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一种多元复合耐磨橡胶的制备方法技术

技术编号:20349906 阅读:33 留言:0更新日期:2019-02-16 11:35
本发明专利技术公开了一种多元复合耐磨橡胶的制备方法,丁基橡胶、环己烷、液溴、氢氧化钠、溴化丁基橡胶BIIR、TPU‑Mg0/ZnO偶联复合填料、硬脂酸、促进剂DM、防老剂4020、炭黑、硫磺、钛酸酯偶联剂、MgO粉料和ZnO粉料作为主要原料,其所用原料按以下配比:溴化丁基橡胶BIIR、TPU‑Mg0/ZnO偶联复合填料质量比为10:1;溴化丁基橡胶BIIR、炭黑质量比为5:3;MgO粉料和ZnO粉料质量比为1:2;加入偶联改性的Mg0/ZnO,可以充当润滑颗粒的作用,阻碍炭黑‑炭黑网络的形成,减少因填料网络打破‑重组过程中能量的消耗,从而增加炭黑‑橡胶基体相互作用所占的比例,大幅降低橡胶材料的磨耗指数。

【技术实现步骤摘要】
一种多元复合耐磨橡胶的制备方法
本专利技术涉及一种多元复合耐磨橡胶制备方法,属于高分子材料领域。
技术介绍
橡胶磨耗是指橡胶制品或试样在使用时与其它物质发磨擦使其重量或尺寸发生改变的过程。磨耗性能是耐磨橡胶制品(轮胎、输送带、橡胶衬板、橡胶鞋靴大底等)的一项非常重要的使用指标,主要用来表征橡胶制品在抵抗摩擦力时因表面破坏导致材料损耗的能力。橡胶的磨耗过程相当复杂,其耐磨性不仅主要取决于橡胶的本身内部因素(如强度、弹性、疲劳、滞后、摩擦)等性能,还会受到来自外界环境压力、温度、介质和滑动速度等方面的影响,橡胶制品的使用时间长短与其耐磨耗性能有着紧密的联系,因此通过对橡胶进行改性,提高橡胶制品的耐磨性和延长其使用寿命,可节约能源、材料、降低生产成本能而带来可观的经济、社会效益,具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多元复合耐磨橡胶橡胶的制备方法,使用该专利技术制备的橡胶耐磨性大幅提高。一种多元复合耐磨橡胶的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1、将60份丁基橡胶加入到100份盛有环己烷溶剂的容器中,室温下搅拌使其充分溶解,形成溶胶;步骤2、在机械搅拌下保持恒温60℃,加入22份液溴和30份浓度33%氢氧化钠水溶液进行反应。反应结束后,用蒸馏水充分洗涤,经分离干燥,得产物溴化丁基橡胶BIIR;步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、10份TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;步骤4、混炼结束后,将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼,薄通5次,下片备用;步骤5、将上述所得混炼胶裁切为片状试样,试片的宽度方向与胶料的压延方向一致,体积稍大于模具的容积,设定硫化温度为170℃,硫化时间为Tc90;步骤6、待温度达到后将胶料放入模腔中,采用自动硫化模式,硫化机自动卸压排气5次,在平板硫化机中模压成厚度为2mm的硫化试样,得到耐磨复合橡胶。所述的TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料制备方法如下:步骤1、称取3g的钛酸酯偶联剂将其溶入30ml的蒸馏水中,将盛有钛酸酯偶联剂和水的烧杯置于超声波发生器中进行超声处理10min;步骤2、然后称取5gMgO粉料和10gZnO粉料加入烧杯中,继续超声处理30min,将其取出后在80℃反应温度下反应60min,反应结束后进行冷冻干燥处理12h,过筛后得偶联化MgO/ZnO;步骤3、将预先干燥的聚氨酯TPU和偶联化MgO/ZnO按50:1的质量比混合均匀后加入到HAAKE塑化仪中进行熔融塑化,塑化完成后即可得到母料,共混温度为180℃,共混时间为8min,转速为30r/min;步骤4、将上述所得母料破碎后和干燥好的聚氨酯TPU按质量比9:1混合均匀后在挤出机中熔融挤出,各段温度分别为170℃、185℃、190℃、185℃,螺杆转速为30r/min,将挤出物切割造粒后直接在注塑机中注塑,最终得到TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料。有益效果:本专利技术制备的多元复合耐磨橡胶加入了聚氨酯TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料,偶联改性Mg0的增强耐磨效果较为明显。这是因为纳米粒子的粒径小、比表面积大、表面能大,从而与基体之间的接触面积大、界面作用强,当材料受到外力作用时,纳米粒子不易与TPU基体脱离,从而吸收大量的能量,提高基体力学性能。但是,未改性的Mg0团聚现象较为明显,团聚现象有所减弱,能够在基体中均匀分散,与基体之间的粘结力增强,使得复合材料耐磨摩性能提高较为明显,一方面,复合填料替代了部分炭黑,使得炭黑网络密度降低;另一方面,加入偶联改性的Mg0/ZnO,可以充当润滑颗粒的作用,阻碍炭黑-炭黑网络的形成,减少因填料网络打破-重组过程中能量的消耗,从而增加炭黑-橡胶基体相互作用所占的比例,大幅降低橡胶材料的磨耗指数。具体实施方式实施例1一种多元复合耐磨橡胶的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1、将60份丁基橡胶加入到100份盛有环己烷溶剂的容器中,室温下搅拌使其充分溶解,形成溶胶;步骤2、在机械搅拌下保持恒温60℃,加入22份液溴和30份浓度33%氢氧化钠水溶液进行反应。反应结束后,用蒸馏水充分洗涤,经分离干燥,得产物溴化丁基橡胶BIIR;步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、10份TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;步骤4、混炼结束后,将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼,薄通5次,下片备用;步骤5、将上述所得混炼胶裁切为片状试样,试片的宽度方向与胶料的压延方向一致,体积稍大于模具的容积,设定硫化温度为170℃,硫化时间为Tc90;步骤6、待温度达到后将胶料放入模腔中,采用自动硫化模式,硫化机自动卸压排气5次,在平板硫化机中模压成厚度为2mm的硫化试样,得到耐磨复合橡胶。所述的TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料制备方法如下:步骤1、称取3g的钛酸酯偶联剂将其溶入30ml的蒸馏水中,将盛有钛酸酯偶联剂和水的烧杯置于超声波发生器中进行超声处理10min;步骤2、然后称取5gMgO粉料和10gZnO粉料加入烧杯中,继续超声处理30min,将其取出后在80℃反应温度下反应60min,反应结束后进行冷冻干燥处理12h,过筛后得偶联化MgO/ZnO;步骤3、将预先干燥的聚氨酯TPU和偶联化MgO/ZnO按50:1的质量比混合均匀后加入到HAAKE塑化仪中进行熔融塑化,塑化完成后即可得到母料,共混温度为180℃,共混时间为8min,转速为30r/min;步骤4、将上述所得母料破碎后和干燥好的聚氨酯TPU按质量比9:1混合均匀后在挤出机中熔融挤出,各段温度分别为170℃、185℃、190℃、185℃,螺杆转速为30r/min,将挤出物切割造粒后直接在注塑机中注塑,最终得到TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料。实施例2步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、8份TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;其余步骤同实施例1。实施例3步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、6份TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;其余步骤同实施例1。实施例4步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、4份TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;其余步骤同实施例1。实施例5步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多元复合耐磨橡胶的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1、将60份丁基橡胶加入到100份盛有环己烷溶剂的容器中,室温下搅拌使其充分溶解,形成溶胶;步骤2、在机械搅拌下保持恒温60℃,加入22份液溴和30份浓度33%氢氧化钠水溶液进行反应;反应结束后,用蒸馏水充分洗涤,经分离干燥,得产物溴化丁基橡胶BIIR;步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、10份TPU‑Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM 、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;步骤4、混炼结束后,将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼,薄通5次,下片备用;步骤5、将上述所得混炼胶裁切为片状试样,试片的宽度方向与胶料的压延方向一致,体积稍大于模具的容积,设定硫化温度为170℃,硫化时间为Tc90;步骤6、待温度达到后将胶料放入模腔中,采用自动硫化模式,硫化机自动卸压排气5次,在平板硫化机中模压成厚度为2mm的硫化试样,得到耐磨复合橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种多元复合耐磨橡胶的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1、将60份丁基橡胶加入到100份盛有环己烷溶剂的容器中,室温下搅拌使其充分溶解,形成溶胶;步骤2、在机械搅拌下保持恒温60℃,加入22份液溴和30份浓度33%氢氧化钠水溶液进行反应;反应结束后,用蒸馏水充分洗涤,经分离干燥,得产物溴化丁基橡胶BIIR;步骤3、设定转矩流变仪转速为60r/min,密炼室温度为60℃,待温度稳定后,依次加入100溴化丁基橡胶BIIR、10份TPU-Mg0/ZnO偶联复合填料、1份硬脂酸、0.6份促进剂DM、1份防老剂4020、60份炭黑、1份硫磺进行混炼,混炼时间为15min;步骤4、混炼结束后,将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼,薄通5次,下片备用;步骤5、将上述所得混炼胶裁切为片状试样,试片的宽度方向与胶料的压延方向一致,体积稍大于模具的容积,设定硫化温度为170℃,硫化时间为Tc90;步骤6、待温度达到后将胶料放入模腔中,采用自动硫化模式,硫化机自动卸压排气5次,在平板硫化机中模压成厚度为2mm的硫化试...

【专利技术属性】
技术研发人员:王迅刘威
申请(专利权)人:王迅
类型:发明
国别省市:安徽,34

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