CN108976531A - 一种耐老化橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐老化橡胶及其制备方法，制备的橡胶材料具有优异的抗老化性能和耐磨性能，在200℃×24h老化后，断裂伸长率的变化率仅为‑19～‑21%，而对比例在‑30～‑35%左右，其中各组分协同作用，互相促进，提升其耐老化性能和耐磨性能。

Description

一种耐老化橡胶及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶技术领域，尤其是一种耐老化橡胶及其制备方法。
背景技术
氯丁橡胶是合成橡胶的重要品种之一，由于其优良的力学性能、耐热和耐腐蚀性能，已被人们制备成各种各样的产品，被广泛用于制造工业橡胶制品，如车辆轮胎、电线电缆护套、传送带等，但是现有的橡胶因选择配料的不合理等问题，在使用过程中很容易出现老化等不良情况，给人们后期的使用带来很大的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种耐老化性能良好，同时耐磨性能显著的橡胶及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种耐老化橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
铝矾土5-10，木质素5-10，硅胶粉3-6，木质碳酸钠2-3，油酸30-60，纳米氧化铈0.5-2，氯丁橡胶40-50，马来酸酐接枝改性天然橡胶10-20，聚乙烯蜡3-5，硫化剂5-10，促进剂4-5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将铝矾土添加到搅拌反应器中，然后添加其体积1-2倍的盐酸溶液，在30-40℃、300-400rpm下搅拌10-15min，然后放入100-110℃下烘干，然后球磨至粒径为30-500nm；
（2）将木质素、硅胶粉加入到油酸中，再加入木质碳酸钠，在500-600rpm的转速下搅拌1-2h，然后将所得物转入水浴装置中，在65-70℃下放置3-5h，过滤，并在80-90℃下干燥10-15h；
（3）将步骤（1）与步骤（2）所得物混合，400-500rpm下搅拌5-10min，然后加入纳米氧化铈，继续搅拌30-40min，充分混合均匀；
（4）将氯丁橡胶和马来酸酐接枝改性天然橡胶放入密炼机中塑炼，在155-158℃下塑炼12-18min，然后加入步骤（3）所得物、聚乙烯蜡、硫化剂、促进剂，转入混炼机中进行混炼30-40min，然后延压、硫化即可。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液浓度为1-1.5mol/L。
进一步的，步骤（4）所述硫化条件为：在135-145℃、1-2 MPa下硫化1-2h。
进一步的，步骤（4）所述混炼速度为60-70rpm，时间为30-40min。
本发明的有益效果：本发明制备的橡胶材料具有优异的抗老化性能和耐磨性能，在200℃× 24h老化后，断裂伸长率的变化率仅为-19～-21%，而对比例在-30～-35%左右，其中各组分协同作用，互相促进，提升其耐老化性能和耐磨性能。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种耐老化橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
铝矾土5，木质素5，硅胶粉3，木质碳酸钠2，油酸30，纳米氧化铈0.5，氯丁橡胶40，马来酸酐接枝改性天然橡胶10，聚乙烯蜡3，硫化剂5，促进剂4。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将铝矾土添加到搅拌反应器中，然后添加其体积1倍的盐酸溶液，在30℃、300rpm下搅拌10min，然后放入100℃下烘干，然后球磨至粒径为30nm；
（2）将木质素、硅胶粉加入到油酸中，再加入木质碳酸钠，在500rpm的转速下搅拌1h，然后将所得物转入水浴装置中，在65℃下放置3h，过滤，并在80℃下干燥10h；
（3）将步骤（1）与步骤（2）所得物混合，400rpm下搅拌5min，然后加入纳米氧化铈，继续搅拌30min，充分混合均匀；
（4）将氯丁橡胶和马来酸酐接枝改性天然橡胶放入密炼机中塑炼，在155℃下塑炼12min，然后加入步骤（3）所得物、聚乙烯蜡、硫化剂、促进剂，转入混炼机中进行混炼30min，然后延压、硫化即可。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液浓度为1mol/L。
进一步的，步骤（4）所述硫化条件为：在135℃、1 MPa下硫化1h。
进一步的，步骤（4）所述混炼速度为60rpm，时间为30min。
实施例2
一种耐老化橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
铝矾土7，木质素8，硅胶粉4，木质碳酸钠3，油酸50，纳米氧化铈1，氯丁橡胶45，马来酸酐接枝改性天然橡胶15，聚乙烯蜡4，硫化剂7，促进剂5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将铝矾土添加到搅拌反应器中，然后添加其体积2倍的盐酸溶液，在35℃、350rpm下搅拌12min，然后放入105℃下烘干，然后球磨至粒径为200nm；
（2）将木质素、硅胶粉加入到油酸中，再加入木质碳酸钠，在550rpm的转速下搅拌2h，然后将所得物转入水浴装置中，在67℃下放置4h，过滤，并在85℃下干燥13h；
（3）将步骤（1）与步骤（2）所得物混合，450rpm下搅拌7min，然后加入纳米氧化铈，继续搅拌35min，充分混合均匀；
（4）将氯丁橡胶和马来酸酐接枝改性天然橡胶放入密炼机中塑炼，在156℃下塑炼17min，然后加入步骤（3）所得物、聚乙烯蜡、硫化剂、促进剂，转入混炼机中进行混炼35min，然后延压、硫化即可。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液浓度为1.2mol/L。
进一步的，步骤（4）所述硫化条件为：在140℃、2 MPa下硫化2h。
进一步的，步骤（4）所述混炼速度为65rpm，时间为35min。
实施例3
一种耐老化橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
铝矾土10，木质素10，硅胶粉6，木质碳酸钠3，油酸60，纳米氧化铈2，氯丁橡胶50，马来酸酐接枝改性天然橡胶20，聚乙烯蜡5，硫化剂10，促进剂5。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
（1）将铝矾土添加到搅拌反应器中，然后添加其体积2倍的盐酸溶液，在40℃、400rpm下搅拌15min，然后放入110℃下烘干，然后球磨至粒径为500nm；
（2）将木质素、硅胶粉加入到油酸中，再加入木质碳酸钠，在600rpm的转速下搅拌2h，然后将所得物转入水浴装置中，在70℃下放置5h，过滤，并在90℃下干燥15h；
（3）将步骤（1）与步骤（2）所得物混合，500rpm下搅拌10min，然后加入纳米氧化铈，继续搅拌40min，充分混合均匀；
（4）将氯丁橡胶和马来酸酐接枝改性天然橡胶放入密炼机中塑炼，在158℃下塑炼18min，然后加入步骤（3）所得物、聚乙烯蜡、硫化剂、促进剂，转入混炼机中进行混炼40min，然后延压、硫化即可。
进一步的，步骤（1）所述盐酸溶液浓度为1.5mol/L。
进一步的，步骤（4）所述硫化条件为：在145℃、2 MPa下硫化2h。
进一步的，步骤（4）所述混炼速度为70rpm，时间为40min。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例1，省略了木质素的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例1，省略了纳米氧化铈的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例1，省略了马来酸酐接枝改性天然橡胶的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例相比于实施例1，省略了铝矾土的加入，除此之外的方法步骤均相同。
性能测试：
耐热空气老化性能按照GB/T 3512-2001进行测试，老化条件为300℃×72h；
耐磨性能按照GB/T 1689—2014进行。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明制备的橡胶材料具有优异的抗老化性能和耐磨性能，在200℃× 24h老化后，断裂伸长率的变化率仅为-19～-21，而对比例在-30～-35左右，其中各组分协同作用，互相促进，提升其耐老化性能和耐磨性能。

Claims (5)

1.一种耐老化橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
铝矾土5-10，木质素5-10，硅胶粉3-6，木质碳酸钠2-3，油酸30-60，纳米氧化铈0.5-2，氯丁橡胶40-50，马来酸酐接枝改性天然橡胶10-20，聚乙烯蜡3-5，硫化剂5-10，促进剂4-5。
2.根据权利要求1所述的一种耐老化橡胶，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
（1）将铝矾土添加到搅拌反应器中，然后添加其体积1-2倍的盐酸溶液，在30-40℃、300-400rpm下搅拌10-15min，然后放入100-110℃下烘干，然后球磨至粒径为30-500nm；
（2）将木质素、硅胶粉加入到油酸中，再加入木质碳酸钠，在500-600rpm的转速下搅拌1-2h，然后将所得物转入水浴装置中，在65-70℃下放置3-5h，过滤，并在80-90℃下干燥10-15h；
（3）将步骤（1）与步骤（2）所得物混合，400-500rpm下搅拌5-10min，然后加入纳米氧化铈，继续搅拌30-40min，充分混合均匀；
（4）将氯丁橡胶和马来酸酐接枝改性天然橡胶放入密炼机中塑炼，在155-158℃下塑炼12-18min，然后加入步骤（3）所得物、聚乙烯蜡、硫化剂、促进剂，转入混炼机中进行混炼30-40min，然后延压、硫化即可。
3.根据权利要求2所述的一种耐老化橡胶，其特征在于，步骤（1）所述盐酸溶液浓度为1-1.5mol/L。
4. 根据权利要求2所述的一种耐老化橡胶，其特征在于，步骤（4）所述硫化条件为：在135-145℃、1-2 MPa下硫化1-2h。
5.根据权利要求2所述的一种耐老化橡胶，其特征在于，步骤（4）所述混炼速度为60-70rpm，时间为30-40min。
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