一种高稳定性橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及橡胶技术领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种高稳定性橡胶组合物及其制备方法。本发明专利技术采用特定的橡胶组分、填料、多功能偶联剂制备了橡胶组合物，制备所得橡胶组合物的硫化胶片的拉伸强度≥35MPa，拉断伸长率≥990％，300％定伸应力≥9MPa，撕裂强度≥70kN/m，阿克隆磨耗体积≤0.2cm

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性橡胶组合物及其制备方法
本专利技术涉及橡胶
，更具体地，本专利技术涉及一种高稳定性橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
橡胶(Rubber)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(Tg)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两种。天然橡胶(NR)是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶在常温下有较高弹性、绝缘性、隔水性、塑性等特点，性能较合成橡胶全面，因此在日常生活、医疗卫生、交通运输、工业、农业等领域有着广泛的应用。然而，天然橡胶本身也存在一定的缺陷，如拉伸性能、撕裂性能不好，耐磨性不理想，使用寿命短，耐油性、热老化性能差等，给实际使用带来很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全。因此，需要对天然橡胶进行改性，获得综合性能好的橡胶材料来满足社会的要求。陶土(syderolife)是一种陶瓷原料，其矿物成分复杂，主要由水云母、高岭石、蒙脱石、石英及长石所组成，其化学成分与一般粘土相似。专利CN201310518013.3采用陶土作为填料，利用偶联剂将陶土桥联接到橡胶的交联网络上，制备了陶土-天然橡胶复合材料，虽然陶土在橡胶基体中的分散性得到了一定的改善，但其对天然橡胶的增强效果仍不够明显，制备所得陶土-天然橡胶复合材料拉伸强度只在25-28MPa范围内波动。针对上述问题，本专利技术致力于提供一种高稳定性橡胶组合物，该橡胶组合物具有优异的拉伸性能、撕裂性能，其拉伸强度≥35MPa。此外，该橡胶组合物还具有优异的耐磨性和耐热油老化性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个方面提供了一种高稳定性橡胶组合物，按重量份计，包括100-110份橡胶组分、8-12份填料、1-3份多功能偶联剂；所述填料的制备原料包括碳酸钙、贝壳粉、陶土、石墨烯、碳纳米管中的至少一种。作为一种优选的技术方案，按重量份计，包括105份橡胶组分、10份填料、2份多功能偶联剂。作为一种优选的技术方案，所述橡胶组分选自天然胶乳、天然橡胶、环氧化天然胶乳、环氧化天然橡胶、天甲橡胶胶乳、天甲橡胶中的至少一种。作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述高稳定性橡胶组合物中包括100-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括97-102份以干胶计的天然胶乳、3-8份以干胶计的环氧化天然胶乳。作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述高稳定性橡胶组合物中包括105份橡胶组分；所述橡胶组分中包括100份以干胶计的天然胶乳、5份以干胶计的环氧化天然胶乳。作为一种优选的技术方案，所述填料的制备原料中，陶土的平均粒径为5-15nm。作为一种优选的技术方案，所述填料的制备原料中，陶土的平均粒径为10nm。作为一种优选的技术方案，所述多功能偶联剂选自JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、改性3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述多功能偶联剂中，JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂、改性3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比为1：(2-4)。本专利技术的第二个方面提供了一种高稳定性橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：将填料、水混合后加入多功能偶联剂超声20-40min，并在70-80℃下反应0.5-1.5h，然后加入环氧化天然胶乳，于70-80℃下超声20-40min，接着加入天然胶乳，于70-80℃下反应0.5-1.5h，最后采用乙酸进行凝固、压片、洗涤、干燥，即得。有益效果：本专利技术采用特定的橡胶组分、填料、多功能偶联剂制备了橡胶组合物，制备所得橡胶组合物的硫化胶片的拉伸强度≥35MPa，拉断伸长率≥990％，300％定伸应力≥9MPa，撕裂强度≥70kN/m，阿克隆磨耗体积≤0.2cm3/1.61km，将其置于100℃油中浸泡72h后，其拉伸强度降低率≤8％，硫化胶片增重率≤5％。本专利技术制备所得橡胶组合物具有高稳定性和高弹性，在保持较好的物理机械性能的同时，还具有高耐磨性和耐热油老化性，扯断强度高，撕边效果好，制品尺寸稳定，具有广泛的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术提供的技术方案中的技术特征做进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。本专利技术中的“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。本专利技术的第一个方面提供了一种高稳定性橡胶组合物，按重量份计，包括100-110份橡胶组分、8-12份填料、1-3份多功能偶联剂。在一种优选的实施方式中，按重量份计，包括105份橡胶组分、10份填料、2份多功能偶联剂。在一种优选的实施方式中，所述橡胶组分选自天然胶乳、天然橡胶、环氧化天然胶乳、环氧化天然橡胶、天甲橡胶胶乳、天甲橡胶中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述橡胶组分为天然胶乳、环氧化天然胶乳。在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述高稳定性橡胶组合物中包括100-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括97-102份以干胶计的天然胶乳、3-8份以干胶计的环氧化天然胶乳。在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述高稳定性橡胶组合物中包括105份橡胶组分；所述橡胶组分中包括100份以干胶计的天然胶乳、5份以干胶计的环氧化天然胶乳。在一种优选的实施方式中，所述天然胶乳选自巴西三叶橡胶树的天然胶乳、浓缩天然胶乳、经离心浓缩总固体含量为60％的浓缩天然胶乳中的至少一种。在一种更优选的实施方式中，所述天然胶乳为经离心浓缩总固体含量为60％的浓缩天然胶乳。在一种优选的实施方式中，所述环氧化天然胶乳为浓缩天然橡胶胶乳通过环氧化反应制备的环氧化天然橡胶胶乳。在一种优选的实施方式中，所述环氧化天然胶乳的环氧化程度为5～50％、总固体含量为20～25％。在一种更优选的实施方式中，所述环氧化天然胶乳的环氧化程度为25％、总固体含量为20％。在一种优选的实施方式中，所述填料的制备原料包括碳酸钙、贝壳粉、陶土、石墨烯、碳纳米管中的至少一种。在一种更优选的实施方式中，所述填料的制备原料包括陶土。在一种优选的实施方式中，所述填料的制备方法包括以下步骤：(a)将陶土与亚硫酰氯混合后，加入N,N-二甲基甲酰胺，于80-90℃下反应20-30h，反应结束后减压蒸馏除去过量的亚硫酰氯，得到混合物1；(b)将混合物1、聚乙二醇、甲苯混合后，加入催化剂，于0℃下反应20-40min，接着于110-130℃下反应1-2h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，包括100-110份橡胶组分、8-12份填料、1-3份多功能偶联剂；所述填料的制备原料包括碳酸钙、贝壳粉、陶土、石墨烯、碳纳米管中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，包括100-110份橡胶组分、8-12份填料、1-3份多功能偶联剂；所述填料的制备原料包括碳酸钙、贝壳粉、陶土、石墨烯、碳纳米管中的至少一种。


2.如权利要求1所述的高稳定性橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，包括105份橡胶组分、10份填料、2份多功能偶联剂。


3.如权利要求1所述的高稳定性橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组分选自天然胶乳、天然橡胶、环氧化天然胶乳、环氧化天然橡胶、天甲橡胶胶乳、天甲橡胶中的至少一种。


4.如权利要求3所述的高稳定性橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，所述高稳定性橡胶组合物中包括100-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括97-102份以干胶计的天然胶乳、3-8份以干胶计的环氧化天然胶乳。


5.如权利要求4所述的高稳定性橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，所述高稳定性橡胶组合物中包括105份橡胶组分；所述橡胶组分中包括100份以干胶计的天然胶乳、5份以干胶计的环氧化天然胶乳。


6.如权利要求4所述的高稳定性...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宗强，张福全，李高荣，龙华倩，孙中锐，王兵兵，廖禄生，彭政，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44