一种高弹性橡胶及其制备方法与流程

    技术2025-04-29  35


    本发明涉及特种橡胶的,尤其是涉及一种高弹性橡胶及其制备方法。


    背景技术:

    1、由于橡胶在常温下能具有良好的弹性,这是其他材料所不具备的,因此随着科技的发展,橡胶制品也逐渐被广泛应用与人们的日常生活当中,例如汽车轮胎、密封胶垫、球拍胶皮、胶鞋或胶手套等。弹性作为橡胶的特性之一,因此橡胶也经常被应用在一些具有弹性密封或伸缩回弹等要求的应用领域中,而在一些要求高缓冲的特殊应用领域中还会对橡胶的弹性有更进一步的要求,高弹性橡胶也随之被研发出来。

    2、一般的高弹性橡胶都会选用天然橡胶和弹性更好的顺丁橡胶复配作为基体材料,而为了能进一步提高橡胶的弹性,工作人员往往会在配方中增大顺丁橡胶在基料中的占比。但是当顺丁橡胶的占比过大时,不仅会直接影响弹性橡胶的加工性能,导致胶体黏着性差、结团性差,密炼时可能发生压散的问题,而且还会进一步使弹性橡胶制品的力学强度和韧性降低。传统的配方难以在满足橡胶成品在具有高弹性同时具有高强度的技术要求,因此通过在配方上的改善,使橡胶在具有高弹性的同时,进一步改善其加工性能和力学强度具有重大意义。


    技术实现思路

    1、为了进一步提高高弹性橡胶的加工性能和力学强度,改善弹性橡胶的综合性能,本技术提供一种高弹性橡胶及其制备方法。

    2、第一方面,本技术提供的一种高弹性橡胶及其制备方法采用如下的技术方案:

    3、一种高弹性橡胶及其制备方法,包括以下重量份原料:

    4、天然橡胶:15-30份;

    5、顺丁橡胶:45-50份;

    6、溶聚丁苯橡胶:25-35份;

    7、热塑性淀粉颗粒:5-10份;

    8、淀粉包覆改性白炭黑:35-40份;

    9、硬脂酸:2-3份;

    10、氧化锌:3-5份;

    11、增塑剂:10-12份;

    12、硫化促进剂:2.8-3.2份;

    13、硫磺:0.2-0.5份;

    14、过氧化二异丙苯:0.8-1.2份;

    15、炭黑:3-5份;

    16、硅烷偶联剂si75:4-6份;

    17、防老剂:2.8-3.6份。

    18、通过采用上述技术方案,通过在以顺丁橡胶为主、天然橡胶和丁苯橡胶为辅的橡胶体系中,加入热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑,有利于在保持硫化胶具有高回弹性的同时,大大提高硫化胶的拉伸强度和防老化性能,使硫化胶的力学性能更好。另外配合增塑剂,热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑还能有效改善混炼胶的门尼粘度,克服了顺丁橡胶黏着性差、结团性差、加工性能低的缺点,有利于使混炼胶在混炼过程中充分粘辊,改善混炼胶的加工性能。

    19、可选的,所述热塑性淀粉颗粒的制备方法包括以下步骤:

    20、将玉米淀粉和水按照1:(1-1.5)的重量比搅拌混合,然后加入包括由甲酰胺、山梨醇以及尿素混合而成的复合增塑剂,其中,所述玉米淀粉与所述复合增塑剂的混合重量比为1:(0.2-0.25),保持常温并以2500-3000r/min的转速充分搅拌,然后静置24-48h,再通过加热熔融挤出后冷却造粒并充分粉碎研磨,得到热塑性淀粉颗粒。

    21、通过采用上述技术方案,利用甲酰胺、山梨醇以及尿素混合制成的复合增塑剂对玉米淀粉进行改性,能将玉米淀粉改性成一种热塑性淀粉,从而能有效提高改性淀粉颗粒的熔点以及赋予了一定的热塑性,不仅有利于使热塑性淀粉颗粒能适用于以顺丁橡胶为主的硫化橡胶体系中,而且还能作为补强填料,提高硫化胶的力学强度。

    22、可选的,所述复合增塑剂中,所述甲酰胺、所述山梨醇以及所述尿素的混合重量比为1:(1-1.2):(0.8-1.2)。

    23、通过采用上述技术方案,当甲酰胺、山梨醇以及尿素的混合重量比为1:(1-1.2):(0.8-1.2)的范围内时,复合增塑剂能充分对玉米淀粉进行增塑改性,从而有利于得到能适用于橡胶体系中的热塑性淀粉颗粒。

    24、可选的,所述淀粉包覆改性白炭黑的制备方法包括以下步骤:

    25、先将玉米淀粉和水按照1:(8-10)的重量比充分搅拌的混合,并升温至62-65℃并持续搅拌2-3h,形成糊状后加入气相白炭黑,其中,所述白炭黑和所述玉米淀粉的混合重量比为1:(0.15-0.2),加热至84-86℃并继续搅拌1-2h,然后烘干水分并进行充分破碎,得到淀粉包覆改性白炭黑。

    26、通过采用上述技术方案,利用玉米淀粉对气相白炭黑的表面进行包覆改性,淀粉表面的羟基和醛基能与白炭黑表面的硅烷基发生反应交联,并在白炭黑表面形成一层淀粉基的覆盖层,不仅有利于提高白炭黑的整体热阻,提高硫化胶的热稳定性,而且淀粉能改善白炭黑在非极性橡胶体系中的相容性,使其在混炼胶中能均匀分布并与橡胶体系充分结合,有利于进一步提高硫化胶的力学强度。

    27、可选的,所述增塑剂包括古马隆树脂、氢化石油、氢化松香、芳烃油以及妥尔油中的至少两种混合复配。

    28、通过采用上述技术方案,添加古马隆树脂、氢化石油、氢化松香、芳烃油以及妥尔油等增塑剂,不仅能改善混炼胶的整体粘度,使混炼胶更容易加工和成型,而且增塑剂还能适量调节硫化胶的整体硬度,使硫化胶的高弹性充分表征。

    29、可选的,所述增塑剂为所述古马隆树脂、所述氢化松香以及所述妥尔油三种混合复配,且所述古马隆树脂、所述氢化松香以及所述妥尔油的混合重量比为1:(0.9-1.2):(0.2-0.5)。

    30、通过采用上述技术方案,当增塑剂选用古马隆树脂、氢化松香以及妥尔油三种混合复配时,所制得硫化胶具有良好的回弹性和加工性能,同时也具有一定的力学强度,有利于提高硫化胶的综合性能。

    31、可选的,所述硫化促进剂包括由n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和n,n’-二硫代己内酰胺两种混合复配,且所述n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和所述n,n’-二硫代己内酰胺的混合重量比为1:(0.4-0.6)。

    32、通过采用上述技术方案,n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺与n,n’-二硫代己内酰胺混合复配使用,能有效提高本技术中以顺丁橡胶为主、天然橡胶和丁苯橡胶为辅的橡胶体系的硫化效率,并有利于改善硫化胶的力学性能和耐热老化性能。

    33、可选的,所述防老剂包括防老剂ble和防老剂4020中的一种或两种复配混合。

    34、通过采用上述技术方案,防老剂ble和防老剂4020均能适用于以顺丁橡胶为主的橡胶体系中,而且均具有一定的抗热、氧、臭氧以及屈挠等因素老化的作用,能有效提高硫化胶的耐热老化性能。

    35、可选的,所述防老剂为所述防老剂ble和所述防老剂4020两种混合复配,且所述防老剂rd和所述防老剂4020的混合重量比为1:(2-2.5)。

    36、通过采用上述技术方案,由于防老剂ble和防老剂4020两者的主要作用效果和作用机理并不相同,所以当防老剂ble和防老剂4020相互混合复配时,防老剂ble和防老剂4020之间能产生一定的协同作用,不仅有利于进一步提高硫化胶的抗热、氧、臭氧以及屈挠等老化性能,而且有利于防止硫化胶的疲劳降解,并提供更好的抗老化保护。

    37、第二方面,本技术提供的一种高弹性橡胶的制备方法采用如下的技术方案:

    38、一种高弹性橡胶的制备方法,包括以下步骤:

    39、s1、先将所述溶聚丁苯橡胶单独放置于86-92℃下密炼2-3min,然后投入所述热塑性淀粉颗粒和所述淀粉包覆改性白炭黑,继续密炼2-3min后排胶,得到第一胶料;

    40、s2、将所述天然橡胶和所述顺丁橡胶放置于138-145℃下进行密炼2-3min,然后加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述硅烷偶联剂si75、所述炭黑和50%计量份的所述第一胶料,继续密炼2-3min,然后再次加入所述增塑剂、所述抗老剂以及剩余的所述第一胶料,继续密炼2-3min,得到第二胶料;

    41、s3、将所述第二胶料加热至150-160℃,并同时加入所述硫化促进剂、所述硫磺和所述过氧化二异丙苯,继续混炼15-20min,排胶后压片冷却,即得到一种高弹性橡胶。

    42、通过采用上述技术方案,采用分批混炼的方式进行混炼,有利于使橡胶和各助剂充分混合。而先将热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑与溶聚丁苯橡胶混合,能通过溶聚丁苯橡胶将两种极性填料充分混合包覆,从而在第二次密炼时能充分与非极性的天然橡胶和顺丁橡胶充分混合分散,有利于提高热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑在本技术橡胶体系中的分散性,充分起到补强作用。其次,制备方法简单方便,有利于后续大批量生产。

    43、综上所述,本技术技术方案中至少具备以下任意一项有益效果:

    44、1、通过在以顺丁橡胶为主、天然橡胶和丁苯橡胶为辅的橡胶体系中,加入热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑,有利于在保持硫化胶具有高回弹性的同时,大大提高硫化胶的拉伸强度和防老化性能,使硫化胶的力学性能更好。

    45、2、通过热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑与增塑剂之间相互配合,能有效克服顺丁橡胶黏着性差、结团性差、加工性能低的缺点,有利于改善混炼胶的门尼粘度,使混炼胶在混炼过程中充分粘辊,提高混炼胶的加工性能。


    技术特征:

    1.一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于,包括以下重量份原料:

    2.根据权利要求1所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述热塑性淀粉颗粒的制备方法包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述复合增塑剂中,所述甲酰胺、所述山梨醇以及所述尿素的混合重量比为1:(1-1.2):(0.8-1.2)。

    4.根据权利要求1所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述淀粉包覆改性白炭黑的制备方法包括以下步骤:

    5.根据权利要求1所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述增塑剂包括古马隆树脂、氢化石油、氢化松香、芳烃油以及妥尔油中的至少两种混合复配。

    6.根据权利要求5所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述增塑剂为所述古马隆树脂、所述氢化松香以及所述妥尔油三种混合复配,且所述古马隆树脂、所述氢化松香以及所述妥尔油的混合重量比为1:(0.9-1.2):(0.2-0.5)。

    7.根据权利要求1所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述硫化促进剂包括由n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和n,n’-二硫代己内酰胺两种混合复配,且所述n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和所述n,n’-二硫代己内酰胺的混合重量比为1:(0.4-0.6)。

    8.根据权利要求1所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述防老剂包括防老剂ble和防老剂4020中的一种或两种复配混合。

    9.根据权利要求8所述的一种高弹性橡胶及其制备方法,其特征在于:所述防老剂为所述防老剂ble和所述防老剂4020两种混合复配,且所述防老剂rd和所述防老剂4020的混合重量比为1:(2-2.5)。

    10.权利要求1-9任意一项所述的一种高弹性橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种高弹性橡胶及其制备方法,涉及到橡胶制品的技术领域。一种高弹性橡胶,其原料包括15‑30份天然橡胶、45‑50份顺丁橡胶、25‑35份溶聚丁苯橡胶、5‑10份热塑性淀粉颗粒、35‑40份淀粉包覆改性白炭黑、10‑12份增塑剂以及其他橡胶硫化助剂。通过在以顺丁橡胶为主、天然橡胶和溶聚丁苯橡胶为辅的橡胶体系中,加入热塑性淀粉颗粒和淀粉包覆改性白炭黑,有利于在保持该体系的硫化胶具有高回弹性的同时,大大提高硫化胶的拉伸强度和防老化性能,使该体系的硫化胶具备更好的综合性能。

    技术研发人员:唐志明,梁常贵
    受保护的技术使用者:佛山市大唐新新橡塑有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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