CN114249928A - 一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料包括顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维、钛硅树脂、合金微粒、补强剂、阻燃剂、碳酸钙、防老化剂、助交联剂和偶联剂。由于选用钛硅树脂、合金微粒、与顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维进行混炼，通过引入钛原子和硅原子，提高橡胶材料的硬度，并通过助交联剂和偶联剂提高橡胶材料的致密度，进而使得橡胶材料具有高硬度性能。该橡胶材料能够适合恶劣环境或特殊工况要求，该橡胶材料的制备方法，具有工艺简单，生产成本低，并能够适合于大规模生产的特点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种有弹性的聚合物，按照制成方式的不同，橡胶可以分为合成橡胶和顺丁橡胶两类。橡胶材料由于为绝缘性材料，因此其在很多场合的应用越来越广泛。然而，随着橡胶越来越多的被应用于多种场合，对于橡胶性能的要求也越来越高。一些恶劣环境或特殊工况要求橡胶材料须同时具备高硬度和阻燃性能。
现有技术中的橡胶材料高硬度性、阻燃性能还需要进一步地提高。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料能够适合恶劣环境或特殊工况要求。
本发明的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法。
为了实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：
提供一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
优选的，所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
更为优选的，所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
所述钛硅树脂中钛原子与硅原子的摩尔比为1:4～8。
所述补强剂为炭黑；
所述阻燃剂为有机硅阻燃剂。
所述防老化剂为辛基化二苯胺或2-巯基苯并咪唑中的一种或两种的组合物；
所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
为了实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：
提供一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、高速混合：将配方量的顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维和钛硅树脂、合金微粒加入到高速混合机中，并于一定温度下混合一定时间，得到胶料；
步骤二、密炼：将步骤一得到的胶料加入密炼机中，然后加入配方量的补强剂、阻燃剂、碳酸钙和防老化剂，然后于一定温度下混炼一定时间，得到密炼料；
步骤三、造粒：将步骤二得到的密炼料加入双螺杆造粒机中，然后加入配方量的助交联剂和偶联剂，进行熔融共混造粒，即制得所述橡胶材料。
上述技术方案中，所述步骤一中，并于60℃～70℃下混合5min～15min，得到胶料。
上述技术方案中，所述步骤二中，然后于110℃～130℃下混炼5min～15min，得到密炼料。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
(1)本发明提供的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，包括顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维、钛硅树脂、合金微粒、补强剂、阻燃剂、碳酸钙、防老化剂、助交联剂和偶联剂。由于选用钛硅树脂、合金微粒与顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维进行混炼，通过引入钛原子和硅原子，提高橡胶材料的硬度，并通过助交联剂和偶联剂提高橡胶材料的致密度，进而使得橡胶材料具有高硬度性能。该橡胶材料能够适合恶劣环境或特殊工况要求。
(2)本发明提供的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法，具有工艺简单，生产成本低，并能够适合于大规模生产的特点。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1。
一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
本实施例中，钛硅树脂中钛原子与硅原子的摩尔比为1:6。
其中，补强剂为炭黑。
其中，阻燃剂为有机硅阻燃剂。
本实施例中，防老化剂为辛基化二苯胺。
其中，助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
其中，偶联剂为硅烷偶联剂。
上述一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一、高速混合：将配方量的顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维和钛硅树脂、合金微粒加入到高速混合机中，并于65℃下混合10min，得到胶料；
步骤二、密炼：将步骤一得到的胶料加入密炼机中，然后加入配方量的补强剂、阻燃剂、碳酸钙和防老化剂，然后于120℃下混炼10min，得到密炼料；
步骤三、造粒：将步骤二得到的密炼料加入双螺杆造粒机中，然后加入配方量的助交联剂和偶联剂，进行熔融共混造粒，即制得所述橡胶材料。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，其特征在于：包括以下重量份数的原料：顺丁橡胶25-45份、氯化聚乙烯橡胶20-40份、高韧性碳纤维5-10份、钛硅树脂5-10份、合金微粒5-10份、补强剂5-15份、阻燃剂10-20份、碳酸钙10-20份、防老化剂3-8份、助交联剂2-5份、偶联剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，其特征在于：包括以下重量份数的原料：顺丁橡胶35份、氯化聚乙烯橡胶30份、高韧性碳纤维8份、钛硅树脂7.5份、合金微粒7.5份、补强剂10份、阻燃剂15份、碳酸钙15份、防老化剂5份、助交联剂4份、偶联剂2份
根据权利要求1所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，其特征在于：所述钛硅树脂中钛原子与硅原子的摩尔比为1:4～8。
3.根据权利要求1所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，其特征在于：所述补强剂为炭黑；所述阻燃剂为有机硅阻燃剂。
4.根据权利要求1所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法，其特征在于：所述防老化剂为辛基化二苯胺或2-巯基苯并咪唑中的一种或两种的组合物；所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
5.权利要求1至5任意一项所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一、高速混合：将配方量的顺丁橡胶、氯化聚乙烯橡胶、高韧性碳纤维和钛硅树脂、合金微粒加入到高速混合机中，并于一定温度下混合一定时间，得到胶料；
步骤二、密炼：将步骤一得到的胶料加入密炼机中，然后加入配方量的补强剂、阻燃剂、碳酸钙和防老化剂，然后于一定温度下混炼一定时间，得到密炼料；
步骤三、造粒：将步骤二得到的密炼料加入双螺杆造粒机中，然后加入配方量的助交联剂和偶联剂，进行熔融共混造粒，即制得所述橡胶材料。
6.根据权利要求6所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，并于60℃～70℃下混合5min～15min，得到胶料。
7.根据权利要求6所述的一种包含碳纤维、树脂、合金微粒的高硬度橡胶材料及其制备方法的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，然后于110℃～130℃下混炼5min～15min，得到密炼料。
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