一种耐热油老化的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耐热油老化的橡胶组合物及其制备方法。本发明专利技术制备所得橡胶组合物具有较高的硬度，优异的耐高温性能、耐热老化性能、抗拉伸性能，其稳定性较高，机械性能较好，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≥980％，300％定伸应力≥7MPa，撕裂强度≥70kN/m。此外，本发明专利技术制备所得橡胶组合物的硫化胶片还具有优异的耐热油老化性能，置于100℃油中浸泡72h后，其拉伸强度降低率≤10％，硫化胶片增重率≤5％，其应用范围广，特别适用于汽车油冷管中内、外胶中的应用，可在长时间热油循环后无龟裂或破裂。

A rubber composition with heat-resistant oil aging and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐热油老化的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耐热油老化的橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
天然橡胶具有弹性高、自粘性好、气密性好，加工性能好等优点，目前已被广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等各个方面。然而，天然橡胶本身也存在一定的缺陷，例如耐油性差、机械性能差、热老化性能差等，这些都限制了天然橡胶的应用。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。碳纳米管(carbonnanotubes，CNTs)是C原子在一定条件下聚集而成的类似石墨结构六边形网络卷绕的中空管状结构。碳纳米管可以看成是由单层或多层石墨烯片按一定的螺旋度卷曲而成的无缝纳米级圆筒。碳纳米管具有大长径比、纳米管径以及中空纳米结构，这些独特的结构使其具有优异的物理化学性能，可作为优良的复合材料增强橡胶材料。近年来，碳纳米管-橡胶领域的研究也越来越广泛，如人们通过机械混炼、有机溶剂溶解及乳液等方式制备出碳纳米管-天然橡胶复合材料。然而，由于碳纳米管表面效应较强，容易发生团聚，在橡胶制品中分散不均匀，以致复合材料的结构均匀性较差，复合材料性能提高的幅度不大，从而限制了其应用的范围。专利CN201310721595.5通过将碳纳米管与端羟基聚丁二烯进行研磨后与橡胶混合制备了碳纳米管与橡胶的复合材料，虽然碳纳米管在橡胶基体中的分散性得到了一定的改善，但其对橡胶的增强效果较差，制备所得复合材料的拉伸强度只有0.14MPa。针对上述问题，本专利技术致力于提供一种耐热油老化的橡胶组合物，制备所得橡胶组合物不仅具有优异的拉伸性能，还具有优异的撕裂性能和耐热油老化性能，其拉伸强度≥35MPa。
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耐热油老化的橡胶组合物，按重量份计，包括90-110份橡胶组分、6-10份填料、1-3份多功能偶联剂。作为一种优选的技术方案，按重量份计，包括100份橡胶组分、8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、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述耐热油老化的橡胶组合物中包括90-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括87-103份以干胶计的天然胶乳、3-7份以干胶计的甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳。作为一种优选的技术方案，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，所述填料的制备原料中，碳纳米管的长度为50-70nm。作为一种优选的技术方案，所述填料的制备原料中，碳纳米管的长度为60nm。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、三甲氧基-[3-(环氧乙烷-2-基甲氧基)丙基]硅烷、改性三甲氧基-[3-(环氧乙烷-2-基甲氧基)丙基]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、改性三甲氧基-[3-(环氧乙烷-2-基甲氧基)丙基]硅烷的重量比为1：(1-3)。本专利技术的第二个方面提供了一种耐热油老化的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65-75℃下反应1-2h，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳，于65-75℃下超声20-40min，接着加入天然胶乳，于65-75℃下反应1-2h，最后采用乙酸进行凝固、压片、洗涤、干燥，即得。有益效果：本专利技术制备所得橡胶组合物具有较高的硬度，优异的耐高温性能、耐热老化性能、抗拉伸性能，其稳定性较高，机械性能较好，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≥980％，300％定伸应力≥7MPa，撕裂强度≥70kN/m。此外，本专利技术制备所得橡胶组合物的硫化胶片还具有优异的耐热油老化性能，置于100℃油中浸泡72h后，其拉伸强度降低率≤10％，硫化胶片增重率≤5％，其应用范围广，特别适用于汽车油冷管中内、外胶中的应用，可在长时间热油循环后无龟裂或破裂。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耐热油老化的橡胶组合物，按重量份计，包括90-110份橡胶组分、6-10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100份橡胶组分、8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、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述橡胶组分为天然胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳。在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述耐热油老化的橡胶组合物中包括90-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括87-103份以干胶计的天然胶乳、3-7份以干胶计的甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳。在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述耐热油老化的橡胶组合物中包括100份橡胶组分；所述橡胶组分中包括95份以干胶计的天然胶乳、5份以干胶计的甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳。在一种优选的实施方式中，所述天然胶乳为巴西三叶橡胶树的天然胶乳或浓缩天然胶乳或经离心浓缩、总固体含量为60％的浓缩天然胶乳。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，所述的甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳为天然橡胶通过与甲基丙烯酸羟乙酯接枝共聚反应制备的乳状甲基丙烯酸羟乙酯橡胶，或由天然胶乳通过与甲基丙烯酸羟乙酯接枝共聚反应制备的甲基丙烯酸羟乙酯胶乳或由浓缩天然胶乳通过与甲基丙烯酸羟乙酯接枝共聚反应制备接枝率为5～50％、总固体含量为20～25％的甲基丙烯酸羟乙酯胶乳。在一种更优选的实施方式中，所述甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳为浓缩天然胶乳通过接枝共聚反应制备的接枝率为5～50％、总固体含量为20～25％的甲基丙烯酸羟乙酯胶乳。在一种更优选的实施方式中，所述甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳为浓缩天然胶乳通过接枝共聚反应制备的接枝率为10％、总固体含量为20％的甲基丙烯酸羟乙酯胶乳。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碳纳米管。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：...

【技术保护点】
1.一种耐热油老化的橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，包括90-110份橡胶组分、6-10份填料、1-3份多功能偶联剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐热油老化的橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，包括90-110份橡胶组分、6-10份填料、1-3份多功能偶联剂。


2.如权利要求1所述的耐热油老化的橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，包括100份橡胶组分、8份填料、2份多功能偶联剂。


3.如权利要求1所述的耐热油老化的橡胶组合物，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、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶中的至少一种。


4.如权利要求3所述的耐热油老化的橡胶组合物，其特征在于，所述耐热油老化的橡胶组合物中包括90-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括87-103份以干胶计的天然胶乳、3-7份以干胶计的甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳。


5.如权利要求3或4所述的耐热油老化的橡胶组合物，其特征在于，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。


6.如权利要求5所述的耐热油老化的橡胶组合物，其特征在于，所述填料的制备原料中，碳纳米管的长度为50-7...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宗强，王兵兵，龙华倩，孙中锐，李高荣，张福全，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