一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法及其应用，该方法采用将炭黑、滑石粉、玻璃纤维球磨；将乙基纤维素、环氧硬脂酸丁酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入石蜡油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将邻苯二甲酸二异癸酯、三烯丙基异氰脲酸酯加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入2‑巯基苯并咪唑经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性强、硬度和拉伸强度高，在机械设备内衬件上具有良好的应用前景。

Preparation and application of a high abrasion resistant rubber composite material

The invention discloses a preparation method and application of a high wear-resistant rubber composite material, in which carbon black, talc powder and glass fiber are milled by ball milling, ethyl cellulose and butyl epoxy stearate are immersed in acid solution by ultrasonic treatment and separated to obtain centrifugal sediments, which are washed and transferred to a high-pressure stirred reactor and added. High pressure stirring reactant was obtained by adding paraffin oil into the stirring reaction. Diisodecyl phthalate and Triallyl isocyanurate were added to distilled water and stirred evenly to form the mixture. Then the mixture was heated up and added with 2 MERCAPTOBENZIMIDAZOLE by static heat preservation treatment to obtain the heat preservation treatment mixture. The blended rubber was blended with SBR and MVR, vulcanized and dried to obtain the finished rubber composite. The prepared rubber composite material has high wear resistance, hardness and tensile strength, and has a good application prospect in the lining of mechanical equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及橡胶材料
，具体涉及一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
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。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。橡胶按性能和用途又可分为通用橡胶和特种橡胶。通用型橡胶的综合性能较好，应用广泛。主要有：天然橡胶：从三叶橡胶树的乳胶制得，基本化学成分为顺-聚异戊二烯，弹性好，强度高，综合性能好。异戊橡胶：由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶。丁苯橡胶：由丁二烯和苯乙烯共聚制得，其综合性能和化学稳定性好。顺丁橡胶，由丁二烯聚合制得，与其他通用型橡胶比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。氯丁橡胶：由氯丁二烯聚合制得，具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧，但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。主要有：丁腈橡胶：丁二烯和丙烯腈共聚制得，耐油、耐老化性能好，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。硅橡胶：主链由硅氧原子交替组成，在硅原子上带有有机基团，耐高低温，耐臭氧，电绝缘性好。氟橡胶：分子结构中含有氟原子的合成橡胶，耐高温、耐油、耐化学腐蚀。聚硫橡胶：由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成，有优异的耐油和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多与丁腈橡胶并用。此外，还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。近年来橡胶工业的迅速发展对橡胶制品提出了更高的要求，橡胶材料必须向着精细化、功能化和多元化的方向发展，而传统的橡胶材料虽然具备某些方面的有点，但仍存在着诸多缺陷，已不能完全满足需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法及其应用，该方法采用将炭黑、滑石粉、玻璃纤维球磨；将乙基纤维素、环氧硬脂酸丁酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入石蜡油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将邻苯二甲酸二异癸酯、三烯丙基异氰脲酸酯加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入2-巯基苯并咪唑经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性强、硬度和拉伸强度高，在机械设备内衬件上具有良好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将炭黑6-8份、滑石粉3-5份、玻璃纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将乙基纤维素22-24份、环氧硬脂酸丁酯16-20份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入石蜡油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将邻苯二甲酸二异癸酯15-25份、三烯丙基异氰脲酸酯16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入2-巯基苯并咪唑6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与丁苯橡胶55-65份、甲基乙烯基硅橡胶50-60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，开炼机温度为50-60℃，混炼时间为18-20分钟，薄通2-3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，随后将硫化产物在120℃下鼓风干燥80-100分钟，经冷却至室温后，得到成品橡胶复合材料。进一步的，所述步骤（1）中球磨机的球料比为15:1，球磨机转速为200-220转/分钟，球磨时间为8-10小时。进一步的，所述步骤（2）中超声处理的频率为12-16kHz，超声处理的功率为180-200W，超声处理的时间为50-60分钟。进一步的，所述步骤（4）中的防老剂选自N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍中的任意一种。进一步的，所述步骤（4）中的硫化剂选自甲苯二异氰酸酯二聚体、四硫化二吗啡啉、双叔丁基过氧异丙基苯中的任意一种。进一步的，所述步骤（6）中平板硫化机的硫化温度为135-145℃，硫化压力为7-9MPa，硫化时间为35-45分钟。与此同时，本专利技术还公开了上述制备方法制得的高耐磨性橡胶复合材料在机械设备内衬件上的应用。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的高耐磨性橡胶复合材料的制备方法采用将炭黑、滑石粉、玻璃纤维球磨；将乙基纤维素、环氧硬脂酸丁酯浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入石蜡油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将邻苯二甲酸二异癸酯、三烯丙基异氰脲酸酯加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入2-巯基苯并咪唑经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐磨性强、硬度和拉伸强度高，在机械设备内衬件上具有良好的应用前景。（2）本专利技术采用了乙基纤维素、环氧硬脂酸丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、三烯丙基异氰脲酸酯等原料参与制备高耐磨性橡胶复合材料，对橡胶复合材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于橡胶复合材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的橡胶复合材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本专利技术的技术效果起到了决定性的作用。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）将炭黑6份、滑石粉3份、玻璃纤维3份投入行星式球磨机中进行球磨处理，球磨机的球料比为15:1，球磨机转速为200转/分钟，球磨时间为8小时，得到球磨粉末；（2）将乙基纤维素22份、环氧硬脂酸丁酯16份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，超声处理的频率为12kHz，超声处理的功率为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将炭黑6‑8份、滑石粉3‑5份、玻璃纤维3‑5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将乙基纤维素22‑24份、环氧硬脂酸丁酯16‑20份浸没于浓度为0.1 mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2‑4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入石蜡油5‑9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15 MPa、温度为150℃，在250‑260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将邻苯二甲酸二异癸酯15‑25份、三烯丙基异氰脲酸酯16‑18份加入到60‑80倍质量的蒸馏水中按照80‑100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80‑90℃，加入2‑巯基苯并咪唑6‑8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）‑（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80‑90℃，密炼塑化10‑15分钟，随后加入防老剂1‑3份、硫化剂1‑3份继续密炼塑化6‑8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与丁苯橡胶55‑65份、甲基乙烯基硅橡胶50‑60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3 mm，开炼机温度为50‑60℃，混炼时间为18‑20分钟，薄通2‑3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，随后将硫化产物在120℃下鼓风干燥80‑100分钟，经冷却至室温后，得到成品橡胶复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将炭黑6-8份、滑石粉3-5份、玻璃纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将乙基纤维素22-24份、环氧硬脂酸丁酯16-20份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入石蜡油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将邻苯二甲酸二异癸酯15-25份、三烯丙基异氰脲酸酯16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入2-巯基苯并咪唑6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与丁苯橡胶55-65份、甲基乙烯基硅橡胶50-60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，开炼机温度为50-60℃，混炼时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪明，
申请(专利权)人：苏州耐思特塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32