一種制造復(fù)合橡膠墊的組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠制品領(lǐng)域，具體涉及一種制造復(fù)合橡膠墊的組合物及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 橡膠墊具有耐油、耐酸堿、耐寒熱、耐老化等性能，在_70°C~+260°C的溫度范圍 內(nèi)能保持良好的使用彈性，具有突出的耐高低溫性能，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、抗靜 電、阻燃、食品等行業(yè)。目前市場(chǎng)上橡膠墊主要有天然橡膠墊、丁苯橡膠墊、順丁橡膠墊、丁 基橡膠墊、丁腈橡膠墊、氯丁橡膠墊、高苯橡膠墊等。其中天然橡膠墊在空氣中易老化，遇熱 變粘，在礦物油或汽油中易膨脹和溶解，耐堿但不耐強(qiáng)酸。其中丁苯橡膠墊機(jī)械強(qiáng)度較弱， 不建議使用強(qiáng)酸、臭氧、油類(lèi)、油酯和脂肪及大部份的碳?xì)浠衔镏?。其中順丁橡膠墊抗 撕裂性能較差，抗?jié)窕阅懿缓?。其中丁基橡膠墊不建議與石油溶劑、膠煤油和芳?xì)渫瑫r(shí)使 用。其中丁腈橡膠墊低溫性能差，不適合用于極性溶劑之中。其中氯丁橡膠墊在低溫時(shí)易 結(jié)晶、硬化，貯存穩(wěn)定性差，不建議使用強(qiáng)酸、硝基烴、酯類(lèi)、氯仿及酮類(lèi)的化學(xué)物之中。其中 高苯橡膠墊具有良好的機(jī)械性能和彈性，高苯橡膠與天然橡膠、順丁橡膠和丁苯橡膠等有 良好的相容性。
[0003]橡膠制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)或生活各方面。環(huán)氧化天然橡膠（ENR)是通過(guò)環(huán)氧化反 應(yīng)改性天然橡膠（NR)分子鏈上的部分雙鍵而制備的，具有抗?jié)窕院?、氣密性?yōu)良、耐油 性能佳等諸多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)環(huán)氧化天然橡膠（ENR)中環(huán)氧基團(tuán)二次開(kāi)環(huán)副反應(yīng)形成凝膠使 得環(huán)氧化天然橡膠（ENR)容易老化，造成橡膠強(qiáng)度和韌性下降。而三元乙丙橡膠是乙烯、丙 烯和非共輒二烯烴的三元共聚物，三元乙丙橡膠的主要聚合物鏈?zhǔn)峭耆柡偷模举|(zhì)上是 無(wú)極性的，這個(gè)特性使得三元乙丙橡膠有較好的抗老化作用。而環(huán)氧化天然橡膠（ENR)能 夠與無(wú)極性橡膠復(fù)合產(chǎn)生相容和共硫化作用，使得復(fù)合橡膠兼具兩者優(yōu)點(diǎn)，具有良好的抗 老化效果，從而提高復(fù)合橡膠的強(qiáng)度和韌性，提高了復(fù)合橡膠的使用時(shí)間。
[0004] 從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和納米填料增強(qiáng)出發(fā)，加強(qiáng)填料與基體的界面結(jié)合并提高填料在 基體中的分散程度，制備高韌性的橡膠材料，具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力。
[0005] 中國(guó)專利CN201310434562. 2公開(kāi)了一種橡膠墊板，該發(fā)明具體的技術(shù)方案為：所 述橡膠墊板包括：丁苯橡膠：100份，氧化鋅：4~8份，硬脂酸：0. 5~1. 5份，促進(jìn)劑TMTD: 0. 8~1. 5份，促進(jìn)劑CZ5~1. 5份，偶聯(lián)劑Si69 :1. 0~3. 0份，半補(bǔ)強(qiáng)炭黑：30~50 份，納米高嶺土 ：50~70份，防老劑4010NA: 1~1. 5份，防老劑RD: 1~2份，微晶蠟：0. 5~ 1. 5份，硫磺：0. 3~1. 5份，乙稀-α-稀經(jīng)-非共輒多稀共聚物橡膠：40~50份，芳香胺 系化合物：20~30份。但是該專利在硫化體系中需要使用較多的促進(jìn)劑，機(jī)械性差，需配 合大量昂貴的補(bǔ)強(qiáng)劑炭黑，制品在多次變形時(shí)發(fā)熱增大，黏合性、彈性差。
[0006] 中國(guó)專利CN201410516345. 2公開(kāi)了一種復(fù)合型耐磨橡膠墊，該發(fā)明所述橡膠墊 是由天然橡膠、三元乙丙橡膠、氯化石蠟、氧化鋅、輕鈣、白炭黑、促進(jìn)劑、氫氧化鋁、發(fā)泡劑、 防止劑及環(huán)烷烴油配制而成。但是該專利產(chǎn)品采用天然橡膠與三元乙丙橡膠復(fù)合而成，其 中天然橡膠中含有蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖份等雜質(zhì)，容易受到霉菌的侵蝕，并且天然橡膠反應(yīng) 速度慢，反應(yīng)不完全、不均勻，同時(shí)具有多種化學(xué)反應(yīng)并存的現(xiàn)象（如氧化裂解反應(yīng)和結(jié)構(gòu) 化反應(yīng)）等。
[0007] 因此需要對(duì)現(xiàn)有橡膠產(chǎn)品的配方和生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改性，制備出具有強(qiáng)韌、 環(huán)保、抗老化特性的復(fù)合橡膠墊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種制造復(fù)合橡膠墊的組合物及其制備方法，能夠提 高橡膠墊的使用壽命，降低復(fù)合橡膠墊的老化水平。
[0009] 本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0010] -種制造復(fù)合橡膠墊的組合物，制造復(fù)合橡膠墊的組合物的原料及重量份數(shù)組成 為：環(huán)氧化天然橡膠為50份~80份、三元乙丙橡膠為15份~30份、丁腈橡膠為5份~15 份、丁苯橡膠為2份~5份、順丁橡膠為6份~12份、高苯橡膠為8份~20份、納米氧化鋅 為1份~6份、硬脂酸鈉為4份~6份、炭黑為1份~3份、防霉劑為1份~6份、硫磺為2 份~8份、PBS聚合物為4份~10份、羥基聚磷酸酯為2份~5份、亞硫酸氫鈉為2份~5 份、硅烷偶聯(lián)劑為4份~8份。
[0011] 其中環(huán)氧化天然橡膠（ENR)是通過(guò)環(huán)氧化反應(yīng)改性天然橡膠（NR)分子鏈上的部 分雙鍵而制備的，其既保留有NR的基本結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，能夠與NR、SBR、BR等非極性橡膠 產(chǎn)生部分相容和共硫化，又具有一定的極性和環(huán)氧基團(tuán)的反應(yīng)性，該橡膠具有抗?jié)窕院谩?氣密性優(yōu)良、耐油性能佳等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 其中三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和非共輒二烯烴的三元共聚物，三元乙丙的主要 聚合物鏈?zhǔn)峭耆柡偷?，三元乙丙本質(zhì)上是無(wú)極性的，對(duì)極性溶液和化學(xué)物具有抗性，吸水 率低，具有良好的絕緣特性，這個(gè)特性使得三元乙丙可以抵抗熱，光，氧氣，尤其是臭氧。
[0013] 其中丁腈橡膠，耐油、耐老化性能好，還具有耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。其 中丁苯橡膠，品質(zhì)均勻，異物少，具有更好耐磨性及耐老化性，但機(jī)械強(qiáng)度則較弱，可與天然 膠摻合使用，不建議使用強(qiáng)酸、臭氧、油類(lèi)、油酯和脂肪及大部份的碳?xì)浠衔镏小?br>[0014] 其中順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性能 好，易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等并用。
[0015] 其中高苯橡膠，具有良好的機(jī)械性能和彈性，與天然橡膠、順丁橡膠和丁苯橡膠等 有良好的相容性。
[0016] 其中納米氧化鋅是極好的硫化活性劑，可顯著提高產(chǎn)品的導(dǎo)熱性能、耐磨性能、抗 撕裂性能、拉伸強(qiáng)度等項(xiàng)指標(biāo)，降低產(chǎn)品成本，能延長(zhǎng)膠料焦燒時(shí)間，對(duì)改善產(chǎn)品的耐磨性 和密封效果也有著良好的作用，納米氧化鋅能吸收紫外光，從而抑制材料老化。
[0017] 其中硬脂酸鈉屬于有機(jī)活性劑中的脂肪酸類(lèi)活性劑，添加于硫化體系中不出現(xiàn)硫 化返原現(xiàn)象，硫化速度快，交聯(lián)效率高，不易焦燒，生成的硫化膠具有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu) 異的耐高溫老化性能，蠕變小，壓縮永久變形小，動(dòng)態(tài)性能好，不易噴霜，且貯存穩(wěn)定性好， 安全無(wú)公害，因而有很好的加工安全性，應(yīng)用廣泛，硬脂酸鈉不僅用作活性劑，還能做穩(wěn)定 劑、增塑劑、隔離劑、脫模劑。
[0018] 其中炭黑填充膠料的tan δ值的溫度依賴性大，降低膠料滾動(dòng)阻力，在炭黑硫化 膠中，聚合物和炭黑間有較強(qiáng)的吸附鍵，聚合物分子沿表面的滑移被抑制，從而降低滯后損 失。
[0019] 其中PBS聚合物是一種通用型完全生物降解脂肪族聚酯塑料，與PCL、PHB、PHA等 降解塑料相比，PBS具有價(jià)格低廉、力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)，又具有加工方便、耐熱性能好的特 點(diǎn)，其熱變形溫度可以超過(guò)100°C。
[0020] 其中羥基聚磷酸酯是一種無(wú)鹵的固體型聚磷酸酯阻燃劑，其耐熱性好，相容性好， 易于使用，且后處理簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本低，更具有工業(yè)化前景。
[0021] 其中亞硫酸氫鈉，酸性，易被氧化，作為抗氧化劑。
[0022] 進(jìn)一步地，復(fù)合橡膠墊的組合物的原料及最佳重量份配比是：環(huán)氧化天然橡膠為 62份、三元乙丙橡膠為25份、丁腈橡膠為10份、丁苯橡膠為3份、順丁橡膠為8份、高苯橡 膠為10份、納米氧化鋅為4份、硬脂酸鈉為5份、炭黑為2份、防霉劑為3份、硫磺為5份、 PBS聚合物為7份、羥基聚磷酸酯為4份、亞硫酸氫鈉為3份、硅烷偶聯(lián)劑為5份。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一目的，在于提供一種制造復(fù)合橡膠墊的組合物的制備方法，包 括以下步驟：
[0024] 步驟S10，混料：混料步驟包括以下步驟：
[0025] S11，將所述重量份的環(huán)氧化天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、順丁 橡膠、高苯橡膠、PBS聚合物均勻混合，將混合物投入超聲波清洗設(shè)備進(jìn)行超聲清洗；
[0026]S12，將清洗后的混合物放入水池，水面高出混合物3cm~5cm，浸泡20min~ 30min；
[0027] S13,用高壓噴水槍進(jìn)行高壓沖洗；
[0028] 步驟S20,烘干：取經(jīng)步驟S13中高壓沖洗處理后的混合物，放入鼓風(fēng)干燥機(jī)中，在 溫度為50°C~70°C的條件下進(jìn)行鼓風(fēng)干燥處理3h~6h;
[0029] 步驟S30,造粒：將經(jīng)步驟S20鼓風(fēng)干燥處理后的混合物，與納米氧化鋅、硬脂酸 鈉、炭黑、防霉劑、硫磺、羥基聚磷酸酯、亞硫酸氫鈉、硅烷偶聯(lián)劑混合后在惰性氣體氛圍下 進(jìn)入混煉機(jī)的加料區(qū)，加料區(qū)由冷卻水冷卻，控制溫度為40°C~50°C，然后使混合物在混 煉機(jī)內(nèi)由于螺桿的剪切及在筒體內(nèi)擠壓、返混而熔融，得到熔融物，將熔融物轉(zhuǎn)入熔融栗 中，使熔融物經(jīng)過(guò)剪切、擠壓，并且通過(guò)熔融篩脫除雜質(zhì)后，通過(guò)模板成束狀出料造粒；
[0030] 步驟S40,成型：經(jīng)步驟S3