CN110982137A - 一种橡胶组合物及橡胶材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种橡胶组合物，其原料组分按重量份比包括：主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50‑100份、二儿茶酚硼酸酯1‑5份、氯磺化聚烯烃10‑50份、二硫化四甲基秋兰姆5‑10份、不饱和二羧酸单酯2‑8份、酚醛树脂2‑5份、固化剂0.1‑0.5份、次磺酰胺0.5‑1.5份，辅剂：二氧化硅1‑5份、硫磺1.5‑7.5份、二乙二醇5‑10份、锌化合物2‑8份、新癸酸硼酸钴1‑5份、蒙脱土10‑15份、硫化剂2‑6份，本发明涉及橡胶技术领域。该橡胶组合物及橡胶材料制备方法，解决了传统的橡胶材料在使用时往往只是具有缓冲作用，当普通橡胶材料在户外长期使用后，会因为自身老化加速，导致橡胶的弹性降低，表面开裂，不利于橡胶材料在户外长期保持弹性，不利于橡胶材料长期保持优良缓冲性能的问题。

Description

一种橡胶组合物及橡胶材料制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，具体为一种橡胶组合物及橡胶材料制备方法。
背景技术
橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。是高弹性的高分子化合物。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。
传统的橡胶材料在使用时往往只是具有缓冲作用，当普通橡胶材料在户外长期使用后，会因为自身老化加速，导致橡胶的弹性降低，表面开裂，不利于橡胶材料在户外长期保持弹性，不利于橡胶材料长期保持优良的缓冲性能，因此急需一种橡胶组合物和橡胶材料制备方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种橡胶组合物及橡胶材料制备方法，解决了传统的橡胶材料在使用时往往只是具有缓冲作用，当普通橡胶材料在户外长期使用后，会因为自身老化加速，导致橡胶的弹性降低，表面开裂，不利于橡胶材料在户外长期保持弹性，不利于橡胶材料长期保持优良缓冲性能的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种橡胶组合物，其原料组分按重量份比包括：
主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50-100份、二儿茶酚硼酸酯1-5份、氯磺化聚烯烃10-50份、二硫化四甲基秋兰姆5-10份、不饱和二羧酸单酯2-8份、酚醛树脂2-5份、固化剂0.1-0.5份、次磺酰胺0.5-1.5份。
辅剂：二氧化硅1-5份、硫磺1.5-7.5份、二乙二醇5-10份、锌化合物2-8份、新癸酸硼酸钴1-5份、蒙脱土10-15份、阳离子表面活性剂20-25份、硫化剂2-6份。
优选的，所述主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50份、二儿茶酚硼酸酯1份、氯磺化聚烯烃10份、二硫化四甲基秋兰姆5份、不饱和二羧酸单酯2份、酚醛树脂2份、固化剂0.1份、次磺酰胺0.5份。
辅剂：二氧化硅1份、硫磺1.5份、二乙二醇5份、锌化合物2份、新癸酸硼酸钴1份、蒙脱土10份、阳离子表面活性剂20份、硫化剂2份。
优选的，所述主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶75份、二儿茶酚硼酸酯3
份、氯磺化聚烯烃30份、二硫化四甲基秋兰姆7份、不饱和二羧酸单酯5份、酚醛树脂4份、固化剂0.3份、次磺酰胺1.0份。
辅剂：二氧化硅3份、硫磺5份、二乙二醇8份、锌化合物5份、新癸酸硼酸钴3份、蒙脱土12份、阳离子表面活性剂22份、硫化剂4份。
优选的，所述主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶100份、二儿茶酚硼酸酯5份、氯磺化聚烯烃50份、二硫化四甲基秋兰姆10份、不饱和二羧酸单酯8份、酚醛树脂5份、固化剂0.1-0.5份、次磺酰胺1.5份。
辅剂：二氧化硅5份、硫磺7.5份、二乙二醇10份、锌化合物8份、新癸酸硼酸钴5份、蒙脱土15份、阳离子表面活性剂25份、硫化剂6份。
本发明还公开了一种橡胶材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：准备橡胶材料：准备用于生产的橡胶材料逐个清洗、消毒和称量；
步骤2：混合橡胶材料中的主剂：将橡胶材料主剂中的聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶、二儿茶酚硼酸酯、氯磺化聚烯烃、二硫化四甲基秋兰姆、不饱和二羧酸单酯、酚醛树脂倾倒进入第一反应釜中，加热至150-250℃，搅拌第一反应釜中的主剂，待主剂全部成熔融状态后，再逐个添加固化剂和次磺酰胺，再搅拌0.5-1小时后，静置全部材料，并且保持温度200℃；
步骤3：混合橡胶材料中的辅剂：将第二反应釜预热至300℃，将橡胶材料辅剂中的二氧化硅、硫磺、二乙二醇、锌化合物、新癸酸硼酸钴添加进入第二反应釜中，然后加入蒙脱土、阳离子表面活性剂、硫化剂；
步骤4：全面混合主剂和辅剂：全部辅剂添加完毕后，保持辅剂在高温状态，然后将一直保温的主剂倾倒进入第二反应釜中；
步骤5：橡胶生产后续操作：所述橡胶预混胶塑炼后，与所述硫化剂、所述助交联剂混炼、排胶、出片、冷却至室温即可
优选的，所述步骤1中，准备橡胶材料时在标准的常温常压下准备。
优选的，所述步骤2和步骤3中，第一反应釜和第二反应釜的材质均为不锈钢。
优选的，所述步骤2中和步骤3中，搅拌器为刮板式搅拌器。
(三)有益效果
本发明提供了一种橡胶组合物及橡胶材料制备方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
(1)、该橡胶组合物及橡胶材料制备方法，通过在主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50-100份、二儿茶酚硼酸酯1-5份、氯磺化聚烯烃10-50份、二硫化四甲基秋兰姆5-10份、不饱和二羧酸单酯2-8份、酚醛树脂2-5份、固化剂0.1-0.5份、次磺酰胺0.5-1.5份，通过选择酚醛树脂作为橡胶生产过程中的填料，由于酚醛树脂化学性能稳定、耐热、耐光，由酚醛树脂组成的橡胶，活性较高，其产品性能具有强烈的憎水性，通过锌化合物的设置，能够使得橡胶材料长期保持稳定的缓冲性能，解决了传统的橡胶材料在使用时往往只是具有缓冲作用，当普通橡胶材料在户外长期使用后，会因为自身老化加速，导致橡胶的弹性降低，表面开裂，不利于橡胶材料在户外长期保持弹性，不利于橡胶材料长期保持优良缓冲性能的问题。
(2)、该橡胶组合物及橡胶材料制备方法，通过辅剂：二氧化硅1-5份、硫磺1.5-7.5份、二乙二醇5-10份、锌化合物2-8份、新癸酸硼酸钴1-5份、蒙脱土10-15份、阳离子表面活性剂20-25份、硫化剂2-6份，通过二氧化硅、阳离子表面活性剂和新癸酸硼酸钴的联合设置，使得橡胶组合物的的硬度和刚度都大大提升，有效的提升了橡胶材料的使用效果，并且降低了橡胶的龟裂程度。
(3)、该橡胶组合物及橡胶材料制备方法，通过步骤1：准备橡胶材料：准备用于生产的橡胶材料逐个清洗、消毒和称量；步骤2：混合橡胶材料中的主剂：将橡胶材料主剂中的聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶、二儿茶酚硼酸酯、氯磺化聚烯烃、二硫化四甲基秋兰姆、不饱和二羧酸单酯、酚醛树脂倾倒进入第一反应釜中，加热至150-250℃，搅拌第一反应釜中的主剂，待主剂全部成熔融状态后，再逐个添加固化剂和次磺酰胺，再搅拌0.5-1小时后，静置全部材料，并且保持温度200℃；步骤3：混合橡胶材料中的辅剂：将第二反应釜预热至300℃，将橡胶材料辅剂中的二氧化硅、硫磺、二乙二醇、锌化合物、新癸酸硼酸钴添加进入第二反应釜中，然后加入蒙脱土、阳离子表面活性剂、硫化剂；步骤4：全面混合主剂和辅剂：全部辅剂添加完毕后，保持辅剂在高温状态，然后将一直保温的主剂倾倒进入第二反应釜中，通过制备方法步骤2，使得橡胶材料在制备过程中始终保持高温，有效的避免了橡胶冷却后再加热的过程导致的橡胶内部分子结构受损，并且通过步骤4中的高温熔融状态全面混合，进一步保证橡胶材料的主剂和辅剂和全部均匀混合在一起，避免了因为混合不均匀导致的橡胶材料性能不稳定，提高了橡胶材料的使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供三种技术方案：一种橡胶材料制备方法，具体包括以下实施例：
实施例1
步骤1：准备橡胶材料：准备用于生产的橡胶材料逐个清洗、消毒和称量；
步骤2：混合橡胶材料中的主剂：将橡胶材料主剂中的聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50份、二儿茶酚硼酸酯1份、氯磺化聚烯烃10份、二硫化四甲基秋兰姆5份、不饱和二羧酸单酯2份、酚醛树脂2份倾倒进入第一反应釜中，加热至150℃，搅拌第一反应釜中的主剂，待主剂全部成熔融状态后，再逐个添加固化剂0.1份、次磺酰胺0.5份，再搅拌0.5小时后，静置全部材料，并且保持温度200℃；
步骤3：混合橡胶材料中的辅剂：将第二反应釜预热至300℃，将橡胶材料辅剂中的二氧化硅1份、硫磺1.5份、二乙二醇5份、锌化合物2份、新癸酸硼酸钴1份添加进入第二反应釜中，然后加入蒙脱土10份、阳离子表面活性剂20份、硫化剂2份；
步骤4：全面混合主剂和辅剂：全部辅剂添加完毕后，保持辅剂在高温状态，然后将一直保温的主剂倾倒进入第二反应釜中；
步骤5：橡胶生产后续操作：所述橡胶预混胶塑炼后，与所述硫化剂、所述助交联剂混炼、排胶、出片、冷却至室温即可。
实施例2
步骤1：准备橡胶材料：准备用于生产的橡胶材料逐个清洗、消毒和称量；
步骤2：混合橡胶材料中的主剂：将橡胶材料主剂中的聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶75份、二儿茶酚硼酸酯3份、氯磺化聚烯烃30份、二硫化四甲基秋兰姆7份、不饱和二羧酸单酯5份、酚醛树脂4份倾倒进入第一反应釜中，加热至200℃，搅拌第一反应釜中的主剂，待主剂全部成熔融状态后，再逐个添加固化剂0.3份、次磺酰胺1.0份，再搅拌0.8小时后，静置全部材料，并且保持温度200℃；
步骤3：混合橡胶材料中的辅剂：将第二反应釜预热至300℃，将橡胶材料辅剂中的二氧化硅3份、硫磺5份、二乙二醇8份、锌化合物5份、新癸酸硼酸钴3份添加进入第二反应釜中，然后加入蒙脱土12份、阳离子表面活性剂22份、硫化剂4份；
步骤4：全面混合主剂和辅剂：全部辅剂添加完毕后，保持辅剂在高温状态，然后将一直保温的主剂倾倒进入第二反应釜中；
步骤5：橡胶生产后续操作：所述橡胶预混胶塑炼后，与所述硫化剂、所述助交联剂混炼、排胶、出片、冷却至室温即可。
实施例3
步骤1：准备橡胶材料：准备用于生产的橡胶材料逐个清洗、消毒和称量；
步骤2：混合橡胶材料中的主剂：将橡胶材料主剂中的聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶100份、二儿茶酚硼酸酯5份、氯磺化聚烯烃50份、二硫化四甲基秋兰姆10份、不饱和二羧酸单酯8份、酚醛树脂5份倾倒进入第一反应釜中，加热至250℃，搅拌第一反应釜中的主剂，待主剂全部成熔融状态后，再逐个添加固化剂0.1-0.5份、次磺酰胺1.5份，再搅拌1小时后，静置全部材料，并且保持温度200℃；
步骤3：混合橡胶材料中的辅剂：将第二反应釜预热至300℃，将橡胶材料辅剂中的二氧化硅5份、硫磺7.5份、二乙二醇10份、锌化合物8份、新癸酸硼酸钴5份添加进入第二反应釜中，然后加入蒙脱土15份、阳离子表面活性剂25份、硫化剂6份；
步骤4：全面混合主剂和辅剂：全部辅剂添加完毕后，保持辅剂在高温状态，然后将一直保温的主剂倾倒进入第二反应釜中；
步骤5：橡胶生产后续操作：所述橡胶预混胶塑炼后，与所述硫化剂、所述助交联剂混炼、排胶、出片、冷却至室温即可。
标准的常温常压下进行橡胶材料的准备工作可以有效的避免因为过高或过低气压和温度导致的橡胶材料物理化学性能变化，第一反应釜和第二反应釜材料为不锈钢可以避免设备生锈，导致生产过程中的浪费，搅拌器设置为刮板式搅拌器可以使得搅拌更加彻底。
对比实验
现有生产厂家根据权利要求，可以制造出三种不同的橡胶材料，对三种不同的橡胶材料进行洁净化处理后，将三种不同材料与普通混合制作方法制作的橡胶进行对比实验，由表1可知，经过实验室测试三个实施例中橡胶的硬化程度和橡胶龟裂程度和明显比对比例要强。由表1可知，经过实验室测试可知橡胶硬化程度最大为16％，比对比例少了36％，经过实验室测试可知橡胶龟裂程度最大为14％，比对比例小了8％，由此可见，新方法制作的橡胶硬化程度和橡胶龟裂程度明显好于对比例。
表1：橡胶硬化程度和橡胶龟裂程度与对比例对比表
Figure BDA0002303865660000091
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种橡胶组合物，其特征在于：其原料组分按重量份比包括：
主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50-100份、二儿茶酚硼酸酯1-5份、氯磺化聚烯烃10-50份、二硫化四甲基秋兰姆5-10份、不饱和二羧酸单酯2-8份、酚醛树脂2-5份、固化剂0.1-0.5份、次磺酰胺0.5-1.5份。
辅剂：二氧化硅1-5份、硫磺1.5-7.5份、二乙二醇5-10份、锌化合物2-8份、新癸酸硼酸钴1-5份、蒙脱土10-15份、阳离子表面活性剂20-25份、硫化剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于：其原料组分按重量份比包括：
主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶50份、二儿茶酚硼酸酯1份、氯磺化聚烯烃10份、二硫化四甲基秋兰姆5份、不饱和二羧酸单酯2份、酚醛树脂2份、固化剂0.1份、次磺酰胺0.5份。
辅剂：二氧化硅1份、硫磺1.5份、二乙二醇5份、锌化合物2份、新癸酸硼酸钴1份、蒙脱土10份、阳离子表面活性剂20份、硫化剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于：其原料组分按重量份比包括：
主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶75份、二儿茶酚硼酸酯3份、氯磺化聚烯烃30份、二硫化四甲基秋兰姆7份、不饱和二羧酸单酯5份、酚醛树脂4份、固化剂0.3份、次磺酰胺1.0份。
辅剂：二氧化硅3份、硫磺5份、二乙二醇8份、锌化合物5份、新癸酸硼酸钴3份、蒙脱土12份、阳离子表面活性剂22份、硫化剂4份。
4.根据权利要求1所述的一种橡胶组合物，其特征在于：其原料组分按重量份比包括：
主剂：聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶100份、二儿茶酚硼酸酯5份、氯磺化聚烯烃50份、二硫化四甲基秋兰姆10份、不饱和二羧酸单酯8份、酚醛树脂5份、固化剂0.1-0.5份、次磺酰胺1.5份。
辅剂：二氧化硅5份、硫磺7.5份、二乙二醇10份、锌化合物8份、新癸酸硼酸钴5份、蒙脱土15份、阳离子表面活性剂25份、硫化剂6份。
5.一种橡胶材料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：准备橡胶材料：准备用于生产的橡胶材料逐个清洗、消毒和称量；
步骤2：混合橡胶材料中的主剂：将橡胶材料主剂中的聚合聚苯乙烯丁二烯橡胶、二儿茶酚硼酸酯、氯磺化聚烯烃、二硫化四甲基秋兰姆、不饱和二羧酸单酯、酚醛树脂倾倒进入第一反应釜中，加热至150-250℃，搅拌第一反应釜中的主剂，待主剂全部成熔融状态后，再逐个添加固化剂和次磺酰胺，再搅拌0.5-1小时后，静置全部材料，并且保持温度200℃；
步骤3：混合橡胶材料中的辅剂：将第二反应釜预热至300℃，将橡胶材料辅剂中的二氧化硅、硫磺、二乙二醇、锌化合物、新癸酸硼酸钴添加进入第二反应釜中，然后加入蒙脱土、阳离子表面活性剂、硫化剂；
步骤4：全面混合主剂和辅剂：全部辅剂添加完毕后，保持辅剂在高温状态，然后将一直保温的主剂倾倒进入第二反应釜中；
步骤5：橡胶生产后续操作：所述橡胶预混胶塑炼后，与所述硫化剂、所述助交联剂混炼、排胶、出片、冷却至室温即可。
6.根据权利要求5所述的一种橡胶材料制备方法，其特征在于：所述步骤1中，准备橡胶材料时在标准的常温常压下准备。
7.根据权利要求5所述的一种橡胶材料制备方法，其特征在于：所述步骤2和步骤3中，第一反应釜和第二反应釜的材质均为不锈钢。
8.根据权利要求5所述的一种橡胶材料制备方法，其特征在于：所述步骤2中和步骤3中，搅拌器为刮板式搅拌器。
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