增强。
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
一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶15份，聚丁二烯橡胶12份，丁苯橡胶20份，氯磺化聚乙烯橡胶12份，抗氧剂A 0.5份，油酸1.5份，硬脂酸0.5份，重铬酸铵0.45份，二硫化二苯并噻唑2份，改性竹纤维50份，纳米炭黑4份，纳米纤维素晶须16份，纳米黏土45份，玉米秸秆纤维12份，辛基酚醛增粘树脂1份，竹屑纤维12份，邻苯二甲酸丁酯0.4份，癸二酸二辛酯1.3份，环氧脂肪酸甲酯0.6份。
实施例2
一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶25份，聚丁二烯橡胶4份，丁苯橡胶35份，氯磺化聚乙烯橡胶6份，抗氧剂A 1.7份，油酸0.5份，硬脂酸2.5份，重铬酸铵0.15份，二硫化二苯并噻唑4份，改性竹纤维30份，纳米炭黑12份，纳米纤维素晶须8份，纳米黏土65份，玉米秸秆纤维3份，辛基酚醛增粘树脂2份，竹屑纤维4份，邻苯二甲酸丁酯1.6份，癸二酸二辛酯0.7份，环氧脂肪酸甲酯1.2份。
实施例3
一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶23份，聚丁二烯橡胶7份，丁苯橡胶33份，氯磺化聚乙烯橡胶7份，抗氧剂A 1.5份，油酸0.7份，硬脂酸1.7份，重铬酸铵0.25份，二硫化二苯并噻唑2.7份，改性竹纤维42份，纳米炭黑8份，纳米纤维素晶须12份，纳米黏土51份，玉米秸秆纤维5份，辛基酚醛增粘树脂1.6份，竹屑纤维6份，邻苯二甲酸丁酯0.8份，癸二酸二辛酯1.1份，环氧脂肪酸甲酯0.9份。
改性竹纤维采用如下工艺制备：
按重量份将15份竹纤维、80份浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌45min，搅拌温度为60℃，过滤，洗涤至呈中性，加入90份浓度为2mol/L盐酸在温度115℃搅拌35min，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入3份茶皂素、2份丁二酸酐、4份碳酸钾、60份N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌10h，搅拌温度为65℃，继续加入8份癸酸酰氯继续搅拌70min，加入100份水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.5，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；
按重量份将40份N，N-亚甲基双丙烯酰胺、50份浓度为58％丙烯酸溶液、200份水混合搅拌6h，用浓度为1.5mol/L氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.8，氮气保护下加入40份预处理竹纤维微波处理65min，微波功率为200W，氮气保护下在温度70℃加入2份过硫酸铵、0.8份硝酸铈铵搅拌15min，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
实施例4
一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶18份，聚丁二烯橡胶10份，丁苯橡胶31份，氯磺化聚乙烯橡胶10份，抗氧剂A 1.2份，油酸1.1份，硬脂酸1份，重铬酸铵0.31份，二硫化二苯并噻唑2.2份，改性竹纤维46份，纳米炭黑6份，纳米纤维素晶须15份，纳米黏土49份，玉米秸秆纤维7份，辛基酚醛增粘树脂1.2份，竹屑纤维8份，邻苯二甲酸丁酯0.5份，癸二酸二辛酯1.25份，环氧脂肪酸甲酯0.7份。
改性竹纤维采用如下工艺制备：
按重量份将25份竹纤维、60份浓度为1.1mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌25min，搅拌温度为69℃，过滤，洗涤至呈中性，加入50份浓度为2.6mol/L盐酸在温度105℃搅拌45min，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入1份茶皂素、8份丁二酸酐、1份碳酸钾、90份N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌5h，搅拌温度为75℃，继续加入2份癸酸酰氯继续搅拌90min，加入50份水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.9，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；
按重量份将20份N，N-亚甲基双丙烯酰胺、80份浓度为50％丙烯酸溶液、300份水混合搅拌3h，用浓度为2.5mol/L氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.2，氮气保护下加入80份预处理竹纤维微波处理35min，微波功率为350W，氮气保护下在温度60℃加入6份过硫酸铵、0.2份硝酸铈铵搅拌35min，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
实施例5
一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶20份，聚丁二烯橡胶9份，丁苯橡胶32份，氯磺化聚乙烯橡胶9份，抗氧剂A 1.4份，油酸0.9份，硬脂酸1.4份，重铬酸铵0.29份，二硫化二苯并噻唑2.6份，改性竹纤维44份，纳米炭黑7份，纳米纤维素晶须13份，纳米黏土50份，玉米秸秆纤维6份，辛基酚醛增粘树脂1.4份，竹屑纤维7份，邻苯二甲酸丁酯0.6份，癸二酸二辛酯1.23份，环氧脂肪酸甲酯0.8份。
改性竹纤维采用如下工艺制备：
按重量份将18份竹纤维、75份浓度为0.95mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌38min，搅拌温度为66℃，过滤，洗涤至呈中性，加入80份浓度为2.3mol/L盐酸在温度109℃搅拌42min，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入2份茶皂素、6份丁二酸酐、2份碳酸钾、82份N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌8h，搅拌温度为72℃，继续加入6份癸酸酰氯继续搅拌85min，加入85份水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.8，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；
按重量份将35份N，N-亚甲基双丙烯酰胺、75份浓度为56％丙烯酸溶液、265份水混合搅拌5h，用浓度为1.9mol/L氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.6，氮气保护下加入65份预处理竹纤维微波处理45min，微波功率为320W，氮气保护下在温度67℃加入5份过硫酸铵、0.6份硝酸铈铵搅拌30min，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
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)

1.一种耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶15-25份，聚丁二烯橡胶4-12份，丁苯橡胶20-35份，氯磺化聚乙烯橡胶6-12份，抗氧剂A0.5-1.7份，油酸0.5-1.5份，硬脂酸0.5-2.5份，重铬酸铵0.15-0.45份，二硫化二苯并噻唑2-4份，改性竹纤维30-50份，纳米炭黑4-12份，纳米纤维素晶须8-16份，纳米黏土45-65份，玉米秸秆纤维3-12份，辛基酚醛增粘树脂1-2份，竹屑纤维4-12份，邻苯二甲酸丁酯0.4-1.6份，癸二酸二辛酯0.7-1.3份，环氧脂肪酸甲酯0.6-1.2份。
2.根据权利要求1所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，改性竹纤维采用如下工艺制备：将竹纤维、氢氧化钠溶液混合搅拌，搅拌温度为60-69℃，过滤，洗涤至呈中性，加入盐酸在温度105-115℃搅拌，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入茶皂素、丁二酸酐、碳酸钾、N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌，继续加入癸酸酰氯继续搅拌，加入水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.5-6.9，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；将N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸溶液、水混合搅拌，用氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.2-7.8，氮气保护下加入预处理竹纤维微波处理，氮气保护下在温度60-70℃加入2-6份过硫酸铵、0.2-0.8份硝酸铈铵搅拌，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
3.根据权利要求2所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，过硫酸铵、硝酸铈铵的重量比为2-6：0.2-0.8。
4.根据权利要求2所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，竹纤维、茶皂素、丁二酸酐、碳酸钾、癸酸酰氯的重量比为15-25：1-3：2-8：1-4：2-8。
5.根据权利要求2所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，微波处理时间为35-65min，微波功率为200-350W。
6.根据权利要求2所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，丙烯酸溶液的浓度为50-58％，其中N，N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸溶液的重量比为20-40：50-80。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，改性竹纤维采用如下工艺制备：
按重量份将15-25份竹纤维、60-80份浓度为0.8-1.1mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌25-45min，搅拌温度为60-69℃，过滤，洗涤至呈中性，加入50-90份浓度为2-2.6mol/L盐酸在温度105-115℃搅拌35-45min，过滤，洗涤至呈中性，干燥，加入1-3份茶皂素、2-8份丁二酸酐、1-4份碳酸钾、60-90份N,N-二甲基甲酰胺混合搅拌5-10h，搅拌温度为65-75℃，继续加入2-8份癸酸酰氯继续搅拌70-90min，加入50-100份水混合均匀，加入盐酸调节体系pH至6.5-6.9，去除体系中N,N-二甲基甲酰胺，干燥，粉碎，得到预处理竹纤维；
按重量份将20-40份N，N-亚甲基双丙烯酰胺、50-80份浓度为50-58％丙烯酸溶液、200-300份水混合搅拌3-6h，用浓度为1.5-2.5mol/L氢氧化钾溶液调节体系pH值为7.2-7.8，氮气保护下加入40-80份预处理竹纤维微波处理35-65min，微波功率为200-350W，氮气保护下在温度60-70℃加入2-6份过硫酸铵、0.2-0.8份硝酸铈铵搅拌15-35min，过滤，洗涤，干燥，得到改性竹纤维。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐撕裂密封性好轮胎橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶18-23份，聚丁二烯橡胶7-10份，丁苯橡胶31-33份，氯磺化聚乙烯橡胶7-10份，抗氧剂A 1.2-1.5份，油酸0.7-1.1份，硬脂酸1-1.7份，重铬酸铵0.25-0.31份，二硫化二苯并噻唑2.2-2.7份，改性竹纤维42-46份，纳米炭黑6-8份，纳米纤维素晶须12-15份，纳米黏土49-51份，玉米秸秆纤维5-7份，辛基酚醛增粘树脂1.2-1.6份，竹屑纤维6-8份，邻苯二甲酸丁酯0.5-0.8份，癸二酸二辛酯1.1-1.25份，环氧脂肪酸甲酯0.7-0.9份。
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