CN107011549A - 一种天然橡胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然橡胶，属于橡胶材料领域，其组分和质量分数为：天然橡胶SCR100～120份,丁苯橡胶10～30份,氧化锌4～8份,硬脂酸2～5份,防老剂4010NA1～2份,防老剂RD1～3份,N‑234炭黑20～60份,白炭黑10～20份,铸造矿渣XJ01补强剂40～60份,偶联剂TESPT1～2份,防护蜡1～3份,高芳油2～6份，促进剂CZ0.5～1份,防焦剂CTP0.1～0.5份,硫磺1～3份。本发明提供了一种外观优良，高中等硬度，在非公路面条件下具有高耐磨性能以及高撕裂强度的天然橡胶。

Description

一种天然橡胶的制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及一种天然橡胶的制备方法。
背景技术
天然橡胶，是指从橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其橡胶烃（顺-1，4-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，天然橡胶具有良好的综合性能，具有拉伸强度较高，弹性大，伸长率高，耐磨性和耐疲劳性好，生热低以及其加工性好等特点，但是用于制造工程轮胎胎面胶时，会出现撕裂强度不足，容易蹦花纹掉块，不耐穿扎不耐磨的现象，所以必须通过调节配方使用适当的补强剂改善其性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟开发一种外观优良，中等硬度，在非公路面条件下具有高耐磨性能以及高撕裂强度的天然橡胶。
本发明提供一种天然橡胶是将将天然橡胶、丁苯橡胶、防老剂、炭黑、补强剂、偶联剂、高芳油、促进剂、防焦剂的混合物混合后再硫化得到得到产物，所述混合物还有氧化锌、硬脂酸、防护蜡CP型。
一种天然橡胶的制备方法其中天然橡胶SCR100～120份，丁苯橡胶1500 10～30份。
一种天然橡胶的制备方法其中防老化剂为防老剂4010NA和防老剂RD，其中防老剂4010NA1～2份，防老剂RD1～3份，所述炭黑为N-234炭黑和白炭黑其中N-234炭黑20～60份，白炭黑10～20份。
一种天然橡胶的制备方法为偶联剂TESPT1～2份，高芳油2～6份，促进剂CZ0.5～1份，防焦剂CTP0.1～0.5份，硫磺为1～3份，氧化锌4～8份，硬脂酸2～5份，防护蜡CP型1～3份；
一种天然橡胶的制备方法为所述补强剂为铸造矿渣XJ01补强剂，所述铸造矿渣XJ01补强剂40～60份。
一种天然橡胶的制备方法其重量配比如下：天然橡胶SCR 120份，丁苯橡胶150030份，氧化锌8份，硬脂酸 5份，防老剂4010NA 1.5份，防老剂RD 2.5份，N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂45份，偶联剂TESPT 1.5份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，促进剂CZ 1份，防焦剂CTP0.25份，硫磺2份。
（1）将密炼机整机打开预热加热时间10-15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.6MPa-0.8MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 1.5份，防老剂RD 2.5份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂45份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃；
（2）从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
（3）将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
（4）密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
（5）制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
本发明采用防老剂4010NA和防老剂RD使产品具有良好的耐热性能；采用铸造矿渣XJ01补强剂使产品具有高的耐磨性能，高撕裂性能。
本发明天然橡胶的有益效果：本发明天然橡胶，具有外观优良，中等硬度，在耐非公路面条件下具有高耐磨性能以及高撕裂强度的特点，解决了工程轮胎胎面早期磨损掉块的问题；铸造废渣补强剂XJ01，与炭黑相比，是一种低成本的补强添加剂，大量填充使产品成本低廉，特别是目前我国铸造废渣垃圾堆放量累计超过30亿吨，每年新增4000万吨，目前没有太好的解决办法，实际铸造废渣仍采取野外堆放为主，造成了大量大气粉尘污染、水资源污染，同时占用土地，浪费资源，将铸造废渣资源化加工成补强剂，替代传统的高价格炭黑补强剂，通过橡胶行业科技进步推广使用，消化铸造废渣，具有很好的环保社会效益和经济效益。
具体实施例
实施例1将密炼机整机打开预热加热时间15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.8，MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 1.5份，防老剂RD 2.5份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂45份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃。
从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
对比例1按照实施例1 的方法制备三元乙丙橡胶片，不同的是未加防老剂4010NA和防老剂RD。
对比例2按照实施例1 的方法制备三元乙丙橡胶片，不同的是未加铸造矿渣XJ01补强剂。
实施例2将密炼机整机打开预热加热时间15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.8，MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 1份，防老剂RD1份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂40份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃。
从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
实施例3将密炼机整机打开预热加热时间15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.8，MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 2份，防老剂RD3份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂60份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃。
从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
实施例4：将密炼机整机打开预热加热时间15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.8，MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA0.5份，防老剂RD0.5份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂45份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃。
从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
实施例5将密炼机整机打开预热加热时间15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.8，MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 1.5份，防老剂RD 2.5份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂30份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃。
从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
实施例6将密炼机整机打开预热加热时间15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.8，MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 0.5份，防老剂RD 5份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂80份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃。
从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用。
将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃。
密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用。
制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
材料性能数据测试，使用如下设备：电子拉力试验机测试定伸应力，电子拉力试验机测试拉伸强度，电子拉力试验机测试扯断伸长率，阿克隆磨耗机测试磨耗，老化试验箱测试耐热老化，电子拉力试验机扯断伸长率变化率，邵氏硬度XJ-1测定邵氏硬度。
表一
实施例1 对比例1 对比例2 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
300%定伸应力（MPa） 9.35 9.35 7.50 9.15 9.25 9.35 7.55 7.50
拉伸强度（MPa） 25.15 25.15 16.30 24.75 25.35 25.15 16.60 16.55
扯断伸长率（%） 645 645 450 600 585 645 480 520
磨耗（1000r） 0.075 0.075 0.089 0.077 0.078 0.075 0.075 0.089
耐热老化 185℃X168h 110℃X168h 185℃X168h 170℃X168h 185℃X168h 130℃X168h 185℃X168h 125℃X168h
邵氏硬度 60±5 60±5 55±5 60±5 60±5 60±5 57±5 55±5
从表一种可以看出未加防老剂4010NA，和防老剂RD的对比例1其耐热老化性能只有110℃x168h，未加铸造矿渣XJ01补强剂的对比例2其磨耗变化率较高由0.075变成了0.089，实施例4对比实施例1其耐高温性能明显下降只能达到130℃X168h，实施例6对比实施例1其300%定伸应力，拉伸强度，扯断伸长率均明显下降，撕裂强度明显降低。对比实施例1，实施例4，实施例5，实施例6添加防老剂4010NA1～3.5份，防老剂RD1～2份此性能较好，添加铸造矿渣XJ01补强剂可以显著提高其拉伸强度，撕裂强度。故本发明在制造的橡胶在制造耐高温、抗撕裂、非公路橡胶轮胎上有良好的发展前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的如何修改，等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种天然橡胶的制备方法其特征为：将天然橡胶、丁苯橡胶、防老剂、炭黑、补强剂、偶联剂、高芳油、促进剂、防焦剂、氧化锌、硬脂酸、防护蜡CP型的混合物混合后再硫化得到得到产物。
2.根据权利要求1所述一种天然橡胶的制备方法其特征为：天然橡胶SCR100～120份，丁苯橡胶1500 10～30份。
3.根据权利要求1或2所述一种天然橡胶的制备方法其特征为：防老化剂为防老剂4010NA和防老剂RD，其中防老剂4010NA1～2份，防老剂RD1～3份，所述炭黑为N-234炭黑和白炭黑其中N-234炭黑20～60份，白炭黑10～20份。
4.根据权利要求1或2或3所述一种天然橡胶的制备方法其特征为：偶联剂TESPT1～2份，高芳油2～6份，促进剂CZ0.5～1份，防焦剂CTP0.1～0.5份，硫磺为1～3份，氧化锌4～8份，硬脂酸2～5份，防护蜡CP型1～3份。
5.根据权利要求1或2或3或4所述一种天然橡胶的制备方法其特征为：所述补强剂为铸造矿渣XJ01补强剂，所述铸造矿渣XJ01补强剂40～60份。
6.根据权利要求1-5所述一种天然橡胶的制备方法其特征为，重量配比如下：天然橡胶SCR 120份，丁苯橡胶1500 30份，氧化8份，硬脂酸 5份，防老剂4010NA 1.5份，防老剂RD2.5份，N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂45份，偶联剂TESPT 1.5份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，促进剂CZ 1份，防焦剂CTP0.25份，硫磺2份。
7.根据权利要求6所述一种天然橡胶的制备方法其特征为：按以下步骤进行
（1）将密炼机整机打开预热加热时间10-15分钟，温度设定100℃，温度档设为自动档开启风压机，压力0.6MPa-0.8MPa，顶栓压力设为自动档投入切割好的投入切割好的天然橡胶SCR120份和丁苯橡胶1500 30份加盖混合2分钟，再分别加入防老剂4010NA 1.5份，防老剂RD 2.5份，氧化锌8份，偶联剂TESPT1.5份，硬脂酸5份加盖混合2分钟，再加N-234炭黑45份，白炭黑15份，铸造矿渣XJ01补强剂45份，防护蜡CP型2.5份，高芳油6份，防焦剂CTP0.25份加盖混合，350秒排料出片冷却，排料温度130℃；
（2）从密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，进行拉片 3次，出厚胶片8mm，用爬架法，厚胶片通过冷片机的冷却水和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠，冷却至40℃以下，停放1小时，供密炼机二段混炼加硫磺促进剂使用；
（3）将密炼机温度设定60℃，温度档设为自动档，开启风压机，压力0.7MPa，顶栓压力设为自动档，加入冷却后的混炼胶加入硫磺2份，促进剂CZ 1份，120秒排料出片冷却，排料温度90℃；
（4）密炼机排出的混炼胶加入开炼机中，辊距3㎜以下，拉片 3次，出厚胶片8mm，使用爬架法，厚胶片通过冷片机的隔离剂槽和传输带冷却、风干，使得胶片上下表面无明显的水珠和隔离剂块斑，冷却至40℃以下，入库停放12小时，供下道工序使用；
（5）制备试片：将相应的胶片放入155℃硫化机试片模内加压倒10MPa，硫化15min。
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