一种合成复合橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种合成复合橡胶材料，其原料按质量份包括：天然橡胶40

【技术实现步骤摘要】
一种合成复合橡胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶复合并用
，尤其涉及一种合成复合橡胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]橡胶复合并用技术，最早始于汽车轮胎制造，无论任何橡胶，都不可能具有十全十美的性能，而现实中使用部门往往对产品提出多方面的性能要求，为了满足此目的，使最终产品达到由单一橡胶配合难以得到的性能要求，或为了降低生产成本，因此将两种或者多种橡胶混合使用一种技术手段。
[0003]橡胶复合时，并非是所有种类的橡胶都可以随意的进行并用，有些种类的橡胶属于非相溶系，此时如何保证使其能够顺利的混合便是一大难题，即使选择相溶性好的橡胶种类，由于橡胶分子的布朗运动非常缓慢且不像液体一样自由，即使在开炼机、密炼机的高剪切作用下混合，像低分子液体一样，呈分子状态的均一分散状态，也是非常困难的，除了相溶性和分散性这两大难题外，还需要考虑不同橡胶种类的共硫化性。因此，为了得到所需的橡胶并用配方，往往需要成千上万次的重复试验，对配方的种类、配比、工艺等进行反复调整。每一种新的橡胶并用配方及其加工工艺，都需要大量的试验才能得到。
[0004]天然橡胶，是从天然植物中采取而制成的一种结晶性高弹性橡胶材料，主要产自三叶橡胶树。其具有伸长1000％不断裂的高弹性，是钢铁的3万倍，固体伸长率达0.1
‑
0.3％；还具有较好的扯断强度，生胶的强度比较高，加补强剂后硫化胶强度可达到24
‑
34MPa。但由于天然橡胶属于非极性橡胶，不耐油，易老化。乙丙橡胶具有非常好的电气绝缘性能和一定的耐热性能，可在120℃环境温度下长期使用，但由于乙丙橡胶是非极性橡胶，耐油稳定性较差，并且乙丙橡胶在150℃开始缓慢分解，长时间老化后橡胶变硬失去使用价值。
[0005]近年来，汽车行业不断发展，其重点方向一直是中小型车辆，特别是轿车，对车辆安全性、舒适性也要求更高，因此对汽车零部件的使用温度及使用寿命也越来越高，如汽车发动机及周边涉及到橡胶零部件耐温要求提高到150℃，一般的橡胶材料就无法满足要求。目前如何采用天然橡胶与乙丙橡胶复配，制备一种耐温性能好，同时具有很好的耐油稳定性、耐老化的橡胶材料，具有极好的前景。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种合成复合橡胶材料及其制备方法。
[0007]一种合成复合橡胶材料，其原料按质量份包括：天然橡胶40
‑
100份，乙丙橡胶30
‑
60份，二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维10
‑
27份，氧化锌2
‑
4份，顺丁烯二酸2
‑
4份，石蜡油2
‑
4份，炭黑60
‑
90份，防老剂2
‑
4份，硫磺2
‑
6份，硫化促进剂0.2
‑
2份；
[0008]二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维，以高硅氧纤维为模板，十六烷基三甲基溴化铵
为致孔剂进行定向水解，然后在高硅氧纤维表面结合并包覆二氧化硅气凝胶层形成的产物。
[0009]优选地，防老剂为N
‑
苯基
‑
N'
‑
环己基对苯二胺、N
‑
苯基
‑
β
‑
萘胺、N
‑
N'
‑
二苯基
‑
对苯二胺中至少一种。
[0010]优选地，硫化促进剂为硫化促进剂TMTD和/或硫化促进剂M。
[0011]优选地，二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维采用如下具体步骤制得：将十六烷基三甲基溴化铵加入至水中搅拌均匀，搅拌状态下加入正硅酸乙酯，30
‑
50℃搅拌1
‑
2h，加入高硅氧纤维、乳化剂，20
‑
30℃搅拌20
‑
30h，80
‑
90℃水热反应4
‑
10h，离心，洗涤，干燥，粉碎得到二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维。
[0012]优选地，十六烷基三甲基溴化铵、正硅酸乙酯、高硅氧纤维、乳化剂的质量比为1
‑
5：4
‑
10：4
‑
10：1
‑
2。
[0013]优选地，乳化剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、吐温80、司盘80中至少一种。
[0014]优选地，炭黑的粒径为50
‑
150nm。
[0015]上述合成复合橡胶材料制备方法，包括如下步骤：
[0016]步骤1、将乙丙橡胶、20
‑
60wt％氧化锌、20
‑
60wt％顺丁烯二酸、20
‑
60wt％石蜡油、20
‑
60wt％炭黑、20
‑
60wt％防老剂塑炼均匀，然后加入20
‑
60wt％硫磺、20
‑
60wt％硫化促进剂，80
‑
90℃混炼5
‑
15min，得到预处理乙丙橡胶；
[0017]其中20
‑
60wt％氧化锌，为以氧化锌总量为基准的20
‑
60wt％的氧化锌；同理20
‑
60wt％顺丁烯二酸、20
‑
60wt％石蜡油、20
‑
60wt％炭黑、20
‑
60wt％防老20
‑
60wt％硫磺及20
‑
60wt％硫化促进剂。
[0018]步骤2、将天然橡胶、剩余氧化锌、剩余顺丁烯二酸、剩余石蜡油、剩余炭黑、剩余防老剂塑炼均匀，然后加入剩余硫磺、剩余硫化促进剂，60
‑
70℃混炼5
‑
10min，得到预处理天然橡胶；
[0019]步骤3、将二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维、预处理乙丙橡胶、预处理天然橡胶加入共混1
‑
2h，共混温度为80
‑
95℃，硫化1
‑
5min，硫化温度为160
‑
180℃，硫化压力为10
‑
12MPa，出片得到合成复合橡胶材料。
[0020]本专利技术的技术效果如下所示：
[0021](1)本专利技术以高硅氧纤维为模板，采用十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂和致孔剂进行定向水解并结合形成多孔结构，在纤维表面包覆一层二氧化硅气凝胶层，纤维和二氧化硅气凝胶纤细的纳米级骨架相互结合，可有效抑制气体热传导和对流传热，具有优异的耐温性能，同时纤维彼此之间孔隙被二氧化硅凝胶填充，使纤维有效分散在气凝胶材料中，不仅可有效减少纤维之间的接触，避免材料的耐温性能降低，而且二氧化硅气凝胶的纳米级骨架与纤维之间形成的界面相可有效承担载荷功能，产品力学性能优异。
[0022](2)本专利技术采用天然橡胶与乙丙橡胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成复合橡胶材料，其特征在于，其原料按质量份包括：天然橡胶40
‑
100份，乙丙橡胶30
‑
60份，二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维10
‑
27份，氧化锌2
‑
4份，顺丁烯二酸2
‑
4份，石蜡油2
‑
4份，炭黑60
‑
90份，防老剂2
‑
4份，硫磺2
‑
6份，硫化促进剂0.2
‑
2份；二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维，以高硅氧纤维为模板，十六烷基三甲基溴化铵为致孔剂进行定向水解，然后在高硅氧纤维表面结合并包覆二氧化硅气凝胶层形成的产物。2.根据权利要求1所述合成复合橡胶材料，其特征在于，防老剂为N
‑
苯基
‑
N'
‑
环己基对苯二胺、N
‑
苯基
‑
β
‑
萘胺、N
‑
N'
‑
二苯基
‑
对苯二胺中至少一种。3.根据权利要求1所述合成复合橡胶材料，其特征在于，硫化促进剂为硫化促进剂TMTD和/或硫化促进剂M。4.根据权利要求1所述合成复合橡胶材料，其特征在于，二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维采用如下具体步骤制得：将十六烷基三甲基溴化铵加入至水中搅拌均匀，搅拌状态下加入正硅酸乙酯，30
‑
50℃搅拌1
‑
2h，加入高硅氧纤维、乳化剂，20
‑
30℃搅拌20
‑
30h，80
‑
90℃水热反应4
‑
10h，离心，洗涤，干燥，粉碎得到二氧化硅包覆的多孔高硅氧纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘引刚，
申请(专利权)人：东莞市仲壹实业有限公司，
类型：发明
国别省市：