CN103773005B - 一种稀土橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶材料领域,具体是一种稀土橡胶;其特征在于由按重量百分数计的以下原料制备而成:30%的纳米粘土天然橡胶,38%的氢化松香,20%的顺丁橡胶,10%的丁苯橡胶和2%的稀土。通过此配方制得的稀土橡胶在耐磨,耐老化,耐臭氧和耐水等性能方面比天然橡胶好,是一种综合性能较好的功能性橡胶。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域,具体是一种稀土橡胶。
背景技术
鉴于我国橡胶化工发展的现状,国内关于建设开发生产稀土橡胶的呼声越来越高,我国进口天然橡胶逐年增加,使得天然橡胶价格逐步攀高,稀土橡胶出于稀土材料的昂贵使得也控制了它的价格成本.但是出于它的物理性能是天然橡胶中的替代品,天然橡胶也是属于战略资源,在国民经济之中占主要位置,故稀土直接为催化剂开发生产一种经济适用的稀土橡胶代替部分天然橡胶。因此,如何开发一种经济适用型的稀土橡胶来代替部分天然橡胶,是目前需要解决的一个问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种经济适用的稀土橡胶。
本发明一种稀土橡胶主要通过以下技术方案实现。
一种稀土橡胶,其由按重量百分数计的以下原料制备而成:
纳米粘土天然橡胶30%
氢化松香38%
顺丁橡胶20%
丁苯橡胶10%
稀土2%。
在配置的时候,先把纳米粘土天然橡胶在60~80摄氏度的温度中堆积5~7天;然后再把纳米粘土天然橡胶与氢化松香、顺丁橡胶、丁苯橡胶和稀土按照上述比例在100~120摄氏度的温度中混炼30分钟到45分钟;混炼之后挤压均匀混合出料冷却到40~50摄氏度即可。此过程中的稀土里面含15种元素,虽然没有分解分离,但经过高温混炼同时也会产生一些放射性元素,其能提高纳米粘土天然橡胶里面的天然橡胶的改性速度和物理性能。而氢化松香是以松香提纯后的浅色精制松香为加氢原料,用溶剂配成溶液,进行催化加氢,然后通过蒸馏分离出溶剂,得成产品氢化松香。
优选地,所述纳米粘土天然橡胶由按重量百分数计的以下原料制备而成:
纳米粘土50%
天然橡胶40%
基础油8%
扩散剂2%。
而在制作纳米粘土天然橡胶的时候,先把纳米粘土和基础油塑解天然橡胶再加扩散剂渗透溶解堆积在150度左右的温度中,堆积5~7天后可制成的一种松散微珠状球形材料,此材料便是纳米粘土天然橡胶。
作为上述方案的进一步改进,所述基础油为石油。
作为上述方案的进一步改进,所述扩散剂为脂肪酸。
本发明的有益效果是:通过此配方和方式制得的稀土橡胶在耐磨,耐老化,耐臭氧和耐水等性能方面比天然橡胶好,是一种综合性能较好的功能性橡胶。
附图说明
图1为本发明的配置稀土橡胶流程示意图;
图2为本发明的配置纳米粘土天然橡胶流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行详细描述,但不做为对本发明的限定。
此实施例一种稀土橡胶,其由按重量百分数计的以下原料制备而成:
参照图1,在配置的时候,先把纳米粘土天然橡胶在60~80摄氏度的温度中堆积5~7天;然后再把纳米粘土天然橡胶与氢化松香、顺丁橡胶、丁苯橡胶和稀土按照上述比例在100~120摄氏度的温度中混炼30分钟到45分钟;混炼之后挤压均匀混合出料冷却到40~50摄氏度即可。此过程中的稀土里面含15种元素,虽然没有分解分离,但经过高温混炼同时也会产生一些放射性元素,其能提高纳米粘土天然橡胶里面的天然橡胶的改性速度和物理性能。而氢化松香是以松香提纯后的浅色精制松香为加氢原料,用溶剂配成溶液,进行催化加氢,然后通过蒸馏分离出溶剂,得成产品氢化松香。
在上述的实施例中,纳米粘土天然橡胶由按重量百分数计的以下原料制备而成:
成分 | 纳米粘土 | 天然橡胶 | 石油 | 脂肪酸 |
百分比 | 50% | 40% | 8% | 2% |
参照图2,在制作纳米粘土天然橡胶的时候,先把纳米粘土和基础油塑解天然橡胶再加扩散剂渗透溶解堆积在150度左右的温度中,堆积5~7天后可制成的一种松散微珠状球形材料,此材料便是纳米粘土天然橡胶。
按照上述比例和方式制成的稀土橡胶等量代替10phr的天然橡胶和顺丁橡胶的轮胎胶料,轮胎胶料基本配方如下表I(硫化条件:155℃×22min);其中配方A为普通的斜交胎胎面胶通用配方,配方B、C是用10phr的稀土橡胶分别取代配方中的等量的天然橡胶或和顺丁橡胶:
材料名称 | A | B | C2 --> |
3#烟片胶 | 70 | 70 | 60 |
顺丁橡胶 | 30 | 20 | 30 |
稀土橡胶 | 0 | 10 | 10 |
氧化锌99.7% | 5 | 5 | 5 |
硬脂酸 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
防老剂4010NA | 2 | 2 | 2 |
防老剂RD | 1 | 1 | 1 |
BNW-1橡胶防护蜡 | 2 | 2 | 2 |
中超炭黑N220 | 25 | 25 | 25 |
高耐磨炭黑N330 | 25 | 25 | 25 |
芳烃油 | 7 | 7 | 7 |
促进剂CZ | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
高分散硫磺 | 2 | 2 | 2 |
胶易素T-78 | 2 | 2 | 2 |
合计 | 174.4 | 174.4 | 174.4 |
表I
通过上述方式代替10phr的天然橡胶和顺丁橡胶的轮胎胶料之后,其取代前后的混炼胶硫化特性参数见下表J:
硫化特性参数 | A | B | C |
焦烧时间(T10),m:s | 1:49 | 1:40 | 1:47 |
正硫化时间(T90),m:s | 6:05 | 5:35 | 5:27 |
最低转矩(ML),lb.in | 15.62 | 16.20 | 17.87 |
最高转矩(MH),lb.in | 49.29 | 54.10 | 57.19 |
表J
从表J可以看出,10phr稀土橡胶取代天然橡胶或顺丁橡胶后,混炼胶的最大转矩比原来的高,证明取代后胶料的交联密度有提高;正硫化时间和焦烧时间都缩短,说明稀土橡胶有促进硫化的作用。
而在门尼粘度方面,混炼胶门尼粘度详见下表K:
A | B | C | |
门尼粘度,ML1+4,100℃ | 32.07 | 33.16 | 38.61 |
表K
表K的数据说明,稀土橡胶的加入会提高混炼胶的门尼粘度,表2的硫化数据中的最低转矩提高也说明了这一点。胶料门尼粘度的适当提高对胎面胶的挤出、压延成型有利。
在物理机械性能方面,各混炼胶的物理机械性能数据见表L:
物理机械性能 | A | B | C |
硬度(邵尔A 型),度 | 65 | 65 | 653 --> |
拉伸强度,MPa | 21.2 | 22.3 | 21.5 |
100%定伸强度,MPa | 2.09 | 2.49 | 2.64 |
200%定伸强度,MPa | 4.36 | 5.50 | 5.85 |
300%定伸强度,MPa | 7.84 | 9.53 | 10.16 |
扯断伸长率,% | 570 | 539 | 529 |
扯断永久变形,% | 22.8 | 27.2 | 22.8 |
撕裂强度,kN/m | 64.2 | 91.3 | 80.1 |
阿克隆磨耗,cm3/1.61km | 0.26 | 0.25 | 0.23 |
密度,g/cm3 | 1.124 | 1.143 | 1.154 |
表L
从表L中可以看出,取代前后的混炼胶物理性能测试表明,在交联密度提高的情况下,各硫化胶的硬度、扯断伸长率、扯断永久变形性能基本不变;拉伸强度、300%定伸强度、撕裂强度、阿克隆磨耗性
能都有提高,撕裂强度提高最多。
由表I、表J、表K和表L中可以得出以下结论:1.稀土橡胶部分取代胎面胶中的天然橡胶或顺丁橡胶,可提高混炼胶硫化的交联密度,改善胶料的挤出、压延工艺的操作;2.稀土橡胶的加入可以提高硫化胶料的拉伸强度、300%定伸强度和磨耗,明显提高胶料的撕裂强度。
因此,与天然橡胶相比,通过此配方和方式制得的稀土橡胶在耐磨,耐老化,耐臭氧和耐水等性能方面会更好,是一种综合性能较好的功能性橡胶。
此稀土橡胶应用广泛,如可以部分取代胎面胶中的天然橡胶或顺丁橡胶,可提高混炼胶硫化的交联密度,改善胶料的挤出、压延工艺的操作;并且稀土橡胶的加入可以提高硫化胶料的拉伸强度、300%定伸强度和磨耗,明显提高胶料的撕裂强度。
以上已将本发明做一详细说明,但显而易见,本领域的技术人员可以进行各种改变和改进,而不背离所附权利要求书所限定的本发明的范围。
Claims (3)
1.一种稀土橡胶,其特征在于,由按重量百分数计的以下原料制备而成:
纳米粘土天然橡胶30%
氢化松香38%
顺丁橡胶20%
丁苯橡胶10%
稀土2%;
其中,所述纳米粘土天然橡胶由按重量百分数计的以下原料制备而成:
纳米粘土50%
天然橡胶40%
基础油8%
扩散剂2%;
其中,在制作纳米粘土天然橡胶的时候,先把纳米粘土和基础油塑解天然橡胶再加扩散剂渗透溶解堆积在150度左右的温度中,堆积5~7天后可制成的一种松散微珠状球形材料,即为纳米粘土天然橡胶;
在制作稀土橡胶时,先把纳米粘土天然橡胶在60~80摄氏度的温度中堆积5~7天;然后再把纳米粘土天然橡胶与氢化松香、顺丁橡胶、丁苯橡胶和稀土按照上述比例在100~120摄氏度的温度中混炼30分钟到45分钟;混炼之后挤压均匀混合出料冷却到40~50摄氏度即可。
2.根据权利要求1所述的一种稀土橡胶,其特征在于,所述基础油为石油。
3.根据权利要求1所述的一种稀土橡胶,其特征在于,所述扩散剂为脂肪酸。
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