CN107189145A - 一种橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种橡胶组合物及其制备方法，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：天然橡胶20～30、氯丁橡胶75～85、顺丁橡胶1～9、阻燃剂6～18、活性剂1～4、硫化剂1～4、补强剂10～25、促进剂1～4。本发明通过选用天然橡胶、氯丁橡胶和顺丁橡胶作为基础胶，既可以改善氯丁橡胶的加工性能，又能降低成本，提高耐寒性和耐磨性。

Description

一种橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
一般来讲，鞋用橡胶组合物必须能够制成穿着者的体重、承受运动产生的负荷和冲击力的强度，提高鞋子的舒适度，安全性和防滑性。
消防鞋是提供消防人员在火宅等恶劣环境中穿用，保护双脚和小腿免受伤害的特种防护鞋。消防员从事的是有一定危险性的劳动，其穿着的保护鞋需要同时具备防水、隔热、防滑、防刺穿、耐砸、帮与底结合牢固、耐磨和耐曲折等性能。
由于火场物质结构发生不断的变化，尤其在大量酸、碱和油类物质存在的火场中，基于橡胶本身耐油、耐酸碱性能的差距，使得橡胶材质的消防鞋的防护性能迅速降低，加快鞋靴的损坏以致达不到防护的效果，造成消防队员被酸碱物质烧伤，影响灭火工作的进程。因此，消防鞋还应具有耐油、耐酸碱的性能，才能够满足火场复杂环境下的要求。
CN102924772A公开了一种橡胶组合物及其制备方法。所述橡胶组合物的基础胶主要由90～100重量份的氯丁橡胶和0～10重量份的顺丁橡胶组成，还包括其他配合剂。将各组分按配方量混炼得到橡胶组合物。该发明通过选择合理的基础胶、阻燃剂及其它配合剂，使最终制得的橡胶组合物具有良好的耐磨性、耐油、耐酸碱、阻燃性和绝缘性等，在很大程度上提高了消防鞋的各项指标，对消防员在恶劣环境中起到更好的保护作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种橡胶组合物及其制备方法，其具有优异的耐油、耐酸碱、耐磨、阻燃和绝缘性的橡胶组合物。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述天然橡胶的重量份数例如为20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29或29.5。
所述氯丁橡胶的重量份数例如为75.5、76、76.5、77、77.5、78、78.5、79、79.5、80、80.5、81、81.5、82、82.5、83、83.5、84或84.5。
所述顺丁橡胶的重量份数例如为1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8或8.5。
所述阻燃剂的重量份数例如为7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18。
所述活性剂的重量份数例如为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6或3.8。
所述硫化剂的重量份数例如为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6或3.8。
所述补强剂的重量份数例如为11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24。
所述促进剂的重量份数例如为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6或3.8。
优选地，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述阻燃剂选自氯化石蜡-70、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝或磷酸酯中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如氯化石蜡-70和三氧化二锑的混合物，硼酸锌和氢氧化铝的混合物，氢氧化铝和磷酸酯的混合物，氯化石蜡-70、三氧化二锑、硼酸锌和氢氧化铝的混合物，氯化石蜡-70、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝和磷酸酯的混合物。
橡胶活性剂能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用，能加强硫化过程，达到稳定性、加工安全性提高，大幅度降低不良率，提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性，同时，可提高橡胶产品的抗老化、抗挠裂性能。本发明所述活性剂选用硬脂酸或/和硬脂酸锌，均可市售得到。两种活性剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
所述补强剂选自炭黑N234、炭黑N220或炭黑N330中的一种或者至少两种的混合物，所述混合物例如炭黑N330和炭黑N220的混合物，炭黑N330和炭黑N234的混合物，炭黑N330、炭黑N220和炭黑N234的混合物。所述炭黑N234为高结构中超耐磨炉黑，炭黑N330为高耐磨炉黑，炭黑N220为高定伸中超耐磨炉黑。炭黑用作补强剂能使橡胶具有高的耐磨性、拉伸强度等。炭黑与橡胶之间的结合反应，是炭黑对橡胶补强的基本原因。首先粘流态的橡胶分子润湿炭黑，然后很好的吸附在炭黑表面，形成物理结合。本发明所述炭黑为纳米级炭黑，纳米级炭黑粗糙表面有大量的边缘和凸棱，这些高表面能的活性点导致与聚合物有很强的物理/物理化学作用，聚合物表面的相互作用也随之加强，这样就增加了聚合物链段与炭黑表面相接触的概率，炭黑补强效果增强。三种炭黑可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
为了降低硫化温度，缩短硫化时间，改善硫化物的物理机械性能，硫磺硫化时，必须加入硫化促进剂。本发明所述促进剂选自促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DZ或促进剂NOBS中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如促进剂DZ和促进剂NOBS的混合物，促进剂D和促进剂TMTD的混合物，促进剂CZ和促进剂NOBS的混合物，促进剂DZ和促进剂D的混合物，促进剂TMTD和促进剂CZ的混合物，促进剂NOBS、促进剂DZ和促进剂D的混合物，促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂NOBS的混合物，促进剂DZ、促进剂D、促进剂TMTD和促进剂CZ的混合物。五种硫化促进剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
橡胶在长期应用中受热、氧、光等环境条件的影响，会发生老化降解。同时在生产过程中受热、机械加工的剪切作用，会发生分解和分裂现象。因此，为了防止丁苯橡胶的老化和分解，需加入防老剂。优选地，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP或防老剂MB中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如防老剂MB和防老剂DNP的混合物，防老剂4020和防老剂4010NA的混合物，防老剂RD和防老剂MB的混合物，防老剂DNP和防老剂4020的混合物，防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂MB和防老剂DNP的混合物，防老剂MB、防老剂DNP、防老剂4020、防老剂4010NA和防老剂RD的混合物。防老剂RD：2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；防老剂DNP：N，N-二(β-萘基)对苯二胺；防老剂MB：2-巯基苯并咪唑，防老剂4010NA：N-异丙基-N’苯基-对苯二胺，防老剂4020：N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺，五种防老剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果，并可加入具有协同作用的稳定剂。
优选地，所述防老剂的重量份数为1～4，例如为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6或3.8。
本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述橡胶组合物不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
本发明的目的之二在于提供一种如上所述的橡胶组合物的制备方法，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过选用天然橡胶、氯丁橡胶和顺丁橡胶作为基础胶，既可以改善氯丁橡胶的加工性能，又能降低成本，提高耐寒性和耐磨性。
根据《消防员灭火防护靴》GA6-2004中涉及的性能测试方法对本发明的消防鞋橡胶组合物进行测试，测试结果如下：
邵A硬度64，拉力142kgf/cm2，断裂伸长率780％，比重1.2，磨耗减量0.8cm2，阻燃性能(GB/T13488)FV-1级。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述阻燃剂选自氯化石蜡-70。
所述活性剂选用硬脂酸。
所述补强剂选自炭黑N234、炭黑N220和炭黑N330的混合物。
所述促进剂选自促进剂CZ。
上述橡胶组合物的制备方法，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
实施例2
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述阻燃剂选自硼酸锌。
所述活性剂选用硬脂酸锌。
所述补强剂选自炭黑N234。
所述促进剂选自促进剂D。
上述橡胶组合物的制备方法，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
实施例3
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述阻燃剂选自三氧化二锑。
所述活性剂选用硬脂酸和硬脂酸锌。
所述补强剂选自炭黑N220。
所述促进剂选自促进剂DZ。
上述橡胶组合物的制备方法，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
实施例4
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述阻燃剂选自氢氧化铝和磷酸酯。
所述活性剂选用硬脂酸和硬脂酸锌。
所述补强剂选自炭黑N330。
所述促进剂选自促进剂CZ。
所述防老剂选自防老剂RD。
上述橡胶组合物的制备方法，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
实施例5
一种橡胶组合物，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
所述阻燃剂选自氢氧化铝和磷酸酯。
所述活性剂选用硬脂酸和硬脂酸锌。
所述补强剂选自炭黑N330。
所述促进剂选自促进剂CZ。
所述防老剂选自防老剂RD。
上述橡胶组合物的制备方法，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
根据《消防员灭火防护靴》GA6-2004中涉及的性能测试方法对本发明的消防鞋橡胶组合物进行测试，测试结果如下：
邵A硬度64，拉力142kgf/cm2，断裂伸长率780％，比重1.2，磨耗减量0.8cm2，阻燃性能(GB/T13488)FV-1级。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物按重量份数包括如下原料：
3.如权利要求1或2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述阻燃剂选自氯化石蜡-70、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝或磷酸酯中的任意一种或者至少两种的混合物。
4.如权利要求1-3之一所述的橡胶组合物，其特征在于，所述活性剂选用硬脂酸或/和硬脂酸锌。
5.如权利要求1-4之一所述的橡胶组合物，其特征在于，所述补强剂选自炭黑N234、炭黑N220或炭黑N330中的一种或者至少两种的混合物。
6.如权利要求1-5之一所述的橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂选自促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DZ或促进剂NOBS中的一种或者至少两种的混合物。
7.如权利要求1-6之一所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中还包括防老剂。
8.如权利要求7所述的橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP或防老剂MB中的一种或者至少两种的混合物。
9.如权利要求7或8所述的橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂的重量份数为1～4。
10.一种如权利要求1-9之一所述的橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述方法为：将所述橡胶组合物的各组分按配方量混炼而成。
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