CN108084527A - 一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法。一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法，由以下重量份数的原料制备而成：丁苯橡胶80‑100份、热稳定剂5‑12份、补强剂20‑35份、环氧化腰果壳油3‑5份、阻燃协效剂5‑6份，硬脂酸1‑2份，防老剂1‑2份，硫黄2‑3份，促进剂1‑2份、乳化剂3‑5份。本发明具有强度高，弹性好，耐磨性好等优点；本发明制备方法提高了丁苯橡胶物理性能，并且操作简单。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法。
背景技术
随着当今煤、石油和天然气等不可再生资源日益枯竭开发利用，可再生资源成为必然趋势。纤维素是自然界中最丰富的天然高分子聚合物，具有生物可降解性和可再生性。充分发掘纤维素的潜在性能开发以纤维素为原料的新型产品将是可持续发展的重要课题之一，纤维素特别是微晶纤维素和纳米纤维素，作为一种新型填料应用在高分子基体中，能够赋予复合材料质轻、高强度、高模量、高吸水生物、可降解性等性能。
纤维素的化学结构是由Ｄ-吡喃葡萄糖环彼此以β-1，4-糖苷键以Ｃ-１椅式构象联结而成的线形高分子， 纤维素广泛存在于植物纤维中其中棉花的纤维素含量接近100%，为最纯天然纤维素来源。在一般木材中纤维素占40%、50%还有10%、30%的半纤维素和20%、30%的木质素，此外麻麦秆、稻草、甘蔗渣等都是纤维素的丰富来源。
白炭黑是橡胶的主要增强剂之一，但是白炭黑生产是高能耗过程，而且白炭黑在橡胶基质中较难分散。
纤维素表面含有和白炭黑相似性质的活性基团，纤维素如果能代替白炭黑用于橡胶的增强将具有重要的社会意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法。本发明高耐磨的丁苯橡胶具有强度高，弹性好，耐磨性好等优点；本发明制备方法提高了丁苯橡胶物理性能，并且操作简单。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：
一种高耐磨的丁苯橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：丁苯橡胶80-100份、热稳定剂5-12份、补强剂20-35份、环氧化腰果壳油3-5份、阻燃协效剂5-6份，硬脂酸1-2份，防老剂1-2份，硫黄2-3份，促进剂1-2份、乳化剂3-5份。
所述热稳定剂为稀土金属氧化物。
所述稀土金属氧化物为氧化钛或氧化铈
所述补强剂为微晶纤维素。
所述阻燃协效剂为氧化锌。
所述促进剂为N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺。
所述乳化剂为三乙胺。
一高耐磨的丁苯橡胶的制备方法，步骤如下：
（1）按重量份数取微晶纤维素、环氧化腰果壳油和三乙胺，将微晶纤维素和环氧化腰果壳油加入球磨罐中，加入50-60ml蒸馏水，设定转速为300-350 r·min-1，球磨时间1-2 h，将球磨后混合物进行抽滤，然后置于140-150℃，烘箱中干燥2-4 h，制得改性微晶纤维素；
（2）混炼：按重量份数秤取丁苯橡胶、热稳定剂、阻燃协效剂、硬脂酸、防老剂、硫黄、促进剂加入开炼机中混炼20-30min，再上述（1）制备的混合物加入开炼机中混炼10-15min，制得混炼料；
（3）硫化：将混炼料放入平板硫化机中的金属模具中加热加压成型，压力为50-80kg/cm2，温度在150℃-170℃，时间在10-20min之间，制得橡胶皮；再将橡胶皮从模具中取出，放入干燥箱于200℃-250℃下烘干4-8h即得成品。
本发明的有益效果：
（1）本发明用改性微晶纤维素填充到丁苯橡胶中时，填充改性微晶纤维素的硫化胶物理性能较好，说明本发明用改性微晶纤维素对丁苯橡胶的补强作用增强。
（2）本发明填充改性微晶纤维素的丁苯橡胶的阿克隆磨耗量比填充相同用量的微晶纤维素的丁苯橡胶降低了41%，说明本发明的耐磨性能较好。
（3）通过对比填充同等分量的白炭黑和改性微晶纤维素的丁苯橡胶的tanδ峰值温度均在-30℃附近，说明与填充白炭黑相比，填充改性微晶纤维素并没有明显改变丁苯橡胶的Tg说明两者具有相近的抗湿滑性能与滚动阻力。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种高耐磨的丁苯橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：
丁苯橡胶85份、热稳定剂氧化钛6份、补强剂微晶纤维素25份、环氧化腰果壳油5份、阻燃协效剂氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂1份，硫黄3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺1份、乳化剂三乙胺3份。
制备步骤如下：
（1）按重量份数取微晶纤维素、环氧化腰果壳油和三乙胺，将微晶纤维素和环氧化腰果壳油加入球磨罐中，加入50-60ml蒸馏水，设定转速为300-350 r·min-1，球磨时间1-2 h，将球磨后混合物进行抽滤，然后置于140-150℃，烘箱中干燥2-4 h备用；
（2）混炼：按重量份数秤取丁苯橡胶、热稳定剂、阻燃协效剂、硬脂酸、防老剂、硫黄、促进剂加入开炼机中混炼20-30min，再上述（1）制备的混合物加入开炼机中混炼10-15min，制得混炼料；
（3）硫化：将混炼料放入平板硫化机中的金属模具中加热加压成型，压力为50-80kg/cm2，温度在150℃-170℃，时间在10-20min之间，制得橡胶皮；再将橡胶皮从模具中取出，放入干燥箱于200℃-250℃下烘干4-8h即得成品。
实施例2
一种高耐磨的丁苯橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：
丁苯橡胶90份、热稳定剂氧化钛7份、补强剂微晶纤维素30份、环氧化腰果壳油4份、阻燃协效剂氧化锌6份，硬脂酸2份，防老剂2份，硫黄3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺1份、乳化剂三乙胺4份。
制备步骤如下：
（1）按重量份数取微晶纤维素、环氧化腰果壳油和三乙胺，将微晶纤维素和环氧化腰果壳油加入球磨罐中，加入50-60ml蒸馏水，设定转速为300-350 r·min-1，球磨时间1-2 h，将球磨后混合物进行抽滤，然后置于140-150℃，烘箱中干燥2-4 h备用；
（2）混炼：按重量份数秤取丁苯橡胶、热稳定剂、阻燃协效剂、硬脂酸、防老剂、硫黄、促进剂加入开炼机中混炼20-30min，再上述（1）制备的混合物加入开炼机中混炼10-15min，制得混炼料；
（3）硫化：将混炼料放入平板硫化机中的金属模具中加热加压成型，压力为50-80kg/cm2，温度在150℃-170℃，时间在10-20min之间，制得橡胶皮；再将橡胶皮从模具中取出，放入干燥箱于200℃-250℃下烘干4-8h即得成品。
实施例3
一种高耐磨的丁苯橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：
丁苯橡胶95份、热稳定剂氧化铈9份、补强剂微晶纤维素30份、环氧化腰果壳油4份、阻燃协效剂氧化锌6份，硬脂酸1份，防老剂1份，硫黄3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、乳化剂三乙胺5份。
制备步骤如下：
（1）按重量份数取微晶纤维素、环氧化腰果壳油和三乙胺，将微晶纤维素和环氧化腰果壳油加入球磨罐中，加入50-60ml蒸馏水，设定转速为300-350 r·min-1，球磨时间1-2 h，将球磨后混合物进行抽滤，然后置于140-150℃，烘箱中干燥2-4 h备用；
（2）混炼：按重量份数秤取丁苯橡胶、热稳定剂、阻燃协效剂、硬脂酸、防老剂、硫黄、促进剂加入开炼机中混炼20-30min，再上述（1）制备的混合物加入开炼机中混炼10-15min，制得混炼料；
（3）硫化：将混炼料放入平板硫化机中的金属模具中加热加压成型，压力为50-80kg/cm2，温度在150℃-170℃，时间在10-20min之间，制得橡胶皮；再将橡胶皮从模具中取出，放入干燥箱于200℃-250℃下烘干4-8h即得成品。
实施例4
一种高耐磨的丁苯橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：
丁苯橡胶100份、热稳定剂氧化铈11份、补强剂微晶纤维素33份、环氧化腰果壳油4份、阻燃协效剂氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂1份，硫黄2份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、乳化剂三乙胺4份。
制备步骤如下：
（1）按重量份数取微晶纤维素、环氧化腰果壳油和三乙胺，将微晶纤维素和环氧化腰果壳油加入球磨罐中，加入50-60ml蒸馏水，设定转速为300-350 r·min-1，球磨时间1-2 h，将球磨后混合物进行抽滤，然后置于140-150℃，烘箱中干燥2-4 h备用；
（2）混炼：按重量份数秤取丁苯橡胶、热稳定剂、阻燃协效剂、硬脂酸、防老剂、硫黄、促进剂加入开炼机中混炼20-30min，再上述（1）制备的混合物加入开炼机中混炼10-15min，制得混炼料；
（3）硫化：将混炼料放入平板硫化机中的金属模具中加热加压成型，压力为50-80kg/cm2，温度在150℃-170℃，时间在10-20min之间，制得橡胶皮；再将橡胶皮从模具中取出，放入干燥箱于200℃-250℃下烘干4-8h即得成品。
对比例
一种高耐磨的丁苯橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：
丁苯橡胶90份、热稳定剂氧化钛10份、补强剂白炭黑30份、环氧化腰果壳油4份、阻燃协效剂氧化锌6份，硬脂酸2份，防老剂1份，硫黄3份，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、乳化剂三乙胺3份。
一、性能测试
硬度（邵尔A）按照GB/T 531-1999进行测试；拉伸强度和拉断伸长率按照GB/T 528-1998进行测试；撕裂强度按照GB/T 529-1999进行测定拉伸速率为50mm min-1。
1、对实施例1-4制备的高耐磨的丁苯橡胶进行性能检测，并与对比例作对比，对比结果如表1。
表1实施例1-4制备的高耐磨的丁苯橡胶理性指标与对比例对比表。
| 编号/ 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 |
| 拉伸强度/MPa | 12.9 | 12.5 | 12.1 | 12.3 | 11 |
| 拉断伸长率/% | 500 | 525 | 510 | 530 | 449 |
| 硬度（邵尔A） | 79 | 81 | 78 | 83 | 75 |
| 拉断永久变形/% | 19 | 20 | 21 | 19 | 15 |
| 撕裂强度/（kN·m-1） | 47 | 45 | 44 | 46 | 40 |
由表1可知，本发明高耐磨的丁苯橡胶的拉伸强度≥12MPa，大于对比例11MPa本发明的拉断伸长率≥500%，大于对比例449%，本发明的硬度（邵尔A）＞79，大于对比例85，本发明的撕裂强度≥44kN·m-1，大于对比例40 kN·m-1，说明本发明强度高，弹性好；本发明拉断永久变形/%在19%至21%之间，大于对比例15%，说明本发明水气透过率低，密封性好，耐老化性能强。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：由以下重量份数的原料制备而成：丁苯橡胶80-100份、热稳定剂5-12份、补强剂20-35份、环氧化腰果壳油3-5份、阻燃协效剂5-6份，硬脂酸1-2份，防老剂1-2份，硫黄2-3份，促进剂1-2份、乳化剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：所述热稳定剂为稀土金属氧化物。
3.根据权利要求2所述的高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：所述稀土金属氧化物为氧化钛或氧化铈。
4.根据权利要求1所述的高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：所述补强剂为微晶纤维素。
5.根据权利要求1所述的高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：所述阻燃协效剂为氧化锌。
6.根据权利要求1所述的高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：所述促进剂为N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺。
7.根据权利要求1所述的高耐磨的丁苯橡胶，其特征在于：所述乳化剂为三乙胺。
8.一种根据权利要求1-7所述的任一高耐磨的丁苯橡胶的制备方法，其特征在于：步骤如下：
（1）按重量份数取微晶纤维素、环氧化腰果壳油和三乙胺，将微晶纤维素和环氧化腰果壳油加入球磨罐中，加入50-60ml蒸馏水，设定转速为300-350 r·min-1，球磨时间1-2 h，将球磨后混合物进行抽滤，然后置于140-150℃，烘箱中干燥2-4 h，制得改性微晶纤维素；
（2）混炼：按重量份数秤取丁苯橡胶、热稳定剂、阻燃协效剂、硬脂酸、防老剂、硫黄、促进剂加入开炼机中混炼20-30min，再上述（1）制备的改性微晶纤维素加入开炼机中混炼10-15min，制得混炼料；
（3）硫化：将混炼料放入平板硫化机中的金属模具中加热加压成型，压力为50-80kg/cm2，温度在150℃-170℃，时间在10-20min之间，制得橡胶皮；再将橡胶皮从模具中取出，放入干燥箱于200℃-250℃下烘干4-8h即得成品。
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| CN201611038610.6A CN108084527A (zh) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | 一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法 |
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| CN201611038610.6A CN108084527A (zh) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | 一种高耐磨的丁苯橡胶及其制备方法 |
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|---|---|
| CN108084527A true CN108084527A (zh) | 2018-05-29 |
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| CN (1) | CN108084527A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110628100A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-31 | 天津市翔悦密封材料股份有限公司 | 一种填充型密封助剂 |
| CN113929990A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-01-14 | 深圳市峰源化工新材料股份有限公司 | 一种互穿网络丁苯橡胶热塑性弹性体 |
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2016
- 2016-11-23 CN CN201611038610.6A patent/CN108084527A/zh active Pending
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| CN113929990A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-01-14 | 深圳市峰源化工新材料股份有限公司 | 一种互穿网络丁苯橡胶热塑性弹性体 |
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