CN113024916A - 一种新型轻便隔热性橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型轻便隔热性橡胶，包括下述重量份组成：丁苯橡胶：30～40份、氯丁橡胶：30～40份、碳酸锌：4～8份、硬脂酸：1～3份、促进剂M：1～2份、促进剂DM：2～3份、聚乙二醇：3～5份、白油：10～30份、醚化木屑：20～30份，通过添加醚化木屑可以降低导热率的同时，还能够保证橡胶的拉伸强度，拉伸强度不会有明显下降，并且木屑密度一般在0.5g/cm^3，而白炭黑密度一般在2.6g/cm^3，因而添加醚化木屑的橡胶，其质地更轻。而木屑在经过碱化和醚化之后，其表面的活性基团更多，因而与橡胶的相容性更好，从而保证了力学强度基本保持不变的性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子领域，更具体的说是涉及一种新型轻便隔热性橡胶。
背景技术
橡胶是常见的高分子材料，现有技术中往往会添加大量的白炭黑进行改性，“《合成橡胶工业》的2008-5-15，31(3)：219～220”中，公开了一篇名为《白炭黑/Si-69填充剂对轮胎胶料导热系数的影响》的期刊，其中介绍了白炭黑的大量使用，会使得导热系数增大，从而降低了隔热性能，并且白炭黑的密度也较大，因此质量较高，因而不适用轻质隔热橡胶。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型轻便隔热性橡胶。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种新型轻便隔热性橡胶，
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：30～40份
氯丁橡胶：30～40份
碳酸锌：4～8份
硬脂酸：1～3份
促进剂M：1～2份
促进剂DM：2～3份
聚乙二醇：3～5份
白油：10～30份
醚化木屑：20～30份
作为本发明的进一步改进，
所述醚化木屑生产步骤为：
步骤A：将木屑浸泡在氢氧化钠水溶液中进行预处理；
步骤B：将预处理后的木屑加入醋酸中和；
步骤C：将中和过后的木屑进行清洗，之后烘干；
步骤D：将烘干后的木屑加入到醚化剂中，升温至40℃进行反应；
步骤E：得到醚化木屑后经过清洗后烘干得到醚化木屑。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤A中氢氧化钠水溶液为8％质量浓度的氢氧化钠水溶液。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤A中浸泡时间为0.5～4小时。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤B中醋酸浓度为10％质量浓度的醋酸。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤C中清洗使用清水，清洗2～4次，烘干温度为80℃。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤D中醚化剂用量为木屑质量的1％～5％。
作为本发明的进一步改进，
所述步骤E中清洗使用清水，清洗2～3次，烘干温度为80℃。
作为本发明的进一步改进，
所述醚化剂为：3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或环氧乙烷。
作为本发明的另一发明目的，提供一种新型轻便隔热性橡胶的制备方法，
步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、醚化木屑、聚乙二醇进行混合，混炼时间8～10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼4～5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过20～25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
本发明的有益效果，通过添加醚化木屑可以降低导热率的同时，还能够保证橡胶的拉伸强度，拉伸强度不会有明显下降，并且木屑密度一般在0.5g/cm^3，而白炭黑密度一般在2.6g/cm^3，因而添加醚化木屑的橡胶，其质地更轻。而木屑在经过碱化和醚化之后，其表面的活性基团更多，因而与橡胶的相容性更好，从而保证了力学强度基本保持不变的性能。
具体实施方式
实施例一：
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：40份
氯丁橡胶：40份
碳酸锌5份
硬脂酸：2份
促进剂M：1份
促进剂DM：2份
聚乙二醇：5份
白油：10份
醚化木屑：20份
所述醚化木屑生产步骤为：
步骤A：将木屑浸泡在8％质量浓度的氢氧化钠水溶液中浸泡1小时进行预处理；
步骤B：将预处理后的木屑加入10％质量浓度的醋酸中和；
步骤C：将中和过后的木屑进行清洗，清洗使用清水，清洗2～4次，之后烘干，烘干温度为80℃，30分钟烘干；
步骤D：将烘干后的木屑加入到3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中，醚化剂用量为木屑质量的3％，升温至40℃进行反应；
步骤E：得到醚化木屑后清洗使用清水，清洗2～3次，烘干温度为80℃进行烘干，30分钟烘干，得到醚化木屑。
制备方法：步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、醚化木屑、聚乙二醇进行混合，混炼时间10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
实施例二：
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：40份
氯丁橡胶：40份
碳酸锌5份
硬脂酸：2份
促进剂M：1份
促进剂DM：2份
聚乙二醇：5份
白油：10份
醚化木屑：20份
所述醚化木屑生产步骤为：
步骤A：将木屑浸泡在8％质量浓度的氢氧化钠水溶液中浸泡1小时进行预处理；
步骤B：将预处理后的木屑加入10％质量浓度的醋酸中和；
步骤C：将中和过后的木屑进行清洗，清洗使用清水，清洗2～4次，之后烘干，烘干温度为80℃，30分钟烘干；
步骤D：将烘干后的木屑加入到环氧乙烷中，醚化剂用量为木屑质量的3％，升温至40℃进行反应；
步骤E：得到醚化木屑后清洗使用清水，清洗2～3次，烘干温度为80℃进行烘干，30分钟烘干，得到醚化木屑。
制备方法：步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、醚化木屑、聚乙二醇进行混合，混炼时间10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
对比例一：
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：40份
氯丁橡胶：40份
碳酸锌5份
硬脂酸：2份
促进剂M：1份
促进剂DM：2份
聚乙二醇：5份
白油：10份
制备方法：步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、聚乙二醇进行混合，混炼时间10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
对比例二：
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：40份
氯丁橡胶：40份
碳酸锌5份
硬脂酸：2份
促进剂M：1份
促进剂DM：2份
聚乙二醇：5份
白油：10份
白炭黑：20份
制备方法：步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、白炭黑、聚乙二醇进行混合，混炼时间10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
对比例三：
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：40份
氯丁橡胶：40份
碳酸锌5份
硬脂酸：2份
促进剂M：1份
促进剂DM：2份
聚乙二醇：5份
白油：10份
干燥木屑：20份
木屑经过80℃，30分钟烘干得到干燥木屑；
制备方法：步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、白炭黑、干燥木屑、聚乙二醇进行混合，混炼时间10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
测试方法：
导热率测试：《GB/T 11205-2009》
拉伸强度测试：《GB/T 528-92》
测试结果：
| 拉伸强度(Mpa) | 导热率(W/(m.K)) | |
| 实施例一 | 15 | 0.13 |
| 实施例二 | 14 | 0.14 |
| 对比例一 | 15 | 0.21 |
| 对比例二 | 6 | 0.15 |
| 对比例三 | 19 | 0.28 |
通过上述检测结果可以看出，对比例一位未添加木屑或白炭黑，可以作为空白组，在实施例一和实施例二中，添加的是醚化木屑，可以看到拉伸强度几乎没有变化，有微量的下降，几乎不影响使用，而导热率有明显下降，而对比例二则是没有醚化的木屑，其拉伸强度有大幅度下降，造成这样的现象主要是因为木屑颗粒较大，而与橡胶的相容性较差，因而导致其在力学测试的时候发生橡胶与木屑的分离，从而导致了整体拉伸强度的下降，并且导热系数也有明显下降，这是由于木屑本身的导热能力相对于橡胶导热率更低，从而影响了整体材料的导热率下降，而对比例三则是添加了白炭黑，如预期的一样，拉伸强度增大，而导热率明显上升。
因而通过添加醚化木屑可以降低导热率的同时，还能够保证橡胶的拉伸强度，拉伸强度不会有明显下降，并且木屑密度一般在0.5g/cm^3，而白炭黑密度一般在2.6g/cm^3，因而添加醚化木屑的橡胶，其质地更轻。而木屑在经过碱化和醚化之后，其表面的活性基团更多，因而与橡胶的相容性更好，从而保证了力学强度基本保持不变的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
包括下述重量份组成：
丁苯橡胶：30～40份
氯丁橡胶：30～40份
碳酸锌：4～8份
硬脂酸：1～3份
促进剂M：1～2份
促进剂DM：2～3份
聚乙二醇：3～5份
白油：10～30份
醚化木屑：20～30份。
2.根据权利要求1所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述醚化木屑生产步骤为：
步骤A：将木屑浸泡在氢氧化钠水溶液中进行预处理；
步骤B：将预处理后的木屑加入醋酸中和；
步骤C：将中和过后的木屑进行清洗，之后烘干；
步骤D：将烘干后的木屑加入到醚化剂中，升温至40℃进行反应；
步骤E：得到醚化木屑后经过清洗后烘干得到醚化木屑。
3.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述步骤A中氢氧化钠水溶液为8％质量浓度的氢氧化钠水溶液。
4.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述步骤A中浸泡时间为0.5～4小时。
5.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述步骤B中醋酸浓度为10％质量浓度的醋酸。
6.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述步骤C中清洗使用清水，清洗2～4次，烘干温度为80℃。
7.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述步骤D中醚化剂用量为木屑质量的1％～5％。
8.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述步骤E中清洗使用清水，清洗2～3次，烘干温度为80℃。
9.根据权利要求2所述的一种新型轻便隔热性橡胶，其特征在于：
所述醚化剂为：3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或环氧乙烷。
10.如任意权利要求1至9所述的一种新型轻便隔热性橡胶的制备方法，其特征在于：
步骤一：采用密炼机对丁苯橡胶、氯丁橡胶、碳酸锌、硬脂酸、醚化木屑、聚乙二醇进行混合，混炼时间8～10min，混炼温度70±5℃，将混炼好的橡胶至少停放12h；
步骤二：将停放后的橡胶加入开炼机中，并加入促进剂M、促进剂DM、白油，进一步混炼4～5min；
步骤三：将加硫的橡胶通过20～25℃的压延机，压制成橡胶片，并对橡胶片进行冷却出料。
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Denomination of invention: A lightweight thermal insulation rubber and its preparation method Effective date of registration: 20231205 Granted publication date: 20220415 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Wenzhou Ruian sub branch Pledgor: ZHEJIANG ZHONGRUI RUBBER POLYMER MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2023980069123 |