CN107286399A - 一种环保橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环保橡胶材料及其制备方法，环保橡胶材料包括改性天然橡胶30‑40份，丁腈橡胶30‑40份，聚丙烯20‑30份，丙烯酸酯橡胶10‑20份，促进剂1‑2份，防老剂1‑2份，均匀剂2‑4份，含氟表面活性剂3‑5份，硫磺1‑3份，白炭黑30‑40份，三聚磷酸铝8‑13份，甲基磷酸二甲酯5‑10份，过氧化二异丙苯2‑4份，硬脂酸1‑3份，液体无卤阻燃剂20‑40份和固体无卤阻燃剂40‑60份。本发明耐候、耐老化性能极为优异，且阻燃、耐磨、耐热性也较好，还具有良好的力学性能和加工性能。

Description

一种环保橡胶材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，具体涉及一种环保橡胶材料及其制备方法。

背景技术

目前橡胶材料及其制品蓬勃发展，它正迅速代替钢材、金属、水泥及木材、棉等天然聚合物被广泛应用于工业、农业、军事等国民经济的各个部门，天然橡胶材料在长期贮存及使用过程中受到热能、机械能、光能和辐射能的作用，加上氧、臭氧、水分与变价金属、金属离子参与的化学反应，橡胶护套材料逐渐出现变软发粘、变硬变脆或龟裂的老化现象，使其力学性能变坏甚至失去其原有的性能导致在使用过程出现故障，且在制备过程中需要添加合成材料，而合成材料往往含有很高的卤素，在燃烧过程中可产生大量的有毒气体，造成对环境的危害，对人们的生命安全形成巨大威胁，如何对天然橡胶进行改性，制备一种耐老化性能好，力学性能好，阻燃性好且环保的橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种环保橡胶材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种环保橡胶材料，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：改性天然橡胶30-40份，丁腈橡胶30-40份，聚丙烯20-30份，丙烯酸酯橡胶10-20份，促进剂1-2份，防老剂1-2份，均匀剂2-4份，含氟表面活性剂3-5份，硫磺1-3份，白炭黑30-40份，三聚磷酸铝8-13份，甲基磷酸二甲酯5-10份，过氧化二异丙苯2-4份，硬脂酸1-3份，液体无卤阻燃剂20-40份和固体无卤阻燃剂40-60份。

进一步地，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：改性天然橡胶35份，丁腈橡胶34份，聚丙烯26份，丙烯酸酯橡胶13份，促进剂1份，防老剂2份，均匀剂3份，含氟表面活性剂4份，硫磺2份，白炭黑37份，三聚磷酸铝10份，甲基磷酸二甲酯7份，过氧化二异丙苯3份，硬脂酸2份，液体无卤阻燃剂23份和固体无卤阻燃剂45份。

进一步地，所述均匀剂包括以下按重量份计的原料：碳九石油树脂3份、改性沥青1份和对甲苯磺酸0.1份。

进一步地，所述改性沥青由石油沥青和磷酸混合，升高加压反应后，加入三聚甲醛混合制成。

进一步地，所述均匀剂的制备方法为：

将碳五石油树脂和对甲苯磺酸加入到反应釜中，加热融化并搅拌，加入改性沥青，搅拌升温至130℃，保持温度搅拌15分钟，即得均匀剂。

进一步地，所述液体无卤阻燃剂选用磷酸三甲苯酯、三丁氧乙基磷酸酯、磷酸三辛酯中的任意一种。

进一步地，所述固体无卤阻燃剂选用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵和三聚氰胺氰脲酸盐的一种或多种。

一种环保橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料准备：

按配方要求称量原材料；

（2）高速混合预塑化：

将改性天然橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯、丙烯酸酯橡胶、均匀剂、白炭黑、三聚磷酸铝、甲基磷酸二甲酯、过氧化二异丙苯、硬脂酸、液体无卤阻燃剂和固体无卤阻燃剂依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟，在140-150℃的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料；

（3）冷混合：

将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入剩余各项原料，在常温下混合5-10分钟，混合机速度为400-450转/分钟，得到混合料；

（4）挤出、造粒：

将所述混合料通过双螺杆挤出和造粒机机组，在螺杆转速300-500转/分钟、温度200-230℃的条件下挤出、造粒，即得所述环保型橡胶材料。

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：

本发明以改性天然橡胶与丁腈橡胶作为主料，可增强产品的拉伸强度与撕裂强度，降低永久变形，制品橡胶耐候、耐老化性能极为优异，且阻燃、耐磨、耐热性也较好，采用硫磺作为硫化剂，添加含氟表面活性剂，产品机械强度大大增强，耐热、耐老化性能进一步增强，使用寿命进一步增强。

本发明不含含卤的主体材料和含卤的阻燃剂、配合剂以及发烟量大的锑类阻燃剂，所以燃烧时发烟量低，且不含有害物质，是一种环保材料。

本发明在具有良好的力学性能和加工性能的前提下，能够在150℃高温的环境下长期使用，且具有优异的阻燃性能和耐油性能，同时具有弹性好、工艺简单、能源消耗低、生产效率高、可回收利用等优点，可用于制造耐高温阻燃输送带、汽车用胶管、胶带、油封、油箱、轨道交通减震制品等产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种环保橡胶材料，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：改性天然橡胶30份，丁腈橡胶30份，聚丙烯20份，丙烯酸酯橡胶10份，促进剂1份，防老剂1份，均匀剂2份，含氟表面活性剂3份，硫磺1份，白炭黑30份，三聚磷酸铝8份，甲基磷酸二甲酯5份，过氧化二异丙苯2份，硬脂酸1份，液体无卤阻燃剂20份和固体无卤阻燃剂40份。

所述均匀剂包括以下按重量份计的原料：碳九石油树脂3份、改性沥青1份和对甲苯磺酸0.1份。

所述改性沥青由石油沥青和磷酸混合，升高加压反应后，加入三聚甲醛混合制成。

所述均匀剂的制备方法为：

将碳五石油树脂和对甲苯磺酸加入到反应釜中，加热融化并搅拌，加入改性沥青，搅拌升温至130℃，保持温度搅拌15分钟，即得均匀剂。

所述液体无卤阻燃剂选用磷酸三甲苯酯、三丁氧乙基磷酸酯、磷酸三辛酯中的任意一种。

所述固体无卤阻燃剂选用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵和三聚氰胺氰脲酸盐的一种或多种。

一种环保橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料准备：

按配方要求称量原材料；

（2）高速混合预塑化：

将改性天然橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯、丙烯酸酯橡胶、均匀剂、白炭黑、三聚磷酸铝、甲基磷酸二甲酯、过氧化二异丙苯、硬脂酸、液体无卤阻燃剂和固体无卤阻燃剂依次加入高速混合机中，混合速度为1200转/分钟，在140℃的温度下混合15分钟，制得预塑化料；

（3）冷混合：

将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入剩余各项原料，在常温下混合5分钟，混合机速度为450转/分钟，得到混合料；

（4）挤出、造粒：

将所述混合料通过双螺杆挤出和造粒机机组，在螺杆转速300转/分钟、温度230℃的条件下挤出、造粒，即得所述环保型橡胶材料。

实施例2

一种环保橡胶材料，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：改性天然橡胶40份，丁腈橡胶40份，聚丙烯30份，丙烯酸酯橡胶20份，促进剂2份，防老剂2份，均匀剂4份，含氟表面活性剂5份，硫磺3份，白炭黑40份，三聚磷酸铝13份，甲基磷酸二甲酯10份，过氧化二异丙苯4份，硬脂酸3份，液体无卤阻燃剂40份和固体无卤阻燃剂60份。

所述均匀剂包括以下按重量份计的原料：碳九石油树脂3份、改性沥青1份和对甲苯磺酸0.1份。

所述改性沥青由石油沥青和磷酸混合，升高加压反应后，加入三聚甲醛混合制成。

所述均匀剂的制备方法为：

将碳五石油树脂和对甲苯磺酸加入到反应釜中，加热融化并搅拌，加入改性沥青，搅拌升温至130℃，保持温度搅拌15分钟，即得均匀剂。

所述液体无卤阻燃剂选用磷酸三甲苯酯、三丁氧乙基磷酸酯、磷酸三辛酯中的任意一种。

所述固体无卤阻燃剂选用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵和三聚氰胺氰脲酸盐的一种或多种。

一种环保橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料准备：

按配方要求称量原材料；

（2）高速混合预塑化：

将改性天然橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯、丙烯酸酯橡胶、均匀剂、白炭黑、三聚磷酸铝、甲基磷酸二甲酯、过氧化二异丙苯、硬脂酸、液体无卤阻燃剂和固体无卤阻燃剂依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟，在140-150℃的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料；

（3）冷混合：

将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入剩余各项原料，在常温下混合10分钟，混合机速度为400转/分钟，得到混合料；

（4）挤出、造粒：

将所述混合料通过双螺杆挤出和造粒机机组，在螺杆转速500转/分钟、温度200℃的条件下挤出、造粒，即得所述环保型橡胶材料。

实施例3

一种环保橡胶材料，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：

改性天然橡胶35份，丁腈橡胶34份，聚丙烯26份，丙烯酸酯橡胶13份，促进剂1份，防老剂2份，均匀剂3份，含氟表面活性剂4份，硫磺2份，白炭黑37份，三聚磷酸铝10份，甲基磷酸二甲酯7份，过氧化二异丙苯3份，硬脂酸2份，液体无卤阻燃剂23份和固体无卤阻燃剂45份。

所述均匀剂包括以下按重量份计的原料：碳九石油树脂3份、改性沥青1份和对甲苯磺酸0.1份。

所述改性沥青由石油沥青和磷酸混合，升高加压反应后，加入三聚甲醛混合制成。

所述均匀剂的制备方法为：

将碳五石油树脂和对甲苯磺酸加入到反应釜中，加热融化并搅拌，加入改性沥青，搅拌升温至130℃，保持温度搅拌15分钟，即得均匀剂。

所述液体无卤阻燃剂选用磷酸三甲苯酯、三丁氧乙基磷酸酯、磷酸三辛酯中的任意一种。

所述固体无卤阻燃剂选用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵和三聚氰胺氰脲酸盐的一种或多种。

一种环保橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料准备：

按配方要求称量原材料；

（2）高速混合预塑化：

将改性天然橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯、丙烯酸酯橡胶、均匀剂、白炭黑、三聚磷酸铝、甲基磷酸二甲酯、过氧化二异丙苯、硬脂酸、液体无卤阻燃剂和固体无卤阻燃剂依次加入高速混合机中，混合速度为1300转/分钟，在145℃的温度下混合14分钟，制得预塑化料；

（3）冷混合：

将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入剩余各项原料，在常温下混合8分钟，混合机速度为425转/分钟，得到混合料；

（4）挤出、造粒：

将所述混合料通过双螺杆挤出和造粒机机组，在螺杆转速300-500转/分钟、温度200-230℃的条件下挤出、造粒，即得所述环保型橡胶材料。

本发明以改性天然橡胶与丁腈橡胶作为主料，可增强产品的拉伸强度与撕裂强度，降低永久变形，制品橡胶耐候、耐老化性能极为优异，且阻燃、耐磨、耐热性也较好，采用硫磺作为硫化剂，添加含氟表面活性剂，产品机械强度大大增强，耐热、耐老化性能进一步增强，使用寿命进一步增强。

本发明不含含卤的主体材料和含卤的阻燃剂、配合剂以及发烟量大的锑类阻燃剂，所以燃烧时发烟量低，且不含有害物质，是一种环保材料。

本发明在具有良好的力学性能和加工性能的前提下，能够在150℃高温的环境下长期使用，且具有优异的阻燃性能和耐油性能，同时具有弹性好、工艺简单、能源消耗低、生产效率高、可回收利用等优点，可用于制造耐高温阻燃输送带、汽车用胶管、胶带、油封、油箱、轨道交通减震制品等产品。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保橡胶材料，其特征在于，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：改性天然橡胶30-40份，丁腈橡胶30-40份，聚丙烯20-30份，丙烯酸酯橡胶10-20份，促进剂1-2份，防老剂1-2份，均匀剂2-4份，含氟表面活性剂3-5份，硫磺1-3份，白炭黑30-40份，三聚磷酸铝8-13份，甲基磷酸二甲酯5-10份，过氧化二异丙苯2-4份，硬脂酸1-3份，液体无卤阻燃剂20-40份和固体无卤阻燃剂40-60份。

2.根据权利要求1所述的一种环保橡胶材料，其特征在于，所述环保橡胶材料包括以下按重量份计的原料：改性天然橡胶35份，丁腈橡胶34份，聚丙烯26份，丙烯酸酯橡胶13份，促进剂1份，防老剂2份，均匀剂3份，含氟表面活性剂4份，硫磺2份，白炭黑37份，三聚磷酸铝10份，甲基磷酸二甲酯7份，过氧化二异丙苯3份，硬脂酸2份，液体无卤阻燃剂23份和固体无卤阻燃剂45份。

3.根据权利要求1所述的一种环保橡胶材料，其特征在于，所述均匀剂包括以下按重量份计的原料：碳九石油树脂3份、改性沥青1份和对甲苯磺酸0.1份。

4.根据权利要求3所述的一种环保橡胶材料，其特征在于，所述改性沥青由石油沥青和磷酸混合，升高加压反应后，加入三聚甲醛混合制成。

5.根据权利要求3所述的一种环保橡胶材料，其特征在于，所述均匀剂的制备方法为：

将碳五石油树脂和对甲苯磺酸加入到反应釜中，加热融化并搅拌，加入改性沥青，搅拌升温至130℃，保持温度搅拌15分钟，即得均匀剂。

6.根据权利要求1所述的一种环保橡胶材料，其特征在于，所述液体无卤阻燃剂选用磷酸三甲苯酯、三丁氧乙基磷酸酯、磷酸三辛酯中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种环保橡胶材料，其特征在于，所述固体无卤阻燃剂选用氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚磷酸铵和三聚氰胺氰脲酸盐的一种或多种。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的环保橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）原材料准备：

按配方要求称量原材料；

（2）高速混合预塑化：

将改性天然橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯、丙烯酸酯橡胶、均匀剂、白炭黑、三聚磷酸铝、甲基磷酸二甲酯、过氧化二异丙苯、硬脂酸、液体无卤阻燃剂和固体无卤阻燃剂依次加入高速混合机中，混合速度为1200-1400转/分钟，在140-150℃的温度下混合10-15分钟，制得预塑化料；

（3）冷混合：

将经高速混合后的预塑化料冷却到室温后加入到冷混合器中，依次加入剩余各项原料，在常温下混合5-10分钟，混合机速度为400-450转/分钟，得到混合料；

（4）挤出、造粒：

将所述混合料通过双螺杆挤出和造粒机机组，在螺杆转速300-500转/分钟、温度200-230℃的条件下挤出、造粒，即得所述环保型橡胶材料。