CN109575453A - 一种具有自修复及可回收的硫化橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硫化橡胶技术领域，尤其公开了一种具有自修复及可回收的硫化橡胶及其制备方法，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶110～120份、硫化剂1～3份、丙烯酸锌0.3～0.9份、防老剂1～2份、N115炭黑3～30份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯1.2～3.6份、咪唑1.2～3.6份、抗氧剂1～2份、促进剂1～2份、主紫外线吸收剂0.5～1份、辅紫外线吸收剂0.5～1份，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C。本发明设计巧妙，成分合理，自修复效果好，可回收，适合推广使用。

Description

一种具有自修复及可回收的硫化橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硫化橡胶技术领域，尤其涉及一种具有自修复及可回收的硫化橡胶及其制备方法。
背景技术
化橡胶是指硫化过的橡胶，具有不变黏，不易折断等特质，橡胶制品大都用这种橡胶制成。也叫熟橡胶，通称橡皮或胶皮。胶料经硫化加工后的总称。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等。
现有的硫化橡胶在使用过程中，由于自修复能力弱，在拉力作用下，容易产生微裂纹，进而裂纹扩展，进而撕扯断，并且现有的硫化橡胶撕扯断或形成裂纹后，不能自修复，无法对受损部位进行修复，为此，本发明提出一种具有自修复及可回收的硫化橡胶及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶110～120份、聚丙烯50～80份、热塑性弹性体5～10份、硫化剂1～3份、丙烯酸锌0.3～0.9份、防老剂1～2份、N115炭黑3～30份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯1.2～3.6份、咪唑1.2～3.6份、抗氧剂1～2份、促进剂1～2份、主紫外线吸收剂0.5～1份、辅紫外线吸收剂0.5～1份。
优选的，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶113～117份、聚丙烯60～70份、热塑性弹性体6～9份、硫化剂1.5～2.5份、丙烯酸锌0.6～0.7份、防老剂1～2份、N115炭黑5～10份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.4～2.8份、咪唑2.4～2.8份、抗氧剂1.2～1.8份、促进剂1.2～1.8份、主紫外线吸收剂0.6～0.9份、辅紫外线吸收剂0.6～0.9份。
优选的，三元乙丙橡胶115份、聚丙烯65份、热塑性弹性体7.5份、硫化剂2份、丙烯酸锌0.65份、防老剂1.5份、N115炭黑7.5份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.6份、咪唑1.6份、抗氧剂1.5份、促进剂1.5份、主紫外线吸收剂0.75份、辅紫外线吸收剂0.75份。
优选的，所述主紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-326；所述辅紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-9。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098或抗氧剂626。
优选的，所述丙烯酸锌、咪唑和1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯的重量比为1：4：4。
一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温160～180℃，硫化4～6h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温110～130℃，硫化1～2h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌1～2h，冷却后得到硫化橡胶。
优选的，所述S1中，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温170℃，硫化5h，得混合物A。
优选的，所述S2中，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温1200℃，硫化1.5h，得混合物B。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过热塑性弹性体的设计，可以提高硫化橡胶的弹性，通过主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂的设计，可以避免紫外线对硫化橡胶产生影响，可以降低硫化橡胶的老化效率；
通过丙烯酸锌、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑的设计，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C，助剂C具有自修复功能，可以使硫化橡胶受损部位自修复，提高硫化橡胶的使用寿命；
本发明设计巧妙，成分合理，自修复效果好，可回收，适合推广使用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶110份、聚丙烯50份、热塑性弹性体5份、硫化剂1份、丙烯酸锌0.3份、防老剂1份、N115炭黑3份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯1.2份、咪唑1.2份、抗氧剂1份、促进剂1份、主紫外线吸收剂0.5份、辅紫外线吸收剂0.5份。
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温160℃，硫化4h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温110℃，硫化1h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌1h，冷却后得到硫化橡胶。
实施例二
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，包括以下重量份的原料：：三元乙丙橡胶113份、聚丙烯60份、热塑性弹性体6份、硫化剂1.5份、丙烯酸锌0.6份、防老剂1份、N115炭黑5份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.4份、咪唑2.4份、抗氧剂1.2份、促进剂1.2份、主紫外线吸收剂0.6份、辅紫外线吸收剂0.6份。
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温160～180℃，硫化4～6h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温110～130℃，硫化1～2h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌1～2h，冷却后得到硫化橡胶。
实施例三
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶115份、聚丙烯65份、热塑性弹性体7.5份、硫化剂2份、丙烯酸锌0.65份、防老剂1.5份、N115炭黑7.5份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.6份、咪唑1.6份、抗氧剂1.5份、促进剂1.5份、主紫外线吸收剂0.75份、辅紫外线吸收剂0.75份。
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温170℃，硫化5h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温120℃，硫化1.5h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌1.5h，冷却后得到硫化橡胶。
实施例四
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，包括以下重量份的原料：：三元乙丙橡胶117份、聚丙烯70份、热塑性弹性体9份、硫化剂2.5份、丙烯酸锌0.7份、防老剂2份、N115炭黑10份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.8份、咪唑2.8份、抗氧剂1.8份、促进剂1.8份、主紫外线吸收剂0.9份、辅紫外线吸收剂0.9份。
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温175℃，硫化5.5h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温125℃，硫化1.7h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌1.7h，冷却后得到硫化橡胶。
实施例五
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶120份、聚丙烯80份、热塑性弹性体10份、硫化剂3份、丙烯酸锌0.9份、防老剂2份、N115炭黑30份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯3.6份、咪唑3.6份、抗氧剂2份、促进剂2份、主紫外线吸收剂1份、辅紫外线吸收剂1份。
本发明提出的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温180℃，硫化6h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温130℃，硫化2h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌2h，冷却后得到硫化橡胶。
对上述五组实施例制备的硫化橡胶进行修复效率试验，并用一组市场上购买的硫化橡胶作为对比例，得到下表：
橡胶 第一次修复效率/% 第二次修复效率/% 第三次修复效率/%
对比例 15 11 5
实施例一 73 65 48
实施例二 72 63 46
实施例三 75 66 50
实施例四 71 58 43
实施例五 68 55 40
通过热塑性弹性体的设计，可以提高硫化橡胶的弹性，通过主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂的设计，可以避免紫外线对硫化橡胶产生影响，可以降低硫化橡胶的老化效率，通过丙烯酸锌、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑的设计，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C，助剂C具有自修复功能，可以使硫化橡胶受损部位自修复，提高硫化橡胶的使用寿命，本发明设计巧妙，成分合理，自修复效果好，可回收，适合推广使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶110～120份、聚丙烯50～80份、热塑性弹性体5～10份、硫化剂1～3份、丙烯酸锌0.3～0.9份、防老剂1～2份、N115炭黑3～30份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯1.2～3.6份、咪唑1.2～3.6份、抗氧剂1～2份、促进剂1～2份、主紫外线吸收剂0.5～1份、辅紫外线吸收剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶113～117份、聚丙烯60～70份、热塑性弹性体6～9份、硫化剂1.5～2.5份、丙烯酸锌0.6～0.7份、防老剂1～2份、N115炭黑5～10份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.4～2.8份、咪唑2.4～2.8份、抗氧剂1.2～1.8份、促进剂1.2～1.8份、主紫外线吸收剂0.6～0.9份、辅紫外线吸收剂0.6～0.9份。
3.根据权利要求1所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，其特征在于，三元乙丙橡胶115份、聚丙烯65份、热塑性弹性体7.5份、硫化剂2份、丙烯酸锌0.65份、防老剂1.5份、N115炭黑7.5份、1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯2.6份、咪唑1.6份、抗氧剂1.5份、促进剂1.5份、主紫外线吸收剂0.75份、辅紫外线吸收剂0.75份。
4.根据权利要求1所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，其特征在于，所述主紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-326；所述辅紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-9。
5.根据权利要求1所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098或抗氧剂626。
6.根据权利要求1所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶，其特征在于，所述丙烯酸锌、咪唑和1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯的重量比为1：4：4。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温160～180℃，硫化4～6h，得混合物A；
S2，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温110～130℃，硫化1～2h，得混合物B；
S3，制备自修复助剂，丙烯酸锌、将1，4丁二醇二甲基丙烯酸酯和咪唑反应，制备含咪唑基团的不饱和转移剂，并将此助剂与丙烯酸锌一起混合组成带自修复功能的助剂C；
S4，将助剂C放入混合物B中，混合搅拌1～2h，冷却后得到硫化橡胶。
8.根据权利要求7所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，其特征在于，所述S1中，将相应重量份的三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体和硫化剂加入硫化罐中，高温170℃，硫化5h，得混合物A。
9.根据权利要求7所述的一种具有自修复及可回收的硫化橡胶的制备方法，其特征在于，所述S2中，将混合物A放入双辊开炼机中，再加入防老剂、N115炭黑、抗氧剂、促进剂、主紫外线吸收剂和辅紫外线吸收剂，制得混炼胶，高温1200℃，硫化1.5h，得混合物B。
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