[发明专利]一种高强度耐磨改性天然橡胶材料

说明书

技术领域

 本发明涉及天然橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高强度耐磨改性天然橡胶材料。

 

背景技术

天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，聚异戊二烯含量在90%以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等，由于其具有良好的弹性、可塑性、强度和绝缘性能，早己广泛应用于工业生产的各种领域中，例如:电线、电缆、输送带、胶管、电子、电器工业上使用的各种橡胶制品，以及汽车、飞机、船上使用的橡胶制品等，然而由于天然橡胶的强度和耐磨性能不佳，在实际生产中常用改性的方式提升天然橡胶的这两项性能，研制一种强度高、耐磨性能好的天然橡胶材料有着极为重要的现实需求。

 

发明内容

基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度耐磨改性天然橡胶材料，强度高、耐磨性好，能够满足工业生产中对天然橡胶性能的需求。

本发明提出的一种高强度耐磨改性天然橡胶材料，其原料按重量份包括：天然橡胶45-55份，三元乙丙橡胶22-26份，顺丁橡胶11-14份，改性勃姆石30-35份，空心玻璃微珠9-12份，炉法炭黑10-13份，氢氧化铝12-16份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3-5份，硫磺粉0.5-0.8份，促进剂TMTD 0.8-1.3份，促进剂DM 2-2.4份，防老剂SP 0.7-0.9份，防老剂RD 2-3份，硬脂酸0.5-1.5份，石油磺酸苯酯7-11份，环氧树脂2.3-2.6份；

制备过程中，预热密炼机到75-78℃，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶送入上述密炼机中以220-250rpm的搅拌速度密炼25-28min得到橡胶主料，密炼过程中打三角包6-9次，继续投入改性勃姆石、空心玻璃微珠、炉法炭黑、氢氧化铝和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以120-135rpm的搅拌速度密炼20-24min得到混合物料C；将硬脂酸、石油磺酸苯酯、环氧树脂加入含混合物料C的密炼机中以100-105rpm的搅拌速度混炼20-23min，再加入防老剂SP、防老剂RD，以82-85rpm的搅拌速度混炼10-15min，继续加入硫磺粉、促进剂TMTD、促进剂DM以90-95rpm的搅拌速度密炼16-19min，将温度升至150-155℃再混炼10-12min后，降温出料，得到高强度耐磨改性天然橡胶材料；

其中改性勃姆石的制备方法为：按重量份将6-9份勃姆石加入600-800份去离子水中，超声分散35-38min得到溶液A，超声处理的频率为15-18KHz，超声处理的功率为1000-1100W；向溶液A中加入1.2-1.6份硅烷偶联剂KH550后，进行两次磁力搅拌得到溶液B，第一次磁力搅拌时间为32-35min，第一次磁力搅拌速度为80-100rpm，第一次磁力搅拌温度为20-25℃，第二次磁力搅拌时间为12-16min，第二次磁力搅拌速度为120-125rpm，第二次磁力搅拌温度为155-158℃；将溶液B陈化15-18h，干燥、粉碎得到改性勃姆石。

勃姆石，又称软水铝石，物理机械性能极佳，但是由于其表面含有很多羟基，且具有亲水性和强极性，所以在作为橡胶的补强填充剂时不能与橡胶分子相容，本发明使用硅烷偶联剂KH550对其改性得到改性勃姆石。

陈化为溶液沉淀完全后，让初生成的沉淀与母液一起放置一段时间，这个过程称为“陈化”。其作用的是：1、去除沉淀中包藏的杂质；2、让沉淀晶体生长增大晶体粒径，并使其粒径分布比较均匀。

优选地，天然橡胶的含水量为2-5%。

优选地，三元乙丙橡胶的门尼粘度（ML1+4,100℃）为30-45。

优选地，天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶的重量比为48-50：23-25：12-13。

优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶48-50份，三元乙丙橡胶23-25份，顺丁橡胶12-13份，改性勃姆石33-34份，空心玻璃微珠10-11份，炉法炭黑11-12份，氢氧化铝13-15份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3.5-4份，硫磺粉0.6-0.7份，促进剂TMTD 0.9-1.1份，促进剂DM 2.1-2.2份，防老剂SP 0.8-0.9份，防老剂RD 2.5-3份，硬脂酸0.8-1.2份，石油磺酸苯酯8-10份，环氧树脂2.4-2.5份；