本发明专利技术涉及橡胶制品技术领域，具体涉及一种高性能橡胶材料的制备工艺，所述橡胶组合物中包括如下组分：复合胶料、SBS弹性体、耐压填料、炭黑、防虫驱鼠添加物、硬脂酸、改性石墨烯粉、增强纤维添加物、硫化剂、促进剂、防老剂和硅烷偶联剂，该型橡胶材料的力学性能优异，弹性好、承压性能突出，耐腐蚀、抗老化，并且具有持久地防止生物破坏的性能。
【技术实现步骤摘要】
一种高性能橡胶材料的制备工艺
本专利技术涉及橡胶制品
，具体涉及一种高性能橡胶材料的制备工艺。
技术介绍
橡胶弹簧是橡胶减震块的统称，又被称为：橡胶堆，复合弹簧，橡胶弹簧，金属弹簧，复合螺旋弹簧，橡胶减震块等。橡胶弹簧是一种高分子弹性体，减振效果高，共振域小，使用寿命长，成本低，还有良好的耐寒性，优良的气密性，防水性、电绝缘性，是减振的最佳选择。在机械、交通、化工和建筑工程领域有着非常重要的应用。目前市场上的橡胶弹簧采用的主要是耐油橡胶和耐压橡胶等种类的特种橡胶，这些特种橡胶的耐压缓冲性能和耐腐蚀抗老化性能相对突出，但是由于橡胶材料的耐压性能主要由无机填料的性能决定；但是填料的用量过大又会损害橡胶材料的热稳定性和抗老化性能，因此需要对橡胶的配方进行精确控制，才能使得各项性能到达平衡。另外，由于橡胶弹簧是一类非常重要的结构件，因此要求其具有极高的耐久性；在使用过程中，除了材料自身的抗老化性能要求外，防止生物破坏的要求也非常高，如果橡胶材料被老鼠或其他动物撕咬损坏，则可能对整个桥梁工程的安全性产生危害，但是目前还没有一类橡胶材料具有持久地防生物破坏的性能。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高性能橡胶材料的制备工艺，该专利技术弹性好、承压性能突出，耐腐蚀、抗老化，并且具有持久地防止生物破坏的性能。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：步骤一、按照质量比，称取20g的80wt％的磷酸，加入到分散釜中，然后向分散釜内加入40g蒸馏水，11.2g拟薄水铝石，混合搅拌均匀，得到混合物A，将60g羟基四正丁胺水溶液加入到反应釜中，并向反应釜内加入3.1g纳米二氧化硅，搅拌均匀后，将混合物A加入到反应釜中，然后向反应釜内加入4.2g的二正丙胺、7.8g乙二醇和9.7g的Rh-Mo-S三元化合物，将反应釜密封，以195-205℃的温度晶化处理24-28h，晶化处理完成后将产物过滤，再用去离子水反复洗涤2-4次，至洗涤产物呈中性，然后将固形物以120-125℃的温度烘干，将100g烘干后的固形物和30g去离子水、13g腐殖酸充分混合均匀，继续以相同的温度再次烘干，烘干物送入到高温炉中进行焙烧，首先将烘干物以5℃/min的温度加热至450-500℃，进行第一阶段焙烧1.5-1.8h，然后将温度在30min内升高至600℃，继续第二阶段焙烧3h，将焙烧产物随炉冷却至室温，再将80g分子筛型载体加入1L的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.8-1.0mol/L的，以45-50℃的温度水浴加热并分散处理1-1.5h，然后将产生的乳白色浆液过滤、洗涤并干燥，干燥温度为100-115℃，得到混合物A；步骤二、按照质量比，将1-2g乙硫醇，3-6g二乙胺，6-9gβ-环柠檬醛，1-4g正丁硫醇和4-7g四氢噻吩加入到30-40g的甲醇中混合溶解，得到混合溶液B，按照1:3-4的质量比，将混合溶液B与混合物A进行混合，混合物以65-67℃的温度进行加热蒸发，待甲醇溶剂挥发完全后，将产物冷却至室温，并密封保存，得到防虫驱鼠添加物；步骤三、按照重量比2:3:1将石榴石纤维、水镁石纤维和岩棉纤维混合加入摩尔浓度为3mol/L的稀盐酸溶液对进行表面洗涤，酸洗后的混合纤维用去离子水反复冲洗至中性，然后将混合纤维烘干；按照体积比3:1四氯化钛和30％氢氟酸的分层浸渍液，然后将混合纤维加入到分层浸渍液中，间隔提拉完成混合纤维的表面微蚀，然后将混合纤维用去离子水和无水乙醇反复冲洗至溶液呈中性；向丙酮溶剂中加入2％的硅烷偶联剂，2％的次磷酸钠，3％石墨烯、5％乙二醇二缩水甘油醚和6％的环氧树脂，制成增强处理剂，将冲洗后的混合纤维加入到增强处理剂中，超声分散处理并浸渍1-2h，然后将混合纤维以3℃/min升温至80-90℃的温度烘干，得到所需增强纤维添加物；步骤四、按照质量份数，称取复合胶料90-95份，SBS弹性体15-17份，耐压填料24-31份，炭黑5-8份，防虫驱鼠添加物3-4.5份，改性石墨烯粉1-1.5份，硬脂酸2-2.4份，硫化剂1.7-2.2份，促进剂1-3份，防老剂1.5-2.5份，增强纤维添加物2-3份，硅烷偶联剂2-4份；所述步骤四中的改性石墨烯粉的制备方法为将高锰酸钾、高硅矿石按照重量比2:5进行混合，随后加入到复合溶剂中，加热至完全溶解，随后向其中加入石墨烯，在冰水浴中超声分散35min，随后再加入氨水调节pH至9.0，随后再加热回流，离心、洗涤、过滤、干燥，即得改性石墨烯粉；步骤五、将复合胶料和SBS弹性体加入到塑炼机中，以85-95℃的温度塑炼6-8min，再将耐压填料、炭黑、防虫驱鼠添加物、硬脂酸和硅烷偶联剂加入到塑炼机中，以相同的温度继续混炼10-15min，然后依次将防老剂、促进剂、增强纤维添加物和硫化剂加入混炼5-10min；混炼后的胶料以2.5mm的辊距薄通10-15次，薄通后的胶料以170-175℃的温度和85-90kgf/cm2的压力，硫化处理5-5.5min，硫化处理结束后自然冷却中室温，得到专利技术的防虫高强橡胶材料。优选地，所述复合胶料是由天然橡胶、丙烯酸酯生胶和乙烯丙烯酸酯生胶按照3:1:1的质量比塑炼得到的。优选地，所述Rh-Mo-S三元复合物是一种复合硫化物单晶细粉，所述单晶细粉的平均粒径为2-15nm。优选地，所述耐压填料中含有纳米滑石粉、纳米碳化硅、纳米白刚玉和纳米氧化锌，四者的质量比为7:1:2:4。优选地，所述硫化剂选用硫化剂PDM、硫磺和过氧化物硫化剂中的一种。优选地，所述促进剂为二苯胍或二邻甲苯胍；防老剂选用为抗氧剂616和防老剂4010的等质量比混合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：一方面本专利技术提供的橡胶组合物由基胶、无机填料和功能助剂加工制得，使用的基胶是由天然橡胶、丙烯酸酯生胶和乙烯丙烯酸酯生胶按照3:1:1的质量比塑炼得到的复合胶料，这种特殊配方的基胶具有良好的耐压性能和耐油耐腐蚀性能，显著改善了橡胶材料的性能，非常适合用于橡胶弹簧材料的制备。其中，选用的无机填料是由纳米滑石粉、纳米碳化硅、纳米白刚玉和纳米氧化锌复配而成，这类材料的细度好、硬度高，并且与基胶组分具有很好的相容性，制备的橡胶材料的热稳定性和耐老化性能较好，其中为了进一步提升橡胶材料的弹性性能，在基胶中还加入了少量SBS弹性体材料，SBS弹性体与丙烯酸酯生胶和乙烯丙烯酸酯生胶的性质相似，三者的结合效果较好，可以产生良好的协同作用，提升橡胶材料的快速回弹性能。橡胶组合物中添加的碳纤维材料的对于提升橡胶材料的抗拉伸等机械性能具有显著作用，可以避免橡胶材料中在高压状态下永久变形，橡胶材料中还添了炭黑、促进剂等各类功能助剂，提升橡胶材料的机械强度和耐候性能；另一方面该型橡胶组合物中添加了一种防虫驱鼠添加物，该物质是由多种恶臭型挥发性物质制备而成，将臭味物质用高效的分子筛型载体进行吸附和固化，使得臭味物质具有极高的稳定性和良好的缓释性能。将该物质用于橡胶弹簧制备，可以让橡胶材料持续产生臭味，从而让老鼠、昆虫等生物产生生理厌恶感，避免橡胶材料被撕咬、破坏。这种物质的防虫驱鼠效果非常明显，并且对环境和生物体的危害较小，具有较高的经济价值和生态价值；此外本专利技术添加的增强纤维添加物，通过微本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能橡胶材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照质量比，称取20g的80wt％的磷酸，加入到分散釜中，然后向分散釜内加入40g蒸馏水，11.2g拟薄水铝石，混合搅拌均匀，得到混合物A，将60g羟基四正丁胺水溶液加入到反应釜中，并向反应釜内加入3.1g纳米二氧化硅，搅拌均匀后，将混合物A加入到反应釜中，然后向反应釜内加入4.2g的二正丙胺、7.8g乙二醇和9.7g的Rh‑Mo‑S三元化合物，将反应釜密封，以195‑205℃的温度晶化处理24‑28h，晶化处理完成后将产物过滤，再用去离子水反复洗涤2‑4次，至洗涤产物呈中性，然后将固形物以120‑125℃的温度烘干，将100g烘干后的固形物和30g去离子水、13g腐殖酸充分混合均匀，继续以相同的温度再次烘干，烘干物送入到高温炉中进行焙烧，首先将烘干物以5℃/min的温度加热至450‑500℃，进行第一阶段焙烧1.5‑1.8h，然后将温度在30min内升高至600℃，继续第二阶段焙烧3h，将焙烧产物随炉冷却至室温，再将80g分子筛型载体加入1L的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.8‑1.0mol/L的，以45‑50℃的温度水浴加热并分散处理1‑1.5h，然后将产生的乳白色浆液过滤、洗涤并干燥，干燥温度为100‑115℃，得到混合物A；步骤二、按照质量比，将1‑2g乙硫醇，3‑6g二乙胺，6‑9gβ‑环柠檬醛，1‑4g正丁硫醇和4‑7g四氢噻吩加入到30‑40g的甲醇中混合溶解，得到混合溶液B，按照1:3‑4的质量比，将混合溶液B与混合物A进行混合，混合物以65‑67℃的温度进行加热蒸发，待甲醇溶剂挥发完全后，将产物冷却至室温，并密封保存，得到防虫驱鼠添加物；步骤三、按照重量比2:3:1将石榴石纤维、水镁石纤维和岩棉纤维混合加入摩尔浓度为3mol/L的稀盐酸溶液对进行表面洗涤，酸洗后的混合纤维用去离子水反复冲洗至中性，然后将混合纤维烘干；按照体积比3:1四氯化钛和30％氢氟酸的分层浸渍液，然后将混合纤维加入到分层浸渍液中，间隔提拉完成混合纤维的表面微蚀，然后将混合纤维用去离子水和无水乙醇反复冲洗至溶液呈中性；向丙酮溶剂中加入2％的硅烷偶联剂，2％的次磷酸钠，3％石墨烯、5％乙二醇二缩水甘油醚和6％的环氧树脂，制成增强处理剂，将冲洗后的混合纤维加入到增强处理剂中，超声分散处理并浸渍1‑2h，然后将混合纤维以3℃/min升温至80‑90℃的温度烘干，得到所需增强纤维添加物；步骤四、按照质量份数，称取复合胶料90‑95份，SBS弹性体15‑17份，耐压填料24‑31份，炭黑5‑8份，防虫驱鼠添加物3‑4.5份，改性石墨烯粉1‑1.5份，硬脂酸2‑2.4份，硫化剂1.7‑2.2份，促进剂1‑3份，防老剂1.5‑2.5份，增强纤维添加物2‑3份，硅烷偶联剂2‑4份；所述步骤四中的改性石墨烯粉的制备方法为将高锰酸钾、高硅矿石按照重量比2:5进行混合，随后加入到复合溶剂中，加热至完全溶解，随后向其中加入石墨烯，在冰水浴中超声分散35min，随后再加入氨水调节pH至9.0，随后再加热回流，离心、洗涤、过滤、干燥，即得改性石墨烯粉；步骤五、将复合胶料和SBS弹性体加入到塑炼机中，以85‑95℃的温度塑炼6‑8min，再将耐压填料、炭黑、防虫驱鼠添加物、硬脂酸和硅烷偶联剂加入到塑炼机中，以相同的温度继续混炼10‑15min，然后依次将防老剂、促进剂、增强纤维添加物和硫化剂加入混炼5‑10min；混炼后的胶料以2.5mm的辊距薄通10‑15次，薄通后的胶料以170‑175℃的温度和85‑90kgf/cm2的压力，硫化处理5‑5.5min，硫化处理结束后自然冷却中室温，得到专利技术的防虫高强橡胶材料。...
【技术特征摘要】
1.一种高性能橡胶材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按照质量比，称取20g的80wt％的磷酸，加入到分散釜中，然后向分散釜内加入40g蒸馏水，11.2g拟薄水铝石，混合搅拌均匀，得到混合物A，将60g羟基四正丁胺水溶液加入到反应釜中，并向反应釜内加入3.1g纳米二氧化硅，搅拌均匀后，将混合物A加入到反应釜中，然后向反应釜内加入4.2g的二正丙胺、7.8g乙二醇和9.7g的Rh-Mo-S三元化合物，将反应釜密封，以195-205℃的温度晶化处理24-28h，晶化处理完成后将产物过滤，再用去离子水反复洗涤2-4次，至洗涤产物呈中性，然后将固形物以120-125℃的温度烘干，将100g烘干后的固形物和30g去离子水、13g腐殖酸充分混合均匀，继续以相同的温度再次烘干，烘干物送入到高温炉中进行焙烧，首先将烘干物以5℃/min的温度加热至450-500℃，进行第一阶段焙烧1.5-1.8h，然后将温度在30min内升高至600℃，继续第二阶段焙烧3h，将焙烧产物随炉冷却至室温，再将80g分子筛型载体加入1L的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.8-1.0mol/L的，以45-50℃的温度水浴加热并分散处理1-1.5h，然后将产生的乳白色浆液过滤、洗涤并干燥，干燥温度为100-115℃，得到混合物A；步骤二、按照质量比，将1-2g乙硫醇，3-6g二乙胺，6-9gβ-环柠檬醛，1-4g正丁硫醇和4-7g四氢噻吩加入到30-40g的甲醇中混合溶解，得到混合溶液B，按照1:3-4的质量比，将混合溶液B与混合物A进行混合，混合物以65-67℃的温度进行加热蒸发，待甲醇溶剂挥发完全后，将产物冷却至室温，并密封保存，得到防虫驱鼠添加物；步骤三、按照重量比2:3:1将石榴石纤维、水镁石纤维和岩棉纤维混合加入摩尔浓度为3mol/L的稀盐酸溶液对进行表面洗涤，酸洗后的混合纤维用去离子水反复冲洗至中性，然后将混合纤维烘干；按照体积比3:1四氯化钛和30％氢氟酸的分层浸渍液，然后将混合纤维加入到分层浸渍液中，间隔提拉完成混合纤维的表面微蚀，然后将混合纤维用去离子水和无水乙醇反复冲洗至溶液呈中性；向丙酮溶剂中加入2％的硅烷偶联剂，2％的次磷酸钠，3％石墨烯、5％乙二醇二缩水甘油醚和6％的环氧树脂，制成增强处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹振华，
申请(专利权)人：泾县汇鼎锋建筑装饰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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