一种耐老化橡胶的制备方法技术

本发明专利技术属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种耐老化橡胶的制备方法。本发明专利技术通过高温煅烧使蓝晶石一次性膨胀，且不恢复，再使用蛭石填充至其形成的空隙内部，再利用柠檬酸铵及丁酸在氧化锆的催化作用下，形成酰胺基团，增加了颗粒与橡胶的相容性能，同时增加了氧化锆，利用氧化锆受热产生等离子体的性能，破坏橡胶在链引发阶段的过程，移至老化，同时利用混合颗粒的吸附性能及表面接枝性能，与产生的自由基团极性结合，阻断老化过程中的链转移过程，最后通过硅烷偶联剂的改性，增加与橡胶的结合能力，同时利用聚丙烯酰胺提供酰胺基团增加抗老化性能，同时利用纳米氧化铝处理臭氧，进一步降低抗老化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化橡胶的制备方法
本专利技术属于橡胶材料
，具体涉及一种耐老化橡胶的制备方法。
技术介绍
橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。橡胶材料是一种在大变形下能迅速恢复形变的高分子材料，它是国民经济的重要基础产业之一，为人们日常生活中不可或缺的日用、医用提供轻工橡胶产品；为采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件，应用十分广泛。近几十年来，橡胶材料及其制品得到蓬勃发展，它正迅速代替钢材、金属、水泥及木材、棉等天然聚合物被广泛应用于工业、农业、军事等国民经济的各个部门。近几年，随着国民经济的增长和电缆工业的发展，我国电缆使用日益增多，电缆在使用过程中往往受到摩擦，这对保护电缆的橡胶材料提出了要求，传统的橡胶材料在长期贮存及使用过程中受到热能、机械能、光能和辐射能的作用，加上氧、臭氧、水分与变价金属、金属离子参与的化学反应，橡胶护套材料逐渐出现变软发粘、变硬变脆或龟裂的老化现象，使其物理机械性能变坏甚至失去其原有的性能导致电缆在使用过程出现故障。而且橡胶制品的老化是橡胶材料应用中十分突出的问题，尤其是在高温的环境下，橡胶材料更会加速老化，会引起电缆的安全隐患。橡胶老化的基本原理是热、氧、光和臭氧等老化因子的作用使橡胶产生交联或降解等化学反应，宏观则表现为物理性能，如力学性能的改变，最终使橡胶失去使用性能。橡胶老化中最普遍、最重要的是热氧老化，热氧老化是一种自由基链式自催化氧化反应，在此反应过程中，橡胶的微观结构会发生改变，其性能也会产生相应的变化。随着人们意识的增强，对所使用橡胶材料的安全环保要求越来越高，现有的橡胶材料难以达到要求，急需一种橡胶材料，具有优异的耐老化性能。目前国内通常使用的耐老化橡胶材料多是使用含铅的金属氧化物，或是采用有效硫化体系和过氧化物硫化体系替代传统硫化体系，生成稳定的-C-C-或-C-S-C-键，减少多硫键的形成：其中，几种常用交联键的稳定顺序：-C-C->-C-S-C-（单硫键）>-C-S-Sx-C-（多硫键，x≥1）以及采用抗氧剂、抗还原剂等提高抗老化性能，采用上述措施，含铅的金属氧化物虽然可以有较好的交联程度从而得到很好的耐热老化性能，然而铅类金属氧化物长期在热的环境中被挥发出来，也会严重危害人们的生命安全。因此，生产出一种耐老化性能好且无毒无害的橡胶迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前通常使用的耐老化橡胶材料中的添加剂多是使用含铅的金属氧化物，使用含铅的金属氧化物虽然可以有较好的交联程度从而得到很好的耐热老化性能，然而铅类金属氧化物长期在热的环境中被挥发出来，也会严重危害人们的生命安全的问题，本专利技术提供了一种耐老化橡胶的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种耐老化橡胶的制备方法，包括如下步骤：（1）取蛭石、十二烷基苯磺酸钠及水放入碾磨机中进行碾磨，过300目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与100目蓝晶石颗粒混合均匀，放入煅烧炉中进行煅烧，收集煅烧物；（2）将煅烧物、柠檬酸铵、氧化锆及丁酸溶液放入反应器中，使用混合气升压至1.2～1.6MPa，在130～160℃进行反应，冷却至室温，出料，收集出料物；（3）将出料物进行过滤，使用水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，对洗涤后的滤渣进行干燥，收集干燥物，粉碎，过筛，收集过筛颗粒；（4）按重量份数计，取50～55份天然橡胶、20～25份三元乙丙橡胶、18～22份甲基乙烯基硅橡胶、11～13份聚丙烯酰胺、10～15份过筛颗粒、4～8份纳米氧化铝、3～5份过氧化二异苯丙、2～5份硅烷偶联剂、1～3份促进剂及2～4份粘合剂；（5）首先将过筛颗粒、粘合剂及硅烷偶联剂混合均匀，收集混合物，将混合物、天然橡胶、三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚丙烯酰胺、纳米氧化铝、过氧化二异苯丙及促进剂在热辊上共混，得混合胶体，再放入平板硫化机中压片，收集压片物，得耐老化橡胶。所述步骤（1）中蛭石、十二烷基苯磺酸钠及水的质量比为9:1:3～5，过筛颗粒与100目蓝晶石颗粒的质量比为2:3。所述步骤（2）中煅烧物、柠檬酸铵、氧化锆及丁酸溶液的质量比为4～6:3:2:7～9。所述步骤（4）中硅烷偶联剂为KH-550、KH-560中的任意一种。所述步骤（4）中促进剂为三乙烯二胺、N，N-二甲基对甲基苯胺中的任意一种。所述步骤（4）中粘合剂为乙烯-醋酸乙烯酯树脂、聚二甲基硅氧烷中的任意一种。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术通过高温煅烧使蓝晶石一次性膨胀，且不恢复，再使用蛭石填充至其形成的空隙内部，再利用柠檬酸铵及丁酸在氧化锆的催化作用下，形成酰胺基团，增加了颗粒与橡胶的相容性能，同时增加了氧化锆，利用氧化锆受热产生等离子体的性能，破坏橡胶在链引发阶段的过程，移至老化，同时利用混合颗粒的吸附性能及表面接枝性能，与产生的自由基团极性结合，阻断老化过程中的链转移过程，最后通过硅烷偶联剂的改性，增加与橡胶的结合能力，同时利用聚丙烯酰胺提供酰胺基团增加抗老化性能，同时利用纳米氧化铝处理臭氧，进一步降低抗老化性能。具体实施方式混合气为氨气和氮气按摩尔比2:1混合而成。硅烷偶联剂的选择为KH-550、KH-560中的任意一种。促进剂的选择为三乙烯二胺、N，N-二甲基对甲基苯胺中的任意一种。粘合剂的选择为乙烯-醋酸乙烯酯树脂、聚二甲基硅氧烷中的任意一种一种耐老化橡胶的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为9:1:3～5，取蛭石、十二烷基苯磺酸钠及水放入碾磨机中以800r/min进行碾磨，过300目筛，收集过筛颗粒，按质量比为2:3，将过筛颗粒与100目蓝晶石颗粒混合均匀，放入煅烧炉中在1800～1900℃进行煅烧1～3h，收集煅烧物；（2）按质量比为4～6:3:2:7～9，将煅烧物、柠檬酸铵、氧化锆及2.0mol/L丁酸溶液放入反应器中，使用混合气升压至1.2～1.6MPa，在130～160℃进行反应6～8h，冷却至室温，出料，收集出料物；（3）将出料物进行过滤，使用水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，对洗涤后的滤渣进行干燥，收集干燥物，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；（4）按重量份数计，取50～55份天然橡胶、20～25份三元乙丙橡胶、18～22份甲基乙烯基硅橡胶、11～13份聚丙烯酰胺、10～15份过筛颗粒、4～8份纳米氧化铝、3～5份过氧化二异苯丙、2～5份硅烷偶联剂、1～3份促进剂及2～4份粘合剂；（5）首先将过筛颗粒、粘合剂及硅烷偶联剂混合均匀，收集混合物，将混合物、天然橡胶、三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚丙烯酰胺、纳米氧化铝、过氧化二异苯丙及促进剂在热辊上共混30～40min，辊温为100～105℃，得混合胶体，再放入平板硫化机中压片，设定温度为160～170℃，收集压片物，得耐老化橡胶。实例1硅烷偶联剂的选择为KH-560。促进剂的选择为N，N-二甲基对甲基苯胺。粘合剂的选择为聚二甲基硅氧烷。一种耐老化橡胶的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比为9:1:5，取蛭石、十二烷基苯磺酸钠及水放入碾磨机中以800r/min进行碾磨，过300目筛，收集过筛颗粒，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐老化橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）取蛭石、十二烷基苯磺酸钠及水放入碾磨机中进行碾磨，过300目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与100目蓝晶石颗粒混合均匀，放入煅烧炉中进行煅烧，收集煅烧物；（2）将煅烧物、柠檬酸铵、氧化锆及丁酸溶液放入反应器中，使用混合气升压至1.2～1.6MPa，在130～160℃进行反应，冷却至室温，出料，收集出料物；（3）将出料物进行过滤，使用水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，对洗涤后的滤渣进行干燥，收集干燥物，粉碎，过筛，收集过筛颗粒；（4）按重量份数计，取50～55份天然橡胶、20～25份三元乙丙橡胶、18～22份甲基乙烯基硅橡胶、11～13份聚丙烯酰胺、10～15份过筛颗粒、4～8份纳米氧化铝、3～5份过氧化二异苯丙、2～5份硅烷偶联剂、1～3份促进剂及2～4份粘合剂；（5）首先将过筛颗粒、粘合剂及硅烷偶联剂混合均匀，收集混合物，将混合物、天然橡胶、三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚丙烯酰胺、纳米氧化铝、过氧化二异苯丙及促进剂在热辊上共混，得混合胶体，再放入平板硫化机中压片，收集压片物，得耐老化橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种耐老化橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）取蛭石、十二烷基苯磺酸钠及水放入碾磨机中进行碾磨，过300目筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与100目蓝晶石颗粒混合均匀，放入煅烧炉中进行煅烧，收集煅烧物；（2）将煅烧物、柠檬酸铵、氧化锆及丁酸溶液放入反应器中，使用混合气升压至1.2～1.6MPa，在130～160℃进行反应，冷却至室温，出料，收集出料物；（3）将出料物进行过滤，使用水洗涤滤渣至洗涤液呈中性，对洗涤后的滤渣进行干燥，收集干燥物，粉碎，过筛，收集过筛颗粒；（4）按重量份数计，取50～55份天然橡胶、20～25份三元乙丙橡胶、18～22份甲基乙烯基硅橡胶、11～13份聚丙烯酰胺、10～15份过筛颗粒、4～8份纳米氧化铝、3～5份过氧化二异苯丙、2～5份硅烷偶联剂、1～3份促进剂及2～4份粘合剂；（5）首先将过筛颗粒、粘合剂及硅烷偶联剂混合均匀，收集混合物，将混合物、天然橡胶、三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根旺，刘芳，刘沁，
申请(专利权)人：雷春生，
类型：发明
国别省市：江苏,32