CN110157087A - 一种射出超耐磨橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种射出超耐磨橡胶复合材料，主要由如下组分制备而成：40‑50重量份复合预混造粒；5‑8重量份耐磨剂；45‑50重量份乙烯‑醋酸乙烯共聚物；5‑7重量份三元乙丙橡胶；0.5‑1重量份硫化剂；0.1‑0.2重量份外脱模剂；0.6‑0.7重量份内脱模剂；1‑3重量份填充料和0.5‑1重量份硫化活性剂；复合预混造粒由50重量份弹性体、50重量份软化油和0.15重量份硬脂酸组成，弹性体为SEPS、SIS、SEBS中的一种或二种。与现有技术相比，其能制备出耐磨和防滑效果佳，质差及产能高的复合材料。本发明还公开了一种射出超耐磨橡胶复合材料的制备方法。

Description

一种射出超耐磨橡胶复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料制备领域，特别涉及一种超耐磨的橡胶复合材料和制备方法。

背景技术

随着市场经济的发展，消费者对材料的功能性越来越注重，特别是对于鞋底材料的功能性要求较为严格，因鞋底的底面常与地面接触，遇到的摩擦最大，一般材质的耐磨性不够，寿命较短。如现有鞋类行业中普遍采用聚氨酯、EVA材料作为主要原料，在耐磨性和止滑上均显得差强人意。随着技术的发展，利用橡胶的自身特性相比聚氨酯、EVA材料在综合性能上比较均衡，已广泛推广应用到鞋底制作的主材料上。但是，由于配方的不合性使材料的耐磨和止滑性能指标不突出，且现有普通橡胶制成的制品存在重量重，生产过程中易产生材料断裂粘在模具上，生产报废率高的问题。

有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂由本案产生。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐磨和止滑性能高，比重轻，生产报废率低的射出超耐磨橡胶复合材料。

本发明的另一目的在于提供一种耐磨和止滑性能高，比重轻，生产报废率低的射出超耐磨橡胶复合材料的制备方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：主要由如下组分制备而成：A)40-50重量份复合预混造粒；B)5-8重量份硅酮树脂；C)45-50重量份乙烯- 醋酸乙烯共聚物；D)5-7重量份三元乙丙橡胶；E)0.5-1重量份硫化剂；F)0.1-0.2重量份外脱模剂；G)0.6-0.7重量份内脱模剂；H)1-3 重量份填充料和L)0.5-1重量份硫化活性剂；上述A组份由50重量份弹性体、50重量份软化油和0.15重量份硬脂酸组成，上述软化油为环烷油，上述弹性体为SEPS、SIS、SEBS中的一种或二种。

上述H组份为滑石粉、碳酸钙、纳米碳酸钙、硫酸钡、白炭黑和纳米白炭黑中的一种或多种，上述E组份为过氧化二异丙苯或二-(叔丁基过氧异丙基)苯，上述L组份为氧化锌和碳酸锌中的一种或氧化锌和碳酸锌的组合物，上述F组份为硬脂酸，上述G组份为硬脂酸锌。

上述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为38％-42％。

上述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为40％。

上述SEPS为高分子量SEPS、低分子量SEPS中的一种或二种，上述高分子量SEPS为美国科腾聚合物公司生产的，上述低分子量 SEPS为日本可乐丽公司生产的。

上述弹性体为SEPS和SIS的混合物、SEPS和SEBS的混合物或 SEBS和SIS的混合物，且混合物中两组份的重量份数比为1：1。

一种射出超耐磨橡胶复合材料的制备方法，通过如下步骤制备而成：

步骤一：原材料准备，称取各组份；

步骤二：复合预混造粒制备，将步骤一称取的弹性体和软化油进行动态充油,完全充油后再与步骤一称取的硬脂酸一同投入密炼机中进行混炼，混炼温度为100-140℃，混炼均匀后得到混炼物，将混炼物投入开炼机中进行散热处理，散热至常温时投入造粒机中进行造粒，得到其粒径为0.5-3mm的复合预混造粒；

步骤三：混炼，将步骤二的复合预混造粒与步骤一中称取的余下组份分别投入密炼机中进行混炼，混炼15-18min，混炼温度为110-125℃，混炼均匀后得到混炼料；

步骤四：造粒，将步骤三的混炼料投入开炼机中进行散热处理，散热至常温时投入造粒机中进行造粒，得到其粒径为0.5-3mm的造粒料；

步骤五：射出成型，将步骤四的造粒料倒入螺杆射出机内进行射出成型，射出机的射枪温度为78-90℃，模具温度为165-188℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。

采用上述技术方案后，本发明的一种射出超耐磨橡胶复合材料，通过限定的弹性材料的添加和乙烯-醋酸乙烯共聚物的配合得以兼容达到优佳的操作性能和止滑性能，再利用对硅酮树脂的交联使整个材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度和撕裂强度的力学性能得以显著提高，并配合三元乙丙橡胶使整个产生的耐磨性超强，达到超耐磨的效果，从而使整个产品的耐磨效果达到优佳状态；同时，利用限定的弹性材料的添加与乙烯-醋酸乙烯共聚物的兼容在生产过程中可以不添加过多的填料即可支撑产品所需的硬度，从而大在降低整个材料的比重，解决传统橡胶比重重的问题，同时，通过软化油的设置使弹性材料得以充油能大大改善乙烯-醋酸乙烯共聚物的粘模现象，从而降低整个材料后期制作的生产报废率，最后，整个材料能采用的射出机进行生产，大大提高了产能，减少了用工量。

具体实施方式

本发明的一种射出超耐磨橡胶复合材料，主要由如下组分制备而成：A)40-50重量份复合预混造粒；B)5-8重量份硅酮树脂；C)45-50 重量份EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)；D)5-7重量份三元乙丙橡胶；E)0.5-1重量份硫化剂；F)0.1-0.2重量份外脱模剂；G)0.6-0.7重量份内脱模剂；H)1-3重量份填充料和L)0.5-1重量份硫化活性剂。

其中，A组份由50重量份弹性体、50重量份软化油和0.15重量份硬脂酸组成，软化油为环烷油，弹性体为SEPS、SIS、SEBS中的一种或二种，即弹性体为SEPS、SIS、SEBS中的一种，或者SEPS和SIS 的混合物、SEPS和SEBS的混合物或SEBS和SIS的混合物，且SEPS 和SIS的混合物中SEPS和SIS的重量份数比为1：1，SEPS和SEBS 的混合物中SEPS和SEBS的重量份数比为1：1，SEBS和SIS的混合物中SEBS和SIS的重量份数比为1：1，SEBS优选为台橡所生产的 SEBS6151、巴陵石化所生产的SEBS、台湾李长荣所生产的SEBS，SEPS 为高分子量SEPS、低分子量SEPS中的一种或二种，高分子量SEPS 为美国科腾聚合物公司生产的，低分子量SEPS为日本可乐丽公司生产的。

所述的硅酮树脂为一类硅酮树脂,其为含有乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物或聚烯烃嵌段共合物的硅酮树脂,具体的是, 三井公司生产的POE聚烯烃弹性体TAFMER树脂。

所述的H组份为滑石粉、碳酸钙、纳米碳酸钙、硫酸钡、白炭黑和纳米白炭黑中的一种或多种，E组份为过氧化二异丙苯或二-(叔丁基过氧异丙基)苯，L组份为氧化锌和碳酸锌中的一种或氧化锌和碳酸锌的组合物，F组份为硬脂酸，G组份为硬脂酸锌。

所述EVA的VA含量为38％-42％，优选的，EVA的VA含量为40％。

本发明的一种射出超耐磨橡胶复合材料，具有如下有益效果：

一、通过限定的弹性材料的添加和乙烯-醋酸乙烯共聚物的配合，即热固性材料和热塑性材料的兼容能使产品达到优佳的操作性能和止滑性能；再配合硅酮树脂的交联使整个材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度和撕裂强度的力学性能得以显著提高，并利用三元乙丙橡胶的优佳耐磨效果，从而使整个产品的耐磨效果达到优佳状态，实现超耐磨的效果；

二、利用SEPS、SIS、SEBS的中一种或二种作为弹性材料，其与EVA具有良好的兼容性，在生产过程中只需添加少量或不增加填料即可支撑产品所需的硬度，从而大在降低整个材料的比重，解决传统橡胶比重重的问题；

三、利用SEPS、SIS、SEBS的良好充油性能，及软化油能降低材料硬度的特性，使弹性材料与软化油充油后避免生产低硬度高弹性材料时添加高VA含量的EVA会在生产过程中容易产生断裂粘在模具上，生产报废率高的问题，大大改善乙烯-醋酸乙烯共聚物的粘模现象，从而降低整个材料后期制作的生产报废率；

四、通过整个组份及配比的限定使整个材料能采用的射出机进行生产，大大提高了产能，减少了用工量。

一种射出超耐磨橡胶复合材料的制备方法，通过如下步骤制备而成：

步骤一：原材料准备，称取各组份；

步骤二：复合预混造粒制备，将步骤一称取的弹性体与软化油进行动态充油，待软化油完全充入弹性体内后，再与步骤一的硬脂酸一同投入密炼机中进行混炼，混炼温度为100-140℃，混炼均匀后得到混炼物，将混炼物投入开炼机中进行散热处理，散热至常温时投入造粒机中进行造粒，得到其粒径为0.5-3mm的复合预混造粒；

步骤三：混炼，将步骤二的复合预混造粒与步骤一中称取的余下组份分别投入密炼机中进行混炼，混炼15-18min，混炼温度为 110-125℃，混炼均匀后得到混炼料；

步骤四：造粒，将步骤三的混炼料投入开炼机中进行散热处理，散热至常温时投入造粒机中进行造粒，得到其粒径为0.5-3mm的造粒料；

步骤五：射出成型，将步骤四的造粒料倒入螺杆射出机内进行射出成型，射出机的射枪温度为78-90℃，模具温度为165-188℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。

本发明的一种射出超耐磨橡胶复合材料的制备方法，其制备出来的复合材料具有上述组分制备的射出超耐磨橡胶复合材料相同的技术效果，在此不再复述。

实施例一

本实施例的一种超耐磨射出橡胶合复合材料的制备方法，通过如下步骤制成：

步骤一，复合预混造粒制备，a、准备SEPS 50重量份、软化油为50重量份、硬脂酸为0.15重量份，

b、将SEPS和软化油进行动态充油，软化油全部渗入SEPS后再与硬脂酸一同投入到密炼机中进行混炼至130℃，获得混炼物。

c、将获得混炼物投入开炼机中进行散热处理；

d、将散热处理扣的混炼物再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的复合预混造粒；

步骤二，原料备取，称取复合预混造粒40重量份、EVA 48重量份、EPDM 6重量份、硅酮树脂6重量份、硬脂酸0.4重量份、硬脂酸锌0.65重量份、氧化锌0.8重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份，称量时精确至0.1克；

步骤三，混炼，将复合预混造粒、EVA、EPDM、硅酮树脂、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、过氧化二异丙苯一同投入到密炼机中混炼 15-18min，温度至110-125℃，混炼均匀后进行出料，获得混炼料。

步骤四、将混炼料放入开炼机中进行散热处理后再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的造粒料。

步骤五、将造粒料倒入射出机的备料桶中进行射出成型，射出机的工艺条件为：射枪温度为78-90℃，射出机的模具温度为165-188 ℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。

本实施例中，可在步骤二中再称取2重量份的色母粒。

实施例二

本实施例的一种超耐磨射出橡胶合复合材料的制备方法，通过如下步骤制成：

步骤一，复合预混造粒制备，a、称取SEPS 25重量份、SIS 25 重量份、软化油50重量份和硬脂酸0.15重量份，

b、将SEPS、SIS和软化油进行动态充油，软化油全部渗入SEPS、 SIS后再与硬脂酸一同投入到密炼机中进行混炼至100℃，获得混物；

c、将获得混炼物投入开炼机中进行散热处理；

d、将混炼物再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm 的复合预混造粒；

步骤二，原料备取，称取复合预混造粒50重量份、EVA38重量份、EPDM 6重量份、硅酮树脂6重量份、硬脂酸0.4重量份、硬脂酸锌0.65重量份、氧化锌0.8重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份、色母粒2重量份，称量精确至0.1克；

步骤三、将步骤二称取的原料全部一同投入到密炼机中混炼 15-18min，温度110-130℃待密炼机中的料混炼均匀后进行出料，获得混炼料；

步骤四、将混炼料放入开炼机中进行散热处理后再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的造粒料；

步骤五、将造粒料倒入射出机的备料桶中进行射出生产，射出机的工艺条件为：射枪温度为78-90℃，射出机的模具温度为165-188 ℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。

实施例三

本实施例的一种超耐磨射出橡胶合复合材料的制备方法，通过如下步骤制成：

步骤一，复合预混造粒制备，a、称取SEBS 25重量份、SIS 25 重量份、软化油50重量份、硬脂酸0.15重量份，

b、将SEBS、SIS和软化油进行动态充油，软化油全部渗入SEBS、 SIS后再与硬脂酸一同投入到密炼机中进行混炼至100℃，获得混炼物；

c、将获得混炼物投入开炼机中进行散热处理；

d、将散热后的混炼料再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的复合预混造粒；

步骤二，原料备取，称取复合预混造粒50重量份、EVA38重量份、EPDM 6重量份、硅酮树脂6重量份、硬脂酸0.4重量份、硬脂酸锌0.65重量份、氧化锌0.8重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份、色母粒2重量份，称量精确至0.1克；

步骤三、将步骤二称取的全部原料投入到密炼机中混炼 15-18min，温度110-130℃待密炼机中的料混炼均匀后进行出料，获得混炼料；

步骤四、将混炼料放入开炼机中进行散热处理后再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的造粒料；

步骤五、将造粒料倒入射出机的备料桶中进行射出生产，射出机的工艺条件为：射枪温度为78-90℃，射出机的模具温度为165-188 ℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。

实施例四

本实施例的一种超耐磨射出橡胶合复合材料的制备方法，通过如下步骤制成：

步骤一，复合预混造粒制备，a、称取SEPS25重量份、SEBS 25 重量份、软化油50重量份、硬脂酸0.15重量份，

b、将SEBS、SEPS和软化油进行动态充油，软化油全部渗入SEPS 和SEBS后再与硬脂酸一同投入到密炼机中进行混炼至100℃，获得混炼物；

c、将获得混炼物投入开炼机中进行散热处理；

d、将散热后的混炼物再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的复合预混造粒；

步骤二，原料称取，称取复合预混造粒40重量份、EVA 48重量份、EPDM 6重量份、硅酮树脂6重量份、硬脂酸0.4重量份、硬脂酸锌0.65重量份、氧化锌0.8重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份、色母粒2重量份，称量精确至0.1克；

步骤三、将步骤二称取的全部原料投入到密炼机中混炼 15-18min，温度110-130℃待密炼机中的料混炼均匀后进行出料，获得混炼料；

步骤四、将混炼料放入开炼机中进行散热处理后再投入造粒机中进行造粒，获得粒径大小为0.5-3mm的造粒料；

步骤五、将造粒料倒入射出机的备料桶中进行射出生产，射出机的工艺条件为：射枪温度为78-90℃，射出机的模具温度为165-188 ℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。

将实施例1至实施例4的复合发泡材料进行性能检测，检测方法如下：

一、硬度检测：按照邵氏硬度A的测试方法进行测试，具体方法如下：把试样放置在坚固的平面上,拿住硬度计,压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm,平稳地把压足压在试样上,不能有任何振动,并保持压足平行于试样表面,以使压针垂直地压入试样,所施加的力要刚好足以使压足和试样完全接触,除另有规定,必须在压足和试样完全按触后1秒内读数,如果是其他间隔时间读数则必须说明,在试样相距至少6mm的不同位置测量硬度值5次,取其平均值。

二、耐磨性能(DIN)检测：砂纸包贴在滚筒的表面，试样紧压在带有砂纸的滚筒上，使试样沿滚筒横向移动。磨耗是在圆柱行试样的一端产生，测试试样的质量损失值，并由试样的密度计算体积磨。

三、称量检测：测固体密度的方法基本原理：ρ＝m/V：器材：天平、量筒、水、金属块、细绳，步骤：A.用天平称出金属块的质量；B. 往量筒中注入适量水，读出体积为V1；C.用细绳系住金属块放入量筒中，浸没，读出体积为V2。

经上述检测数据如下：

经上述数据可得知采用本专利申请的配方制成的复合材料具有优良的回弹性能和抗压缩性能。

上述实施例并非限定本发明的方法，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：主要由如下组分制备而成：A)40-50重量份复合预混造粒；B)5-8重量份硅酮树脂，；C)45-50重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物；D)5-7重量份三元乙丙橡胶；E)0.5-1重量份硫化剂；F)0.1-0.2重量份外脱模剂；G)0.6-0.7重量份内脱模剂；H)1-3重量份填充料和L)0.5-1重量份硫化活性剂；上述A组份由50重量份弹性体、50重量份软化油和0.15重量份硬脂酸组成，上述软化油为环烷油，上述弹性体为SEPS、SIS、SEBS中的一种或二种。

2.根据权利要求1所述的一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：上述H组份为滑石粉、碳酸钙、纳米碳酸钙、硫酸钡、白炭黑和纳米白炭黑中的一种或多种，上述E组份为过氧化二异丙苯或二-(叔丁基过氧异丙基)苯，上述L组份为氧化锌和碳酸锌中的一种或氧化锌和碳酸锌的组合物，上述F组份为硬脂酸，上述G组份为硬脂酸锌。

3.根据权利要求1所述的一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：上述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为38％-42％。

4.根据权利要求3所述的一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：上述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为40％。

5.根据权利要求1所述的一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：上述SEPS为高分子量SEPS、低分子量SEPS中的一种或二种，上述高分子量SEPS为美国科腾聚合物公司生产的，上述低分子量SEPS为日本可乐丽公司生产的。

6.根据权利要求1所述的一种射出超耐磨橡胶复合材料，其特征在于：上述弹性体为SEPS和SIS的混合物、SEPS和SEBS的混合物或SEBS和SIS的混合物，且混合物中两组份的重量份数比为1：1。

7.一种射出超耐磨橡胶复合材料的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制备而成：

步骤一：原材料准备，称取权利要求1所述的各组份；

步骤二：复合预混造粒制备，将步骤一称取的弹性体和软化油进行动态充油,完全充油后再与步骤一称取的硬脂酸投入密炼机中进行混炼，混炼温度为100-140℃，混炼均匀后得到混炼物，将混炼物投入开炼机中进行散热处理，散热至常温时投入造粒机中进行造粒，得到其粒径为0.5-3mm的复合预混造粒；

步骤三：混炼，将步骤二的复合预混造粒与步骤一中称取的余下组份分别投入密炼机中进行混炼，混炼15-18min，混炼温度为110-125℃，混炼均匀后得到混炼料；

步骤四：造粒，将步骤三的混炼料投入开炼机中进行散热处理，散热至常温时投入造粒机中进行造粒，得到其粒径为0.5-3mm的造粒料；

步骤五：射出成型，将步骤四的造粒料倒入螺杆射出机内进行射出成型，射出机的射枪温度为78-90℃，模具温度为165-188℃，硫化时间为7-8min，射出成型后取出室温冷却定型得到射出超耐磨橡胶复合材料。