專利名稱：一種填充碳黑橡膠膠料配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠制造配方，尤其涉及一種填充碳黑橡膠膠料配方。
背景技術(shù)：
碳黑是指煤、石油、生物質(zhì)燃料等不完全燃燒后所形成的細小顆粒。碳黑進入大氣后，能吸收太陽光，減少到達地面的太陽輻射。烴類在嚴格控制的工藝條件下經(jīng)氣相不完全燃燒或熱解而成的黑色粉末狀物質(zhì)。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氫和硫等。碳黑粒子近似球形，粒徑介于10 500 μ m間。許多粒子常熔結(jié)或聚結(jié)成三維鍵枝狀或纖維狀聚集體。在橡膠加工中，通過混煉加入橡膠中作補強劑(見增強材料)和填料。碳黑是最古老的工業(yè)產(chǎn)品之一。碳黑主要用作橡膠的補強劑和填料，其消耗量約為橡膠消耗量的一半，橡膠用碳黑占碳黑總量的94%，其中約60%用于輪胎制造。此外，也用作油墨、涂料和塑料的著色劑以及塑料制品的紫外光屏蔽劑。在許多其他制品，如電極、干電池、電阻器、炸藥、化妝品及拋光膏中，它也是重要的助劑。爐黑主要用于橡膠制品，碳黑的粒徑越細，其補強性能越優(yōu)越；碳黑結(jié)構(gòu)度越高，其定伸應(yīng)力及模量越高。細粒徑的補強性品種主要用于輪胎胎面，賦予輪胎優(yōu)良的耐磨性能。輪胎的其他部位，如胎側(cè)、簾布層、帶束緩沖層和內(nèi)襯層，要求膠料耐曲撓龜裂、耐臭氧氧化、具有良好的回彈性和較低的生熱性能，一般選用較粗粒徑的半補強型(比表面積低于40m2/g)爐黑。色素用槽黑廣泛用于油墨、涂料和塑料中。油墨、特別是新聞油墨主要使用中色素 槽黑。在涂料制造過程中，高色素槽黑賦予高級汽車面漆極好的黑度和光澤，中色素槽黑用于一般工業(yè)涂料。此外，中色素槽黑也常用作聚烯烴的紫外光屏蔽劑，用于提高塑料制品的耐候性。橡膠用槽黑主要用于輪胎特別是越野及工程輪胎的胎面膠，它賦予胎面較高的強度及良好的耐磨性能。熱裂黑主要用于橡膠制品。因粒徑粗而補強性能差，僅用于要求最大限度填充增量的場合，如用于制造膠墊、膠管、海綿制品、密封圈、輪胎內(nèi)襯層、胎圈膠以及絕緣制品等。橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。20世紀60年代開發(fā)的熱塑性橡膠，無需化學(xué)硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐寒性、介電性、耐臭氧和耐大氣老化等性能，硅橡膠突出的性能是使用溫度寬廣，能在_60°C (或更低的溫度)至+250°C (或更高的溫度)下長期使用。但硅橡膠的抗張強度和抗撕裂強度等機械性能較差，在常溫下其物理機械性能不及大多數(shù)合成橡膠，且除腈硅、氟硅橡膠外，一般的硅橡膠耐油、耐溶劑性能欠佳，故硅橡膠不宜用于普通條件的場合，但非常適用于許多特定的場合。值得一提的是，在生物醫(yī)學(xué)工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡膠則是醫(yī)用高分子材料中特別重要的一類，它具有優(yōu)異的生理惰性，無毒、無味、無腐蝕、抗凝血、與機體的相容性好，能經(jīng)受苛刻的消毒條件。根據(jù)需要可加工成管材、片材、薄膜及異形構(gòu)件，可用做醫(yī)療器械、人工臟器等。現(xiàn)今國內(nèi)外都有專門的醫(yī)用級硅橡膠。但橡膠及其制品在加工，貯存和使用過程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機械性能的逐步變壞，最后喪失使用價值，這種變化叫做橡膠老化。表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。橡膠老化的的因素有(I)氧氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。(2)臭氧臭氧的化學(xué)活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”;作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。(3)熱提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象一熱氧老化。(4)光光波越短、能量越大。對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長另一特點(與熱作用不同)是它主要在橡表面進生。含膠率高的試樣，兩面會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。(5)機械應(yīng)力在機械應(yīng)力反復(fù)作用下，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪能個占優(yōu)勢，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。(6)水分水分的作用有兩個方面橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶 性物質(zhì)和親水基團等成分被水抽提溶解，水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。(7)橡膠制品在使用過程如果和油類介質(zhì)長期接觸，油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強度和其他力學(xué)性能降低。油類能使橡膠發(fā)生溶脹，是因為油類滲入橡膠后，產(chǎn)生了分子相互擴散，使硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。(8)其它對橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物
坐寸ο因此降低成本橡膠制品、改善橡膠制品使用性能、使物料分散均勻，增加橡膠制品的抗老化性，耐磨性和延長橡膠制品壽命，是業(yè)內(nèi)急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種填充碳黑橡膠膠料配方，該配方能夠降低成本橡膠制品、改善橡膠制品使用性能、使物料分散均勻，增加橡膠制品的抗老化性，耐磨性和延長橡膠制品壽命。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為
橡膠100; 碳黑1Γ25
有機硅O. Γ7. 5
配合劑O.1 5述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為
橡膠100;
碳黑11 有機硅O.1 配合劑O.1所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為
橡膠100;
碳黑25 有機硅7.5
配合劑5所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為
橡膠100;
碳黑18
有機硅4 配合劑2所述橡膠為天然橡膠或丁苯橡膠。所述碳黑的I2NO.為 17-23mg/g，DBP 為 115_150cc/100g。其中 I2NO.為碘吸收值，DBP為鄰苯二甲酸二丁酯值。所述碳黑含有硫氰酸酯基團，所述硫氰酸酯基團為N-(4_硫氰酸酯烷基)琥珀酰亞胺、N-(4-硫氰酸酯芳基)琥珀酰亞胺、N-(4-硫氰酸酯苯基)酰胺或N-(4-硫氰酸酯苯基)酰胺基團。
所述有機硅為以下有機硅化合物的一種或者幾種[R1I1- (RO) 3-nS1- (A1) m- (Ar) p] q [B][I]R1n- (RO) 3-nS1-A2[II]R1n- (RO) s-nS1-A3[III]式中B = -SCN, -SH, -CL, -NH2 (q = I)或-SX (q = 2)R和R1可以相同或者不同，并代表CV4燒基或苯基，η = 0，1 或 2，A1 =雙官能的直鏈或支鏈CV6烴基，111 = 0或1，Ar = C6_12，取好是C6亞方基，P = O或I,但P和η 二者不能都是O,q = 2-8 的數(shù)字，A2 =單官能的直鏈或支鏈不飽和CV2tl,最好是C2_8烴基，A3 =單官能的直鏈或支鏈不飽和C2,，最好是C2_8烴基，所述配合劑包括軟 化劑、促進劑、硫化劑和輕鈣。所述配合劑中軟化劑促進劑硫化劑輕鈣其它成份的質(zhì)量百分比為10 20 50 15 5使用的有機硅各項技術(shù)指標
權(quán)利要求
1.一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為 橡膠100 ； 碳黑11 25; 有機硅O.1 7. 5 ; 配合劑O.1 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為 橡膠100 ； 碳黑11 ; 有機硅O.1 ； 配合劑0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為 橡膠100 ； 碳黑25 ； 有機硅7. 5 ； 配合劑5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為 橡膠100 ； 碳黑18 ； 有機娃4 ； 配合劑2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述橡膠為天然橡膠或丁苯橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述碳黑的I2NO.為 17-23mg/g, DBP 為 115_150cc/100g。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述碳黑含有硫氰酸酯基團，所述硫氰酸酯基團為N-(4-硫氰酸酯烷基)琥珀酰亞胺、N-(4-硫氰酸酯芳基)琥珀酰亞胺、N-(4-硫氰酸酯苯基)酰胺或N-(4-硫氰酸酯苯基)酰胺基團。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述有機硅為以下有機娃化合物的一種或者幾種[R1I1- (RO) 3-nS1- (A1) m- (Ar) p]q[B][I] R1I1- (RO) 3-nS1-A2[II] R1I1- (RO) s-nS1-A3[III]式中 B = -SCN，-SH, -CL, -NH2 (q = I)或-SX (q = 2) R和R1可以相同或者不同，并代表Cy烷基或苯基， η = O, I 或 2,A1 =雙官能的直鏈或支鏈CV6烴基， m = O 或 I, Ar = C6_12，最好是C6亞芳基， P = O或I，但P和η 二者不能都是O， q = 2-8的數(shù)字， A2 =單官能的直鏈或支鏈不飽和C1J，最好是C2_8烴基， A3 =單官能的直鏈或支鏈不飽和C2_2(l，最好是C2_8烴基。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配合劑包括軟化劑、促進劑、硫化劑和輕鈣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配合劑中軟化劑促進劑硫化劑輕鈣其它成份的質(zhì)量百分比為10 : 20 : 50 : 15 : 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種填充碳黑橡膠膠料配方，其特征在于，所述配方的組成成份和各組成成份的質(zhì)量份為橡膠100；碳黑11～25；有機硅0.1～7.5；配合劑0.1～5。本發(fā)明能夠降低橡膠制品成本、改善橡膠制品使用性能、使物料分散均勻，橡膠制品耐磨性較強和使用壽命較長，具有廣闊的市場前景。
文檔編號C08K9/04GK103044721SQ20111030874
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者陸俊沛 申請人:常州市華偉醫(yī)療用品有限公司