耐火橡胶基础胶及其制备方法，以及耐火橡胶组合物技术

本发明专利技术提供了一种耐火橡胶基础胶及其制备方法，以及耐火橡胶组合物。该制备方法包括以下步骤：配制包括苯乙烯、丁二烯、第三单体、乳化剂、还原剂、水的原料液，将引发剂加入至原料液中进行乳液聚合反应，得到耐火橡胶基础胶；其中第三单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯。本发明专利技术通过乳液聚合的形式采用了第三单体对丁苯橡胶进行改性，制备得到新型耐火橡胶基础胶，提高了后续无机填料对丁苯橡胶的填充补强效果，在保持耐火特性的同时，提高了耐火橡胶材料的力学性能，在输送带生产领域具有良好的应用效果。送带生产领域具有良好的应用效果。

【技术实现步骤摘要】
耐火橡胶基础胶及其制备方法，以及耐火橡胶组合物


[0001]本专利技术涉及橡胶材料
，具体而言，涉及一种耐火橡胶基础胶及其制备方法，以及耐火橡胶组合物。

技术介绍

[0002]橡胶材料被广泛应用于生活用品、建筑、汽车和航空航天等领域，但是大部分橡胶都是有机化合物，其本身不存在防火特性，具有可燃性，极易在一定条件下燃烧。橡胶的燃烧过程是一个复杂剧烈的氧化过程，常伴有火焰、浓烟、毒气等产生。橡胶在燃烧时，会使更多的聚合物或难于分解的物质分解，产生更多的可燃物，造成火灾，危及人们的生命和财产。目前，橡胶耐火领域缺乏既耐火阻燃性能好、同时力学性能也良好的耐火橡胶。
[0003]现有技术中，CN201910171403.5是以三元乙丙橡胶作为基材，得到具有优异的耐火阻燃性能和热稳定性的橡胶。CN201810053354.0是以天然橡胶作为基材，通过填充纳米二氧化钛提高了制备的橡胶的耐火性能。CN201710313570.X是一种主要成分为三元乙丙橡胶及氟橡胶的耐火橡胶组合物，通过组合物中的纳米氧化镁成分，促使该种耐火橡胶组合物耐火性能良好。CN201510889047.2是一种主要成分为丁腈橡胶石墨增强复合橡胶材料，耐火性良好，耐酸碱能力良好。CN201510889820.5涉及一种阻燃橡胶，其组分主要为丁苯橡胶和甲基乙烯基硅橡胶，通过组合物中的纳米氧化锌等填料促使材料具有耐火耐高温的性能。这些专利大多采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶等作为基础材料，填充有机和无机填料制备耐火橡胶。
[0004]特别地，在输送带制造领域，由于对力学性能的要求，目前大多采用天然橡胶、丁苯橡胶作为基材，然而这两种材料都不是耐火性能好的橡胶，需要通过大量填充白炭黑等无机填料的方式保证材料的耐火性能，但是这种方式降低了材料力学性能。所以，对天然橡胶和丁苯橡胶进行改性，制备耐火橡胶，具有十分广阔的前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种耐火橡胶基础胶及其制备方法，以及耐火橡胶组合物，以解决现有技术中耐火橡胶无法同时兼顾耐火性能和力学性能的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种耐火橡胶基础胶的制备方法。制备方法包括以下步骤：配制包括苯乙烯、丁二烯、第三单体、乳化剂、还原剂、水的原料液，将引发剂加入至原料液中进行乳液聚合反应，得到耐火橡胶基础胶；其中第三单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯。
[0007]进一步地，按重量份计，原料液包括25～30份的苯乙烯、60～65份的丁二烯、5～10份的第三单体、3.5～5.0份的乳化剂、0.06～0.08份的还原剂和180～200份的水，且引发剂的重量份为0.02～0.10份。
[0008]进一步地，按重量份计，原料液还包括0.63～1.03份的电解质、0.12～0.22份的调节剂。
[0009]进一步地，制备方法包括以下步骤：对聚合釜进行真空、氮气置换，并将各原料加入到聚合釜中；将聚合釜中的温度降至0℃以下，然后向其中加入引发剂以进行乳液聚合反应；待反应转化率达到60％时，向聚合釜中加入终止剂终止反应，得到聚合胶液；将聚合胶液凝聚、洗涤、干燥，得到耐火橡胶基础胶。
[0010]进一步地，乳化剂为歧化松香酸钾皂和/或脂肪酸钾皂。优选地，还原剂包括乙二胺四乙酸铁钠和甲醛次硫酸氢钠，优选二者重量比为1:(1～1.7)；优选地，引发剂为过氧化氢对孟烷和/或过氧化氢蒎烷。
[0011]进一步地，电解质包括磷酸、氢氧化钾、乙二胺四乙酸四钠盐、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种；优选电解质包括磷酸、氢氧化钾、乙二胺四乙酸四钠盐和十二烷基苯磺酸钠，且四者之间的重量比为(20～30):(30～50):3:(10～20)；优选地，调节剂为叔十二碳硫醇和/或正十二碳硫醇。
[0012]进一步地，终止剂为异丙基羟胺和/或异丁基羟胺；优选地，终止剂的用量为乳化剂重量的8～15％。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种耐火橡胶基础胶。耐火橡胶基础胶由前述的制备方法制备得到。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种耐火橡胶组合物，，包括基础胶、无机填料和小料，基础胶为前述耐火橡胶基础胶。
[0015]进一步地，无机填料包括白炭黑和氢氧化铝。
[0016]应用本专利技术的技术方案，通过乳液聚合的形式采用了第三单体对丁苯橡胶进行改性得到耐火橡胶基础胶，提高了后续无机填料对丁苯橡胶的填充补强效果，在保持耐火特性的同时，提高了耐火橡胶材料的力学性能，在输送带生产领域具有良好的应用效果。
具体实施方式
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0018]正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术中耐火橡胶无法同时兼顾耐火性能和力学性能。
[0019]为了解决这一问题，本专利技术提供了一种耐火橡胶基础胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：配制包括苯乙烯、丁二烯、第三单体、乳化剂、还原剂、水的原料液，将引发剂加入至原料液中进行乳液聚合反应，得到耐火橡胶基础胶；其中第三单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯。
[0020]本专利技术采用苯乙烯、丁二烯及第三单体乳液聚合的形式制备耐火橡胶基础胶，乳液聚合的方式更有利于达到分子量可控，分散性更佳，这样制备的耐火橡胶基础胶，丁苯橡胶优异的力学性能得以更充分地发挥。更重要的是，后续添加的白炭黑等无机填料是强极性填料，与丁苯橡胶的相容性和相互作用较弱，容易局部团聚，失去补强的作用，大量填充后会使得材料的力学性能较差。本专利技术通过第三单体对丁苯橡胶进行了改性，强极性第三单体加入后，直接聚合到分子主链上，第三单体可以与强极性无机填料作用强烈，促使白炭黑等强极性无机填料与分子链的增容作用大大增强，补强作用显著，促使耐火橡胶基础胶的力学性能更佳，同时也保证了橡胶材料的耐火性能。尤其是，本专利技术第三单体选自甲基丙
烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯，增容效果更佳。另外，乳液体系更稳定、粘度更低，苯乙烯、丁二烯及第三单体可以分散成更小的乳液液滴，更有利于苯乙烯、丁二烯及第三单体在短时间内聚合得到结构更稳定的耐火橡胶基础胶，促使材料力学性能更佳。
[0021]总之，本专利技术通过乳液聚合的形式采用了第三单体对丁苯橡胶进行改性，制备得到新型耐火橡胶基础胶，提高了后续无机填料对丁苯橡胶的填充补强效果，在保持耐火特性的同时，提高了耐火橡胶材料的力学性能，材料的拉伸强度至少提高8％，在输送带生产领域具有良好的应用效果。
[0022]优选地，按重量份计，上述原料液包括25～30份的苯乙烯、60～65份的丁二烯、5～10份的第三单体、3.5～5.0份的乳化剂、0.06～0.08份的还原剂和180～200份的水，且引发剂的重量份为0.02～0.10份。在此重量份组成下，可以更好地发挥各个组份的协同作用，得到的改性乳聚丁苯橡胶综合性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐火橡胶基础胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：配制包括苯乙烯、丁二烯、第三单体、乳化剂、还原剂、水的原料液，将引发剂加入至所述原料液中进行乳液聚合反应，得到所述耐火橡胶基础胶；其中所述第三单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和/或丙烯酸缩水甘油酯。2.根据权利要求1所述的耐火橡胶基础胶的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述原料液包括25～30份的所述苯乙烯、60～65份的所述丁二烯、5～10份的所述第三单体、3.5～5.0份的所述乳化剂、0.06～0.08份的所述还原剂和180～200份的水，且所述引发剂的重量份为0.02～0.10份。3.根据权利要求2所述的耐火橡胶基础胶的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述原料液还包括0.63～1.03份的电解质、0.12～0.22份的调节剂。4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐火橡胶基础胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：对聚合釜进行真空、氮气置换，并将各原料加入到所述聚合釜中；将所述聚合釜中的温度降至0℃以下，然后向其中加入所述引发剂以进行所述乳液聚合反应；待反应转化率达到60％时，向所述聚合釜中加入终止剂终止反应，得到聚合胶液；将所述聚合胶液凝聚、洗涤、干燥，得到所述耐火橡胶基...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞建勋，刘佳，孙聚华，殷兰，孙继德，王秀芝，刘洪伟，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：