橡胶组合物及加工方法，及应用其的橡胶制品和生产方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶组合物及加工方法，以及应用橡胶组合物的制品及生产方法，一种橡胶组合物，其包括：橡胶基体、补强填充剂和交联剂，所述100重量份橡胶基体包含：支化聚乙烯1～99份，乙丙橡胶0～90份，异戊二烯类弹性体1～95份。其有益效果是，该橡胶组合物具有良好的耐老化性、物理机械性能和抗压缩永久变形性能，可用于生产橡胶支座、轮胎、胶管、输送带等橡胶制品。

Rubber composition and processing method, and rubber products and production method using it

【技术实现步骤摘要】
橡胶组合物及加工方法，及应用其的橡胶制品和生产方法
本专利技术属于橡胶领域，具体涉及到一种橡胶组合物及其加工方法，本专利技术还涉及到该橡胶组合物的应用，以及生产该橡胶制品的方法。
技术介绍
异戊二烯类弹性体主要包括天然橡胶和合成异戊橡胶，在总体的橡胶原料中占有最高的消费比重。尤其是天然橡胶，由于其产量高，并且具有优异的力学性能、回弹性、耐屈挠性、耐磨性、粘结性等，被广泛应用于轮胎、胶管、胶带、胶辊、鞋底材料、手套、减震件等橡胶制品中。不过虽然天然橡胶具有上述诸多优良性能，但由于其不饱和度较高，导致其制品的耐老化性能较差。乙丙橡胶由于分子结构高度饱和，具有极佳的耐老化性能，被广泛应用于对耐老化性能有要求的场合，但由于粘合性能较差，力学性能相对较弱，其应用领域也受到一定的限制。现有技术中经常通过并用乙丙橡胶和天然橡胶来实现两者的优势互补。但是由于两者的共硫化性能较差、乙丙橡胶的物理机械强度低于天然橡胶等因素的影响，并用乙丙橡胶在改善耐老化性能的同时，会造成物理机械性能下降。现有技术中对于改善乙丙橡胶与天然橡胶共硫化性能已经有比较充分的研究，采用硫磺和过氧化物共用的复合硫化体系已经可以达到比较理想的共硫化程度。但是乙丙橡胶在以过氧化物为主的硫化体系下物理机械性能相对较差的现状一直没有得到明显改善，因而两者并用的橡胶制品的物理机械性能还存在进一步提升的需求和空间。因此，对于物理机械性能要求较高的应用场合，为了不影响使用效果和降低成本，往往只能并用较少的乙丙橡胶，无法进一步改善制品的耐老化性能。另一方面，对于耐老化性要求较高的场合，为了不影响使用效果，往往只能并用少量的天然橡胶，无法进一步改善胶料的物理机械性能和粘结性能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种在耐老化性能和物理机械性能等方面的综合表现更为优异的新型橡胶组合物。为了实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是：使用支化聚乙烯部分或者全部替代现有技术中的乙丙橡胶来与异戊二烯类弹性体并用。本专利技术所用支化聚乙烯是一类支化度不低于50个支链/1000个碳的乙烯均聚物，目前它的合成方法主要采用(α-二亚胺)镍/钯催化剂通过配位聚合催化乙烯均聚得到。因为支化聚乙烯的分子量完全饱和，适用于过氧化物硫化体系，耐老化性能类似于甚至优于乙丙橡胶。同时由于支化聚乙烯具有丰富的支链分布，相对于支链主要为甲基的乙丙橡胶而言，可以在更大程度上破坏分子链的规整性，在同等分子量下，拥有更低的门尼粘度和更好的加工性能，而且在同等用量下与天然橡胶等其他胶种并用时更容易形成连续相，从而使整体具有更好的耐老化性；另一方面，在同等门尼粘度下，支化聚乙烯可以具有更高的分子量，而且支化聚乙烯的不同长度的支链可以在过氧化物硫化时在分子主链之间形成多种不同长度的C-C交联键，有效避免应力集中，从而赋予整体更高的物理机械性能。所以本专利技术可以提供同时具有良好的耐老化性能和物理机械性能的橡胶组合物。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案涉及到一种橡胶组合物，包含橡胶基体、补强填充剂和交联剂，按重量份计，所述每100份橡胶基体中包含大于0份且不超过99份的支化聚乙烯，0～90份乙丙橡胶和1～95份异戊二烯类弹性体，其中支化聚乙烯为有支链结构的乙烯均聚物。进一步的技术方案是，所述每100重量份橡胶基体中含有5～95份支化聚乙烯。进一步的技术方案是，所述支化聚乙烯的支化度为50～150个支链/1000个碳。进一步的技术方案是，所述支化聚乙烯的支化度为60～130个支链/1000个碳。进一步的技术方案是，所述支化聚乙烯的重均分子量为6.6万～51.8万，门尼粘度ML(1+4)125℃为6～102。支化度较低的支化聚乙烯具有较高的分子量和门尼粘度，甚至在室温以上具有熔点，在并用体系中加入这类支化聚乙烯，可以赋予整体良好的耐老化性、耐磨性，增加胶料挺性及改善工艺性能。支化度较高的支化聚乙烯具有较低的分子量和门尼粘度，可以用来改善乙丙橡胶或者支化度略低的支化聚乙烯的加工性能，并且使后者更加容易形成连续相，从而在天然橡胶比重较高的情况下，赋予整体更好的耐老化性能。进一步的技术方案是，所述乙丙橡胶包含二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶和四元乙丙橡胶中的至少一种。进一步的技术方案是，除乙烯和丙烯外，所述三元乙丙橡胶和四元乙丙橡胶的共聚单体包含二烯类单体，所述二烯类单体包含5-亚乙基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、双环戊二烯和1,4-己二烯中的至少一种。所述二烯类单体可选用的例子还有如1,5-己二烯、1,4-戊二烯、2-甲基-1,4-戊二烯、3-甲基-1,4-己二烯、4-甲基-1,4-己二烯、1,9-癸二烯、5亚甲基-2-降冰片烯、5-亚戊基-2-降冰片烯、1,5-环辛二烯、1,4-环辛二烯等。进一步的技术方案是，二烯类单体占乙丙橡胶的重量比重为1％～14％。所用的乙丙橡胶优选门尼粘度ML(1+4)125℃在15～100，二烯类单体重量比重为4％～10％的三元或四元乙丙橡胶，乙丙橡胶与支化聚乙烯的相容性极佳，混炼时，一般采用母炼胶法，乙丙橡胶与支化聚乙烯共为一种母炼胶的橡胶基体，当三元乙丙橡胶中的二烯单体含量较高时，既可以提高该母炼胶的极性，有助于终炼胶中各种填料的均匀分散，同时第三单体也可以起到过氧化物的助交联剂作用，提高交联效率。三元乙丙橡胶的分子链既可以与天然橡胶分子链之间发生硫磺和过氧化物的共交联，也可以与支化聚乙烯之间发生过氧化物的共交联，从而增加橡胶相界面上的交联键分布，可以进一步改善整体的共硫化性，提高物理机械性能，尤其是乙丙橡胶中当同时含有5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)和5-乙烯基-2-降冰片烯(VNB)这两种二烯单体时或者同时并用分别以ENB和VNB作为第三单体的乙丙橡胶时，由于ENB容易与硫磺反应，而VNB一般只与过氧化物交联剂反应，所以这样的乙丙橡胶(组合)可以更好的发挥共硫化剂的作用。进一步的技术方案是，所述异戊二烯类弹性体包含天然橡胶、合成聚异戊二烯和异戊二烯共聚物中的至少一种。进一步的技术方案是，所述异戊二烯共聚物包含丁二烯-异戊二烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物和丁二烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。进一步的技术方案是，所述异戊二烯类弹性体优选为天然橡胶。进一步的技术方案是，以100重量份橡胶基体计，橡胶组合物包含10～200份补强填充剂。进一步的技术方案是，其特征在于，所述补强填充剂包含炭黑、白炭黑、碳酸钙、煅烧陶土、滑石粉、硅酸镁、硅酸铝、碳酸镁、钛白粉、蒙脱土、短纤维中的至少一种。白炭黑优选经过烷基化预处理的白炭黑，有利于改善白炭黑在本专利技术橡胶基体中的分散效果，并提高橡胶的物理性能。蒙脱土优选改性蒙脱土或者纳米蒙脱土，加入纳米层状蒙脱土有利于改善硫化胶的力学性能和耐磨性。进一步的技术方案是，以100重量份橡胶基体计，所述橡胶组合物包含0.1～10份交联剂。进一步的技术方案是，所述交联剂包含过氧化物交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，包含橡胶基体、补强填充剂和交联剂，其特征在于，按重量份计，所述每100份橡胶基体中包含大于0份且不超过99份支化聚乙烯，0～90份乙丙橡胶和1～95份异戊二烯类弹性体，其中，支化聚乙烯为有支链结构的乙烯均聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，包含橡胶基体、补强填充剂和交联剂，其特征在于，按重量份计，所述每100份橡胶基体中包含大于0份且不超过99份支化聚乙烯，0～90份乙丙橡胶和1～95份异戊二烯类弹性体，其中，支化聚乙烯为有支链结构的乙烯均聚物。


2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述支化聚乙烯的支化度为50～150个支链/1000个碳。


3.根据权利要求2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述支化聚乙烯的支化度为60～130个支链/1000个碳。


4.根据权利要求3所述的橡胶组合物，其特征在于，所述支化聚乙烯的重均分子量为6.6万～51.8万，门尼粘度ML(1+4)125℃为6～102。


5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述乙丙橡胶包含二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶和四元乙丙橡胶中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的橡胶组合物，其特征在于，所述三元乙丙橡胶和四元乙丙橡胶的共聚单体包含二烯类单体，所述二烯类单体包含5-亚乙基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、双环戊二烯和1,4-己二烯中的至少一种。


7.根据权利要求6所述的橡胶组合物，其特征在于，所述二烯类单体占乙丙橡胶的重量比重为1％～14％。


8.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述异戊二烯类弹性体包含天然橡胶、合成聚异戊二烯和异戊二烯共聚物中的至少一种。


9.根据权利要求8所述的橡胶组合物，其特征在于，所述异戊二烯共聚物包含丁二烯-异戊二烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物和丁二烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。


10.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述异戊二烯类弹性体为天然橡胶。


11.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，以100重量份橡胶基体计，所述橡胶组合物包含10～200份补强填充剂。


12.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述补强填充剂包含炭黑、白炭黑、碳酸钙、煅烧陶土、滑石粉、硅酸镁、硅酸铝、碳酸镁、钛白粉、蒙脱土、短纤维中的至少一种。


13.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，以100重量份橡胶基体计，所述橡胶组合物包含0.1～10份交联剂。


14.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述交联剂包含过氧化物交联剂和硫磺中的至少一种，所述过氧化物交联剂为二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、1,1-二叔丁基过氧化物-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化基-3-己炔、双(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酸)己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯中的至少一种。


15.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，所述每100份橡胶基体中包含10～95份支化聚乙烯，0～60份乙丙橡胶和5～90份天然橡胶；以100重量份橡胶基体计，橡胶组合物还包含15～150份补强填充剂，1～8份交联剂。


16.根据权利要求1～15任一所述的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物中还包含辅助成分。


17.根据权利要求16所述的橡胶组合物，其特征在于，所述辅助成分包含助交联剂、增塑剂、金属氧化物、硬脂酸、表面改性剂、稳定剂、硫化促进剂、增容剂、增粘剂、粘合剂、阻燃剂、发泡剂中的至少一种。


18.根据权利要求17所述的橡胶组合物，其特征在于，以100重量份橡胶基体计，所述辅助成分的用量范围为助交联剂0.2～10份，增塑剂0～80份，金属氧化物3～30份，硬脂酸0～3份，表面改性剂0～15份，稳定剂1～6份，硫化促进剂0～5份、增容剂0～15份、增粘剂0～5份、粘合剂0～20份、阻燃剂0～150份、发泡剂0～20份。


19.根据权利要求17所述的橡胶组合物，其特征在于，所述助交联剂包含三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸三乙二酯、偏苯三酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、N,N’-双亚糠基丙酮、1,2-聚丁二烯、不饱和羧酸金属盐和硫磺中的至少一种。


20.根据权利要求17所述的橡胶组合物，其特征在于，所述增塑剂包含硬脂酸、松香油、机油、环烷油、石蜡油、古马隆、RX-80、石蜡、液态聚异丁烯、癸二酸二辛酯中的至少一种。


21.根据权利要求17所述的橡胶组合物，其特征在于，所述表面改性剂包含聚乙二醇、二苯基硅二醇、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的至少一种。


22.根据权利要求17所述的橡胶组合物，其特征在于，所述稳定剂包含2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(RD)、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉(AW)、2-巯基苯并咪唑(MB)中的至少一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杭州星庐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33