CN111732765B - 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法 - Google Patents

一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111732765B
CN111732765B CN202010691418.7A CN202010691418A CN111732765B CN 111732765 B CN111732765 B CN 111732765B CN 202010691418 A CN202010691418 A CN 202010691418A CN 111732765 B CN111732765 B CN 111732765B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
diene rubber
parts
break
rubber compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010691418.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111732765A (zh
Inventor
杨小牛
王晓建
郇彦
郑书铁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN202010691418.7A priority Critical patent/CN111732765B/zh
Publication of CN111732765A publication Critical patent/CN111732765A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111732765B publication Critical patent/CN111732765B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Abstract

本发明涉及一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法，属于橡胶技术领域。解决了现有技术中，添加补强剂后，二烯烃硫化橡胶的断裂伸长率降低至100‑550％之间的技术问题。本发明的橡胶复合物，由100重量份二烯烃橡胶、10‑40重量份炭黑、1‑20重量份白炭黑、1‑8重量份偶联剂、3‑6重量份氧化锌、1‑4重量份硬脂酸、2‑8重量份防护剂、0.6‑2.5重量份硫磺和0.6‑2重量份促进剂组成。该橡胶复合物的断裂伸长率超过650％，硬度大于60A，并且具有可观的疲劳性能，可为高形变橡胶材料应用领域提供技术潜力。

Description

一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法。
背景技术
橡胶(Rubber)是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。
橡胶的断裂伸长率很高，未加补强剂的二烯烃硫化橡胶断裂伸长率可以达到700％以上，但未经补强的橡胶疲劳性与模量很低，没有任何用途。添加补强剂后，会降低橡胶的断裂伸长率，如添加补强剂后，二烯烃硫化橡胶的断裂伸长率在100-550％之间。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中，添加补强剂后，二烯烃硫化橡胶的断裂伸长率降低至100-550％之间的技术问题，提供一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，组成为：
Figure BDA0002589524530000011
所述二烯烃橡胶为天然橡胶(IR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、顺丁橡胶(BR)中的一种或多种的混合，当二烯烃橡胶中含有顺丁橡胶时，二烯烃橡胶内的顺丁橡胶质量分数在70wt％以内；
所述炭黑的氮吸附比表面积＞160m2/g，压缩DBP值小于80cm3/100g；
所述白炭黑原生粒径＜30nm，BET吸收值＞180m3/g；
所述偶联剂为质量比(1-3):1的SI75和KH570的混合物；
所述防护剂为0-2重量份的RD、0-2重量份的4010NA、0-2重量份的2-硫醇基苯并咪唑、0-1重量份的CTP和0-2重量份的N,N’亚苯基双马来酰亚胺中至少两种的混合。
优选的是，所述促进剂为DM、NS、DZ、D、CZ、DPG中的一种或多种按任意比例的混合。
本发明还提供上述高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼；
步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，然后排胶至开炼机开炼，再加入促进剂与硫磺，薄通，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。
优选的是，所述步骤二中，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm。
优选的是，所述步骤三中，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm。
优选的是，所述步骤三中，开炼机的辊温为60-80℃。
优选的是，所述步骤三中，薄通3-4次。
优选的是，所述步骤三中，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为0.4-1.2h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物以三种常用的二烯烃橡胶为基础，通过选定合适的补强材料与硫化体系，使得补强后的橡胶材料的断裂伸长率超过650％，硬度大于60A，并且具有可观的疲劳性能，可为高形变橡胶材料应用领域提供技术潜力。经试验检测，本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，混炼胶门尼粘度(ML1+4)为60-80，134-150℃硫化0.4-1.2h的断裂伸长率大于650％，拉伸强度大于24MPa，室温屈挠1级裂口次数大于5万次。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面对本发明的实施方式进行详细描述，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。
本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，由100重量份二烯烃橡胶、10-40重量份炭黑、1-20重量份白炭黑、1-8重量份偶联剂、3-6重量份氧化锌、1-4重量份硬脂酸、2-8重量份防护剂、0.6-2.5重量份硫磺和0.6-2重量份促进剂组成。
上述技术方案中，二烯烃橡胶为天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、顺丁橡胶中的一种或多种的混合，当二烯烃橡胶中含有顺丁橡胶时，二烯烃橡胶内的顺丁橡胶质量分数在70wt％以内；
炭黑的氮吸附比表面积＞160m2/g，压缩DBP值小于80cm3/100g；
白炭黑原生粒径＜30nm，BET吸收值＞180m3/g；
偶联剂为质量比(1-3):1的SI75和KH570的混合物；
防护剂为0-2重量份的RD、0-2重量份的4010NA、0-2重量份的2-硫醇基苯并咪唑、0-1重量份的CTP和0-2重量份的N,N’亚苯基双马来酰亚胺中至少两种的混合；
促进剂为DM、NS、DZ、D、CZ、DPG中的一种或多种按任意比例的混合；
氧化锌、硬脂酸、硫磺可采用本领域技术人员熟知方式获得，如商购。
本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼；
步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，然后排胶至开炼机开炼，再加入促进剂与硫磺，薄通，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。
上述技术方案，步骤二中，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm。
上述技术方案，步骤三中，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm。
上述技术方案，步骤三中，开炼机的辊温为60-80℃。
上述技术方案，步骤三中，薄通3-4次。
上述技术方案，步骤三中，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为0.4-1.2h。
通过下列实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
按照表1所示的对比例1-5和实施例1-5的配方，制备高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。制备方法为：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm；
步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm，然后排胶至开炼机开炼，开炼机的辊温为60-80℃，再加入促进剂与硫磺，薄通3-4次，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为1h，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。制备的橡胶复合物的性能如表2所示。
表1对比例1-5和实施例1-5制备硫化胶的配方(以重量份计)
Figure BDA0002589524530000041
Figure BDA0002589524530000051
Figure BDA0002589524530000061
表2对比例1-5和实施例1-5制备硫化胶的性能
Figure BDA0002589524530000062
Figure BDA0002589524530000071
表中，硬度测试标准为GB/T 531.1-2008，屈挠测试标准为GB/T 13934-2006，拉伸性能测试标准为GB/T 528-2009，混炼胶门尼测试标准为GB/T 1232.1-2016。从表2可以看出，可以看到，二烯烃橡胶通过合适的补强，定伸应力、硬度、耐屈挠性得到了很大了提高，并且保持了高水平的断裂伸长率，可为高形变橡胶材料应用领域提供技术潜力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，其特征在于，组成为：
Figure FDA0002589524520000011
所述二烯烃橡胶为天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、顺丁橡胶中的一种或多种的混合，当二烯烃橡胶中含有顺丁橡胶时，二烯烃橡胶内顺丁橡胶的质量分数在70wt％以内；
所述炭黑的氮吸附比表面积＞160m2/g，压缩DBP值小于80cm3/100g；
所述白炭黑原生粒径＜30nm，BET吸收值＞180m3/g；
所述偶联剂为质量比(1-3):1的SI75和KH570的混合物；
所述防护剂为0-2重量份的RD、0-2重量份的4010NA、0-2重量份的2-硫醇基苯并咪唑、0-1重量份的CTP和0-2重量份的N,N’亚苯基双马来酰亚胺中至少两种的混合。
2.根据权利要求1所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，其特征在于，所述促进剂为DM、NS、DZ、D、CZ、DPG中的一种或多种按任意比例的混合。
3.权利要求1或2所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、按组成和重量份称取各原料；
步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼；
步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，然后排胶至开炼机开炼，再加入促进剂与硫磺，薄通，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。
4.根据权利要求3所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm。
5.根据权利要求3所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm。
6.根据权利要求3所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，开炼机的辊温为60-80℃。
7.根据权利要求3所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，薄通3-4次。
8.根据权利要求3所述的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为0.4-1.2h。
CN202010691418.7A 2020-07-17 2020-07-17 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法 Active CN111732765B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010691418.7A CN111732765B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010691418.7A CN111732765B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111732765A CN111732765A (zh) 2020-10-02
CN111732765B true CN111732765B (zh) 2021-02-26

Family

ID=72654858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010691418.7A Active CN111732765B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111732765B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0978535A2 (en) * 1996-10-04 2000-02-09 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Silica-compounded diene rubber composition
KR101010883B1 (ko) * 2002-05-31 2011-01-25 제온 코포레이션 공액 디엔계 고무, 그 제조방법 및 고무 조성물
DE602007004693D1 (de) * 2006-08-03 2010-03-25 Yokohama Rubber Co Ltd Luftreifen
JP5196882B2 (ja) * 2007-06-22 2013-05-15 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤ
CN101883812B (zh) * 2007-12-03 2012-12-26 株式会社普利司通 天然橡胶母炼胶的制造方法、天然橡胶母炼胶、橡胶组合物、轮胎
JP6437855B2 (ja) * 2014-05-15 2018-12-12 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ
JP6383602B2 (ja) * 2014-08-11 2018-08-29 株式会社ブリヂストン ゴム組成物、架橋ゴム組成物及びタイヤ
CN109134981A (zh) * 2018-08-13 2019-01-04 中策橡胶集团有限公司 一种用于高性能轮胎的轮胎胎面的橡胶组合物及其混炼方法和轮胎
CN109181027B (zh) * 2018-09-07 2021-10-26 山东华聚高分子材料有限公司 一种高性能轮胎胎面胶及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111732765A (zh) 2020-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109251379B (zh) 一种低填充高性能轮胎胎面胶料和轮胎
US6602942B1 (en) Oil-extended rubber, process for producing the same, rubber composition, and crosslinked object
EP1339784B1 (de) Gelhaltige kautschukmischungen mit anorganischen peroxiden
CN110791029B (zh) 一种木质素接枝溴化丁基橡胶复合材料及其制备方法
CN107383475B (zh) 一种木质素/丁腈橡胶复合材料及其制备方法
EP3323841B1 (en) White carbon black/poly(itaconate-isoprene-glycidyl methacrylate) bio-based elastomer composite material free of silane coupling agent, and preparation method therefor
EP2177374A1 (de) Kautschukmischungen mit funktionalisierten Dienkautschuken und Mikrogelen, ein Verfahren zur Herstellung und deren Verwendung
CN108192162B (zh) 一种运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法
EP1837366A1 (de) Zusammensetzung mit Zinkhydroxid, Mischung enthaltend die Zusammensetzung und Artikel daraus
CN111732765B (zh) 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法
CN104893039B (zh) 一种环氧化天然杜仲橡胶的应用方法
CN112457539A (zh) 一种高拉伸强度、耐腐蚀橡胶衬里材料的制备方法
Liang et al. Polydopamine Modified Rice Husk-derived Silicon Carbon Black Used as Green Filler in Natural Rubber/Butadiene Rubber: Design, Processing and Properties
CN109608721A (zh) 一种改性丁苯橡胶复合材料的制备方法
CN112266509B (zh) 一种以合成橡胶为基础胶的胎侧胶及其制备方法与应用
CN104262705A (zh) 橡胶组合物
CN109251382B (zh) 耐老化hnbr/硅碳橡胶复合材料、其制备方法及所得封隔器
CN103131066A (zh) 活性硅酸钙/橡胶复合材料及其制备方法
JPH0948880A (ja) ゴム組成物
CN108359246B (zh) 一种高性能橡胶胶料及其制备方法
CN105524317A (zh) 一种抗折阻燃sbr复合鞋底材料及其制备方法
CN112210134B (zh) 一种汽车套胎胎面组合物及其制造方法
CN113185760B (zh) 一种功能化纳米环氧异戊橡胶及其在航空轮胎中的应用
CN113563651B (zh) 一种用于压雪车履带的橡胶组合物及其制备方法
CN114874509A (zh) 橡胶组合物及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yang Xiaoniu

Inventor after: Wang Xiaojian

Inventor after: Yan Yan

Inventor after: Zheng Shudie

Inventor before: Yang Xiaoniu

Inventor before: Wang Xiaojian

Inventor before: Yan Yan

Inventor before: Zheng Shutie