CN114292449A - 一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，涉及橡胶制备技术领域，主要由以下重量份的原料组成：天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、促进剂、活性剂、碳化硼、硬脂酸镁、硫磺；将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行二次硫化，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，该功能性橡胶硬度、抗拉伸强度以及使用温度显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶制备技术领域，具体是一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
背景技术
橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。橡胶不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。可见，橡胶行业的产品种类繁多，其前景十分广阔。橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶；按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉橡胶末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。
复合橡胶最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐高低温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质，根据应用目的，选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料，但是目前合成橡胶的性能中抗疲劳性都很差，如果要使用抗疲劳性好的，那其他性能又不好，因此还不能满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要由以下重量份的原料组成：
天然橡胶40-100份、顺丁橡胶30-60份、硫化剂5-15份、补强填料2-5份、改性碳化硅1-6份、石蜡5-15份、硬脂酸4-9份、促进剂1-4份、活性剂0.5-3份、碳化硼2-9份、硬脂酸镁4-11份、硫磺2-8份。
作为本发明进一步的方案：所述耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要由以下重量份的原料组成：
天然橡胶50-80份、顺丁橡胶40-50份、硫化剂7-12份、补强填料3-5份、改性碳化硅2-5份、石蜡8-12份、硬脂酸5-8份、促进剂2-4份、活性剂1-2份、碳化硼4-7份、硬脂酸镁6-10份、硫磺3-6份。
作为本发明再进一步的方案：所述耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要由以下重量份的原料组成：
天然橡胶65份、顺丁橡胶45份、硫化剂9份、补强填料4份、改性碳化硅4份、石蜡10份、硬脂酸6份、促进剂3份、活性剂2份、碳化硼6份、硬脂酸镁8份、硫磺5份。
作为本发明再进一步的方案：所述补强填料为炭黑N220、炭黑N234中的一种或两种。
作为本发明再进一步的方案：所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的。
作为本发明再进一步的方案：所述改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚。
作为本发明再进一步的方案：所述改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为2-20g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为7-10，室温条件下搅拌反应2-24h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到。
作为本发明再进一步的方案：所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物或者硬脂酸锌。
作为本发明再进一步的方案：所述促进剂选自噻唑促进剂、次磺酰胺促进剂、秋兰姆促进剂或二硫代氨基甲酸盐类中的一种或多种。
一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶的制备方法，主要包括以下步骤：
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、促进剂、活性剂、碳化硼、硬脂酸镁、硫磺；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为50-70rpm，第一次出胶的温度为125-130℃，时间为5-15min；
S3、将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为20-90rpm，第二次出胶的温度为100-110℃，时间为2-4min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为120-180℃，时间为25-90min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为190-240℃，时间为15-30min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶产品的硬度提高了11％-13％，抗拉伸强度提高了27％，最大使用温度为180℃。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要包括以下步骤：
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶40份、顺丁橡胶30份、硫化剂5份、补强填料2份、改性碳化硅1份、石蜡5份、硬脂酸4份、促进剂1份、活性剂0.5份、碳化硼2份、硬脂酸镁4份、硫磺2份，所述补强填料为炭黑N220，所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的，改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚，改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为2g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为7，室温条件下搅拌反应2h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到，所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物，所述促进剂选自噻唑促进剂；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为50rpm，第一次出胶的温度为125℃，时间为5min；
S3、将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为20rpm，第二次出胶的温度为100℃，时间为2min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为120℃，时间为25min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为190℃，时间为15min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
实施例2
一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要包括以下步骤：
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶100份、顺丁橡胶60份、硫化剂15份、补强填料5份、改性碳化硅6份、石蜡15份、硬脂酸9份、促进剂4份、活性剂3份、碳化硼9份、硬脂酸镁11份、硫磺8份，所述补强填料为炭黑N234，所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的，改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚，所述改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为10g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为8，室温条件下搅拌反应15h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到，所述活性剂含有硬脂酸锌，所述促进剂选自次磺酰胺促进剂；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为60rpm，第一次出胶的温度为128℃，时间为10min；
S3、将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为50rpm，第二次出胶的温度为105℃，时间为3min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为150℃，时间为60min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为220℃，时间为25min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
实施例3
一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要包括以下步骤：
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶50份、顺丁橡胶40份、硫化剂7份、补强填料3份、改性碳化硅2份、石蜡8份、硬脂酸5份、促进剂2份、活性剂1份、碳化硼4份、硬脂酸镁6份、硫磺3份，所述补强填料为炭黑N220，所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的，改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚，所述改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为20g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为10，室温条件下搅拌反应24h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到，所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物，所述促进剂选自秋兰姆促进剂；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为70rpm，第一次出胶的温度为130℃，时间为15min；
S3、将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为90rpm，第二次出胶的温度为110℃，时间为4min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为180℃，时间为90min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为240℃，时间为30min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
实施例4
一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要包括以下步骤：
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶80份、顺丁橡胶50份、硫化剂12份、补强填料5份、改性碳化硅5份、石蜡12份、硬脂酸8份、促进剂4份、活性剂2份、碳化硼7份、硬脂酸镁10份、硫磺6份，所述补强填料为炭黑N220，所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的，改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚，所述改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为20g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为10，室温条件下搅拌反应24h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到，所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物，所述促进剂选自二硫代氨基甲酸盐类；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为50rpm，第一次出胶的温度为125℃，时间为5min；
S3、将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为20rpm，第二次出胶的温度为100℃，时间为2min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为120℃，时间为25min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为190℃，时间为15min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
实施例5
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶65份、顺丁橡胶45份、硫化剂9份、补强填料4份、改性碳化硅4份、石蜡10份、硬脂酸6份、促进剂3份、活性剂2份、碳化硼6份、硬脂酸镁8份、硫磺5份，所述补强填料为炭黑N220，所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的，改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚，所述改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为20g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为10，室温条件下搅拌反应24h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到，所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物，所述促进剂选自二硫代氨基甲酸盐类；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为70rpm，第一次出胶的温度为130℃，时间为15min；
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S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为180℃，时间为90min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为240℃，时间为30min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
对比例1
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶65份、顺丁橡胶45份、硫化剂9份、补强填料4份、石蜡10份、硬脂酸6份、促进剂3份、活性剂2份、碳化硼6份、硬脂酸镁8份、硫磺5份，所述补强填料为炭黑N220，所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物，所述促进剂选自二硫代氨基甲酸盐类；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为70rpm，第一次出胶的温度为130℃，时间为15min；
S3、将石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为90rpm，第二次出胶的温度为110℃，时间为4min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为180℃，时间为90min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为240℃，时间为30min，得到橡胶。
试验例
综上所述、本发明所制备得到的功能橡胶通过加入改性碳化硅，在硬度、拉伸断裂强度、拉伸率以及最大耐热温度相较于传统橡胶，性能显著提升。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，主要由以下重量份的原料组成：
天然橡胶40-100份、顺丁橡胶30-60份、硫化剂5-15份、补强填料2-5份、改性碳化硅1-6份、石蜡5-15份、硬脂酸4-9份、促进剂1-4份、活性剂0.5-3份、碳化硼2-9份、硬脂酸镁4-11份、硫磺2-8份。
2.根据权利要求1所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要由以下重量份的原料组成：
天然橡胶50-80份、顺丁橡胶40-50份、硫化剂7-12份、补强填料3-5份、改性碳化硅2-5份、石蜡8-12份、硬脂酸5-8份、促进剂2-4份、活性剂1-2份、碳化硼4-7份、硬脂酸镁6-10份、硫磺3-6份。
3.根据权利要求2所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，主要由以下重量份的原料组成：
天然橡胶65份、顺丁橡胶45份、硫化剂9份、补强填料4份、改性碳化硅4份、石蜡10份、硬脂酸6份、促进剂3份、活性剂2份、碳化硼6份、硬脂酸镁8份、硫磺5份。
4.根据权利要求1所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述补强填料为炭黑N220、炭黑N234中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述改性碳化硅是使用多巴胺改性得到的。
6.根据权利要求5所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述改性碳化硅的平均粒径为0.5μm，粒径分布为0.2-1μm，松装密度为0.6-1.2g/m3，表面包覆层厚度为2-10nm，扫描电镜观察无明显团聚。
7.根据权利要求6所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述改性碳化硅的制备方法为：取碳化硅分散于水中，加入多巴胺混合，混合液中多巴胺的浓度为2-20g/L，然后加入Tris或氢氧化钠调节混合液pH值为7-10，室温条件下搅拌反应2-24h，离心、洗涤收集产物，冷冻干燥或喷干燥得到。
8.根据权利要求1所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述活性剂含有硬脂酸与氧化锌的混合物或者硬脂酸锌。
9.根据权利要求1所述的一种耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶，其特征在于，所述促进剂选自噻唑促进剂、次磺酰胺促进剂、秋兰姆促进剂或二硫代氨基甲酸盐类中的一种或多种。
10.一种如权利要求1-9任一所述的耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1、按照重量份比例依次称取天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、促进剂、活性剂、碳化硼、硬脂酸镁、硫磺；
S2、将制备原料中的天然橡胶、顺丁橡胶、硫化剂、补强填料、促进剂以及活性剂投入到密炼机中进行第一次混炼，第一次出胶得到母胶，所述第一次混炼的密炼机的转子转速为50-70rpm，第一次出胶的温度为125-130℃，时间为5-15min；
S3、将改性碳化硅、石蜡、硬脂酸、碳化硼、硬脂酸镁以及硫投入到密炼机中进行第二次混炼，第二次出胶得到待硫化橡胶材料，所述第二次混炼的密炼机的转子转速为20-90rpm，第二次出胶的温度为100-110℃，时间为2-4min；
S3、将待硫化橡胶材料进行预烘处理；将所述干燥后的材料进行第一次硫化，得到第一硫化产物，第一次硫化的温度条件为120-180℃，时间为25-90min；
S4、将第一硫化产物进行第二次硫化，所述第二次硫化的温度条件为190-240℃，时间为15-30min，得到耐热、耐蚀、耐磨损功能橡胶。
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|---|---|---|---|---|
| CN103159998A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-06-19 | 北京化工大学 | 一种高抗湿滑轮胎胎面材料及其制备方法 |
| CN109456513A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-03-12 | 潍坊职业学院 | 一种耐磨轮胎橡胶及其制备方法 |
| CN111218041A (zh) * | 2020-03-14 | 2020-06-02 | 温州市瓯海凯欣鞋业有限公司 | 一种耐磨鞋底材料及其制作方法 |
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