CN108641364A - 耐磨橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨橡胶组合物及其制备方法，包括：将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：25‑35：2‑6：1‑5：2‑6：5‑10的重量配比进行混合制得；其中，所述改性填料由氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。该耐磨橡胶组合物组成简单且原料易得，制得的耐磨橡胶具有优异的耐磨、耐老化及抗菌性能，用途广泛。

Description

耐磨橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶制备领域，具体地，涉及一种耐磨橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎各种零件、垫圈、橡胶日用品、橡胶鞋等，遂成为重要经济作物。本发明的目的在于提供一种能克服已有产品不足的耐磨橡胶制品，属于无毒、无刺激的环保产品，具有高效、低浓度、稳定性好、耐磨性能、抗菌功能强，使用方便等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨橡胶组合物及其制备方法，该耐磨橡胶组合物组成简单且原料易得，制得的耐磨橡胶具有优异的耐磨、耐老化及抗菌性能，用途广泛。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐磨橡胶组合物的制备方法，包括：
将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：25-35：2-6：1-5：2-6：5-10的重量配比进行混合制得；
其中，所述改性填料由氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。
本发明还提供了一种上述制备方法制得的耐磨橡胶组合物。
通过上述技术方案，本发明中选择硅橡胶、酚醛树脂在特定的组成配比下进行组合作为主体橡胶原料，另外选择氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合制得改性填料添加到橡胶原料中进而使制得的橡胶组合物具有优异的耐磨、抗老化及抗菌性能，制得的橡胶制品即具有优异的耐磨、抗老化及抗菌性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种耐磨橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括：
将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：25-35：2-6：1-5：2-6：5-10的重量配比进行混合制得；
其中，所述改性填料由氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。
上述技术方案中，所述改性填料的制备方法可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的橡胶的耐磨、抗老化及抗菌性能，优选地，所述改性抗菌填料由以下方法制得：
所述改性填料由以下方法制得：
将沸石粉、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、加热搅拌制得混料M；
接着，向所述混料M1中加入氧化硅、氧化钙、氧化镁和纳米氧化铟后进行超声混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2干燥、研磨即制得所述改性填料。
上述技术方案中，所述改性填料的制备中，各原料的用量比可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的橡胶耐磨、抗老化及抗菌性能，优选地，所述沸石粉、氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：10-20：5-12：2-4：0.5-1.1：10-15：11-15。
上述技术方案中，各原料的粒径大小均可以在宽的范围内选择，但是为了提高各组分之间的相互协同作用、提高制得的橡胶耐磨性能，优选地，所述沸石粉的粒径为300-500μm；所述氧化硅、氧化钙和纳米氧化铟的粒径各自独立为200-500nm。
上述制备方法中，所述加热搅拌的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高搅拌、混合的效果，优选地，所述加热搅拌的条件为搅拌温度为80-100℃，转速为2000-3000rpm，搅拌时间为4-12h。
上述制备方法中，所述加热搅拌的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高搅拌、混合的效果，优选地，所述超声混合的条件为：频率为20-60Hz，时间为5-30min。
上述制备方法中，所述干燥的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高干燥的效果，优选地，所述干燥条件为：温度为60-80℃，时间为12-24h。
上述技术方案中，所各助剂的种类均可以在宽的范围呢选择，但是为了提高制得的橡胶的机械性能、耐磨性能，优选地，所述硫化促进剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆和四硫化双戊撑秋兰姆中的一种或多种；
所述抗老剂选自饱和十八碳酰胺或2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；所述增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述制备方法制得的耐磨橡胶组合物。
实施例1
将沸石粉(300μm)、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、在80℃下转速为2000rpm、搅拌4h制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入氧化硅(200nm)、氧化钙(200nm)、氧化镁和纳米氧化铟(200nm)后在20Hz下超声30min混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2在60℃干燥24h后、研磨即制得所述改性填料；所述沸石粉、氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：10：5：2：0.5：10：11。
将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：25：2：1：2：5的重量配比进行混合制得所述种耐磨橡胶组合物，记作A1。
实施例2
将沸石粉(400μm)、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、在90℃下转速为2500rpm、搅拌8h制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入氧化硅(300nm)、氧化钙(300nm)、氧化镁和纳米氧化铟(300nm)后在60Hz下超声20min混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2在80℃干燥20h后、研磨即制得所述改性填料；所述沸石粉、氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：15：10：3：0.8：12：12。
将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：30：4：3：4：8的重量配比进行混合制得所述种耐磨橡胶组合物，记作A2。
实施例3
将沸石粉(500μm)、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、在100℃下转速为3000rpm、搅拌4h制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入氧化硅(500nm)、氧化钙(500nm)、氧化镁和纳米氧化铟(500nm)后在60Hz下超声10min混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2在80℃干燥12h后、研磨即制得所述改性填料；所述沸石粉、氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：20：12：4：1.1：15：15。
将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：35：6：5：6：10的重量配比进行混合制得所述种耐磨橡胶组合物，记作A3。
对比例1
按照实施例1的方法制得耐磨橡胶组合物D1，不同的是改性填料制备中未加入氧化硅。
对比例2
按照实施例1的方法制得耐磨橡胶组合物D2，不同的是改性填料制备中未加入氧化钙。
对比例3
按照实施例1的方法制得耐磨橡胶组合物D3，不同的是改性填料制备中未加入氧化镁。
检测例1
将实施例和制备例制得的组合物进行混合、密炼挤出造粒、加工成型制得对应的橡胶鞋底，并分别置于具有一定粗糙度的台面上摩擦10min，贯穿其表面的磨损情况，结果如表1：
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种耐磨橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括：
将硅橡胶、酚醛树脂、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性填料按照100：25-35：2-6：1-5：2-6：5-10的重量配比进行混合制得；
其中，所述改性填料由氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述改性填料由以下方法制得：
将沸石粉、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、加热搅拌制得混料M1
接着，向所述混料M1中加入氧化硅、氧化钙、氧化镁和纳米氧化铟后进行超声混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2干燥、研磨即制得所述改性填料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述沸石粉、氧化硅、氧化钙、氧化镁、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：10-20：5-12：2-4：0.5-1.1：10-15：11-15。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述沸石粉的粒径为300-500μm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述氧化硅、氧化钙和纳米氧化铟的粒径各自独立为200-500nm。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述加热搅拌的条件为搅拌温度为80-100℃，转速为2000-3000rpm，搅拌时间为4-12h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述超声混合的条件为：频率为20-60Hz，时间为5-30min。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述干燥条件为：温度为60-80℃，时间为12-24h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硫化促进剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆和四硫化双戊撑秋兰姆中的一种或多种；
所述抗老剂选自饱和十八碳酰胺或2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的耐磨橡胶组合物。
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