一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶及其制备方法，所述混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶包括混炼型聚氨酯橡胶、天然橡胶和增容剂，所述增容剂为通过酸酐改性的改性天然橡胶。本发明专利技术采用酸酐接枝改性来增加天然橡胶的极性，将改性天然橡胶作为增容剂，加入到到混炼型聚氨酯橡胶和天然橡胶的共混体系中，提高了两相的相容性，改善了混炼型聚氨酯和天然橡胶之间的极性差异导致两者硫化不同步、共混产品性能较差的问题，使得共混产品具有优异的力学性能、动态性能及耐磨性。

A blend vulcanizate of polyurethane and natural rubber and its preparation method

The invention discloses a mixing type polyurethane and natural rubber blend vulcanizate and a preparation method thereof. The mixing type polyurethane and natural rubber blend vulcanizate comprises mixing type polyurethane rubber, natural rubber and compatibilizer, and the compatibilizer is the modified natural rubber modified by anhydride. The invention adopts the grafting modification of anhydrides to increase the polarity of natural rubber, and the modified natural rubber is added into the blending system of the mixed polyurethane rubber and natural rubber as the compatibilizer, which improves the compatibility of the two phases, improves the polarity difference between the mixed polyurethane and natural rubber, resulting in the unsynchronized vulcanization of the two and the poor performance of the blended products, and makes the blending The products have excellent mechanical properties, dynamic properties and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶及其制备方法
本专利技术涉及橡胶材料领域，具体涉及一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶及其制备方法。
技术介绍
天然橡胶具有优异的加工性能、物理机械性能和动态性能，并且成本较低。但是天然橡胶耐候性、耐老化性及耐磨性较差，所以较多用于与其他橡胶的共混中。混炼型聚氨酯橡胶主要是多异氰酸酯和多元醇以及扩链剂混合反应的嵌段共聚产物，因为其结构中含有氨基甲酸酯和较多的极性脂基，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段的多元醇和硬段的异氰酸酯交替排列产生微观相分离结构。混炼型聚氨酯橡胶所具有的这些结构特点，使其具有强度高、耐油、耐化学腐蚀、耐老化、耐磨等优异性能。因此，将混炼型聚氨酯和天然橡胶共混可以使两种橡胶性能互补，从而制得综合性能优异的产品。例如，公开号为CN1771287A的中国专利文献公开了一种聚氨酯和橡胶的共混物，其具体制备包括：首先将混炼型聚氨酯和天然橡胶以所需要的比例在密炼机中进行混合，然后按一定的配方在压延期间混入所需要的硬化剂、添加剂和填料。该方法可得到气密性较好的产品，但是其弹性和强度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶及其制备方法，本专利技术提供的共混产品具有较好的弹性和强度等性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，由包括混炼型聚氨酯橡胶、天然橡胶、交联剂和增容剂的物料经混炼、硫化制得，所述增容剂为通过酸酐改性的改性天然橡胶。可选的，所述酸酐为马来酸酐。可选的，以所述天然橡胶的质量份数为计量标准，所述马来酸酐为5phr。可选的，按照质量份数计，所述混炼型聚氨酯橡胶为70份；所述天然橡胶和改性天然橡胶总计为30份，所述交联剂为1-5份。可选的，所述混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶还包括以下质量份数的组分：防老剂0.5-3份，促进剂2-8份，活性剂2-5份，增塑剂0.5-2份，偶联剂0.5-2份，补强填充剂20-40份。可选的，所述防老剂为防老剂4010，所述促进剂由促进剂M和促进剂DM组成，所述活性剂由活性剂NH-2和硬脂酸锌组成，所述增塑剂为硬脂酸，所述偶联剂为硅烷偶联剂Si-69，所述补强填充剂为炭黑N330，所述交联剂为硫磺。一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶的制备方法，包括以下步骤：将天然橡胶、改性天然橡胶和混炼型聚氨酯橡胶分别进行塑炼；其中，所述改性天然橡胶为通过酸酐改性的改性天然橡胶；将塑炼后的天然橡胶、改性天然橡胶和混炼型聚氨酯橡混合在一起获得共混胶料，对共混胶料进行混合塑炼；将混合塑炼后的共混胶料进行混炼、翻炼和硫化，获得混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶。可选的，所述步骤：将混合塑炼后的共混胶料进行混炼、翻炼和硫化，获得混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，具体包括：将混合塑炼后的共混胶料进行包辊1-3min，然后依次加入防老剂、促进剂、活性剂、增塑剂和偶联剂，吃料完毕后，左右割刀3/4次；将共混胶料下片薄通，加入补强填充剂，待吃粉完毕后，左右割刀3/4次，下片薄通打三角包2-4次；加入交联剂，待吃粉完毕后，左右割刀3/4次，下片薄通打三角包3-5次，然后再打卷1-3次出片，获得胶片；将胶片放置2-24h后，再进行翻炼3-5次，在平板硫化机上于150℃-170℃下硫化4-25min，获得由改性天然橡胶作为增容剂的混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶。可选的，所述改性天然橡胶按照以下步骤制得：将天然橡胶进行塑炼；将塑炼后的天然橡胶和马来酸酐在过氧化物引发剂存在的条件下进行反应，获得改性天然橡胶。可选的，所述天然橡胶在转矩流变仪中进行塑炼，塑炼转速为45r/min，塑炼温度为120℃，塑炼时间为3min；以所述天然橡胶的质量份数为计量标准，所述马来酸酐为5phr，所述过氧化物引发剂为0.5phr；所述过氧化物引发剂为双叔丁基过氧化异丙苯，所述天然橡胶和马来酸酐的反应时间为4min。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，采用酸酐接枝改性来增加天然橡胶的极性，将改性天然橡胶作为增容剂，加入到混炼型聚氨酯橡胶和天然橡胶的共混体系中，提高了两相的相容性，使得共混产品具有优异的弹性和强度等力学性能，以及动态性能和耐磨性，改善了混炼型聚氨酯和天然橡胶之间的极性差异导致两者硫化不同步、共混产品性能较差的问题。且本专利技术制备方法简单易行，原料易得，产品质量稳定，极大地扩展了混炼型聚氨酯橡胶在并用胶上的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例1-5提供的改性天然橡胶增容的混炼型聚氨酯和天然橡胶制成的共混硫化胶的制备流程示意图。图2为本专利技术实施例2提供的由改性天然橡胶增容的混炼型聚氨酯和天然橡胶制成的共混硫化胶的扫描电镜图。图3为本专利技术对比例1提供的未由改性天然橡胶增容的混炼型聚氨酯和天然橡胶制成的共混硫化胶的扫描电镜图。图4为本专利技术实施例2提供的由改性天然橡胶增容的混炼型聚氨酯和天然橡胶制成的共混硫化胶的硫化特性曲线图，和本专利技术对比例1提供的未由改性天然橡胶增容的混炼型聚氨酯和天然橡胶制成的共混硫化胶的硫化特性曲线图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，包括混炼型聚氨酯橡胶、天然橡胶和增容剂，所述增容剂为通过酸酐改性的改性天然橡胶。本专利技术提供的共混产品具有较好的弹性和强度等性能，能改善现有产品力学性能较差等问题。聚氨酯的极性高，天然橡胶的极性低，通过极性试剂接枝改性来增加天然橡胶的极性，将改性天然橡胶作为增容剂，加入到到混炼型聚氨酯橡胶和天然橡胶的共混体系中，可提高两相的相容性，使得共混产品具有优异的力学性能、动态性能及耐磨性。本专利技术实施例中，所述酸酐为马来酸酐。马来酸酐和天然橡胶可在过氧化物引发剂存在的条件下发生共聚反应，过氧化物引发剂分解成自由基，由于天然橡胶大分子中侧甲基的推电子作用，使双键电子云密度增大，亚甲基的氢原子活泼易于发生取代反应形成稳定的大分子自由基，进而和马来酸酐接枝。马来酸酐结构特殊，含有2个C＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，由包括混炼型聚氨酯橡胶、天然橡胶、交联剂和增容剂的物料经混炼、硫化制得，所述增容剂为通过酸酐改性的改性天然橡胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，由包括混炼型聚氨酯橡胶、天然橡胶、交联剂和增容剂的物料经混炼、硫化制得，所述增容剂为通过酸酐改性的改性天然橡胶。


2.根据权利要求1所述的一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，所述酸酐为马来酸酐。


3.根据权利要求2所述的一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，以所述天然橡胶的质量份数为计量标准，所述马来酸酐为5phr。


4.根据权利要求1所述的一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，按照质量份数计，所述混炼型聚氨酯橡胶为70份；所述天然橡胶和改性天然橡胶总计为30份，所述交联剂为1-5份。


5.根据权利要求4所述的一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，所述混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶还包括以下质量份数的组分：
防老剂0.5-3份，促进剂2-8份，活性剂2-5份，增塑剂0.5-2份，偶联剂0.5-2份，补强填充剂20-40份。


6.根据权利要求5所述的一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010，所述促进剂由促进剂M和促进剂DM组成，所述活性剂由活性剂NH-2和硬脂酸锌组成，所述增塑剂为硬脂酸，所述偶联剂为硅烷偶联剂Si-69，所述补强填充剂为炭黑N330，所述交联剂为硫磺。


7.一种混炼型聚氨酯和天然橡胶共混硫化胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将天然橡胶、改性天然橡胶和混炼型聚氨酯橡胶分别进行塑炼；其中，所述改性天然橡胶为通过酸酐改性的改性天然橡胶；
将塑炼后的天然橡胶、改性天然橡胶和混炼型聚氨酯橡混合在一起获...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕国正，岑兰，彭文磊，谭信文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44