CN115141435B - 一种丁基橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶材料领域，公开了一种丁基橡胶组合物及其制备方法。组合物包括丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料。组合物的制备原料包括丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料；所述的辅料包括抗氧剂、促进剂、硫化剂、润滑剂、增塑剂中的至少一种。作为一种优选的实施方式，防老剂组合物包括苯胺类。本发明所述的丁基橡胶组合物经性能测试，有较高的拉伸强度、耐磨强度和定伸应力。
Description
技术领域
本发明属于C09J153/00橡胶技术领域，更具体的涉及一种丁基橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
丁基橡胶是一类合成橡胶，随着社会的发展和科技的进步，研究者们对丁基橡胶的研究越来越多，丁基橡胶在工业中的应用也越来越多。
申请号为201010159243.1的中国发明专利公开了一种生产粘胶带的丁基橡胶组合物，在公开专利中公开了通过丁基橡胶基体和苯乙烯类热塑性弹性体等制备得到一种生产粘胶带的丁基橡胶组合物，并且通过对制备橡胶的持粘性和剥离强度等指标进行了测试，但是在公开的专利中并未公开橡胶组合物的力学强度，将其用于磨损严重等条件下使用时，可能导致其寿命和使用效果受到大大影响。
在制备材料的过程中，研究者们发现，一般情况下，随着交联密度的增加，拉伸强度增大，并出现一个极大值，然后随着交联密度的增加，拉伸强度减小。适当调节硫化体系能提高拉伸强度。目前改善橡胶拉伸强度的方法并不能满足需要，有必要开发研制出更有效的改善橡胶拉伸强度的方法。
发明内容
本发明第一方面提供了一种丁基橡胶组合物，组合物的制备原料包括丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料；
所述的辅料包括抗氧剂、促进剂、硫化剂、润滑剂、增塑剂中的至少一种。作为一种优选的实施方式，防老剂组合物包括苯胺类。
作为一种优选的实施方式，偶联剂组合物包括钛酸酯类偶联剂、锆偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种。
作为一种优选的实施方式，所述的增塑剂为硬脂酸。
作为一种优选的实施方式，所述的联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
作为一种优选的实施方式，所述的异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷的重量比为1：(0.5-1)：(1-2)。
本发明中偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷水解生成的3个硅羟基中只有1个与橡胶表面键合，剩下的2个Si-OH，或与其他硅烷中的Si-OH缩合，或呈游离状态；异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中的烷氧基直接和橡胶表面所吸附的微量羧基或羟基进行化学作用加强黏合作用；2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物含有的乙氧基可以与体系中的硅羟基等基团协同作用，增强组合物的偶联强度；三者间的互相协同增效作用可以提高橡胶组合物的拉伸强度和定伸应力。
作为一种优选的实施方式，防老剂组合物包括N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺、N-N'-二苯基-对苯二胺、仲丁基对苯二胺中的一种或多种。
作为一种优选的实施方式，制备原料还包括碳酸钙。
作为一种优选的实施方式，所述的碳酸钙包括轻质碳酸钙和/或重质碳酸钙。
进一步优选的，所述的碳酸钙为轻质碳酸钙。
作为一种优选的实施方式，所述的硫化剂为硫磺。
作为一种优选的实施方式，所述的促进剂为噻唑类硫化促进剂。
作为一种优选的实施方式，制备原料按重量份计，包括：丁基橡胶80-200份、防老剂组合物3-8份、偶联剂组合物1-6份、辅料5-20份、碳酸钙60-80份。
本发明第二方面提供了一种丁基橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将制备原料混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出。
进一步优选的，制备原料包括以下步骤：
步骤一：将丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料、碳酸钙混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出，挤出温度为120度，硫化温度160度，硫化压力10MPa，硫化时间20min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述的丁基橡胶组合物经性能测试，有较高的拉伸强度、耐磨强度和定伸应力。
具体实施方式
实施例1
实施例1提供了一种丁基橡胶组合物，制备原料按重量百分比计，包括：丁基橡胶100份、防老剂组合物4份、偶联剂组合物5份、辅料12份和碳酸钙70份。
所述的防老剂组合物包括N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺和仲丁基对苯二胺，其重量比为1：1；
所述的偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷，其重量比为1：1：1；
辅料包括硫化剂、促进剂、增塑剂；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑，购于济南汇锦川商贸有限公司；
所述的增塑剂为硬脂酸；
硫化剂、促进剂、增塑剂的重量比为6：1：2；
所述的碳酸钙为重质碳酸钙。
本发明第二方面提供了一种丁基橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料、碳酸钙混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出，挤出温度为120度，硫化温度160度，硫化压力10MPa，硫化时间20min。
实施例2
一种丁基橡胶组合物，制备原料按重量百分比计，包括：丁基橡胶100份、防老剂组合物4份、偶联剂组合物5份、辅料12份和碳酸钙70份。
所述的防老剂组合物为N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺；
所述的偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷，其重量比为1：1；
辅料包括硫化剂、促进剂、增塑剂；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑，购于济南汇锦川商贸有限公司；
所述的增塑剂为硬脂酸；
硫化剂、促进剂、增塑剂的重量比为6：1：2；
所述的碳酸钙为重质碳酸钙。
本发明第二方面提供了一种丁基橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料、碳酸钙混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出，挤出温度为120度，硫化温度160度，硫化压力10MPa，硫化时间20min。
实施例3
一种丁基橡胶组合物，制备原料按重量百分比计，包括：丁基橡胶100份、防老剂组合物4份、偶联剂组合物5份、辅料12份和碳酸钙70份。
所述的防老剂组合物包括N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺和仲丁基对苯二胺，其重量比为1：1；
所述的偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、乙烯基三甲氧基硅烷，其重量比为1：1；
辅料包括硫化剂、促进剂、增塑剂；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑，购于济南汇锦川商贸有限公司；
所述的增塑剂为硬脂酸；
硫化剂、促进剂、增塑剂的重量比为6：1：2；
所述的碳酸钙为重质碳酸钙。
本发明第二方面提供了一种丁基橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料、碳酸钙混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出，挤出温度为120度，硫化温度160度，硫化压力10MPa，硫化时间20min。
实施例4
一种丁基橡胶组合物，制备原料按重量百分比计，包括：丁基橡胶100份、防老剂组合物4份、偶联剂组合物5份、辅料12份。
所述的防老剂组合物包括N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺和仲丁基对苯二胺，其重量比为1：1；
所述的偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷，其重量比为1：1；
辅料包括硫化剂、促进剂、增塑剂；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑，购于济南汇锦川商贸有限公司；
所述的增塑剂为硬脂酸；
硫化剂、促进剂、增塑剂的重量比为6：1：2；
本发明第二方面提供了一种丁基橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出，挤出温度为120度，硫化温度160度，硫化压力10MPa，硫化时间20min。
实施例5
一种丁基橡胶组合物，制备原料按重量百分比计，包括：丁基橡胶100份、防老剂组合物4份、偶联剂组合物5份、辅料12份和碳酸钙100份。
所述的防老剂组合物包括N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺和仲丁基对苯二胺，其重量比为1：1；
所述的偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷，其重量比为1：1；
辅料包括硫化剂、促进剂、增塑剂；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑，购于济南汇锦川商贸有限公司；
所述的增塑剂为硬脂酸；
硫化剂、促进剂、增塑剂的重量比为6：1：2；
所述的碳酸钙为重质碳酸钙。
本发明第二方面提供了一种丁基橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将丁基橡胶、防老剂组合物、偶联剂组合物和辅料、碳酸钙混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出，挤出温度为120度，硫化温度160度，硫化压力10MPa，硫化时间20min。
性能测试
对实施例1-5制备得到的丁基橡胶组合物进行性能测试，结果见表1。
1.老化性能测试：老化系数＝老化后的(拉伸强度×扯断伸长率)/老化前(拉伸强度×扯断伸长率)×100％，老化系数绝对值越大越好；
2.拉伸性能测试：将实施例1-5制备的丁基橡胶组合物进行拉伸性能测试，拉伸性能测试方法参照GB/T 528-92；
3.磨耗指数测试：将实施例1-5制备得到的丁基橡胶组合物进行磨耗指数测试，测试方法参照GB/T1689-2014；
4. 300％定伸应力：将实施例1-5制备得到的丁基橡胶组合物进行测试300％定伸应力测试，测试方法参照GB/T528—1998。
表1
| 老化系数 | 拉伸强度/MPa | 磨耗指数/％ | 300％定伸应力/MPa | |
| 实施例1 | 0.52 | 25.6 | 1.5 | 14.7 |
| 实施例2 | 0.24 | 23.2 | 2.5 | 11.2 |
| 实施例3 | 0.41 | 21.1 | 1.9 | 10.6 |
| 实施例4 | 0.35 | 15.4 | 3.1 | 11.5 |
| 实施例5 | 0.32 | 16.7 | 1.8 | 9.8 |
Claims (2)
1.一种丁基橡胶组合物，其特征在于：制备原料按重量份计，包括：丁基橡胶100份、防老剂组合物4份、偶联剂组合物5份、辅料12份和碳酸钙70份；
所述的防老剂组合物包括N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺和仲丁基对苯二胺，其重量比为1： 1；
所述的偶联剂组合物包括异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇锆络合物、乙烯基三甲氧基硅烷，其重量比为1：1：1；
辅料包括硫化剂、促进剂、增塑剂；
所述的硫化剂为硫磺；
所述的促进剂为二硫化二苯并噻唑；
所述的增塑剂为硬脂酸；
硫化剂、促进剂、增塑剂的重量比为6：1：2；
所述的碳酸钙为重质碳酸钙。
2.一种如权利要求1所述的丁基橡胶组合物制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将制备原料混合，形成混合料；
步骤二：将混合料熔融挤出。
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