一种高硬度橡胶及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶制品技术领域，尤其是涉及一种高硬度橡胶及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 天然橡胶具有弹性好、强度高、价格便宜等特点，是综合性能最优的一种通用橡 胶，被广泛应用于减振橡胶制品。随着重载铁路、工程机械等运输工具的快速发展，为满足 高载荷的工况使用要求，高硬度的减振制品被越来越多地应用，而提高减振制品胶料硬度 通常采用以下方法：
[0003] 1、选择粒径小、比表面积大的炭黑进行填充；
[0004] 2、增加填料的填充量；
[0005] 3、采用一些可增加硬度的树脂型增硬剂。
[0006] 但是，目前的这些方法均存在一些不足，即采用上述方法得到的胶料的工艺性能 和物理机械性能变差：1、胶料流动性差，焦烧时间缩短，加工性能下降；2、压缩永久变形性 能下降，影响车辆运行稳定性；3、胶料的回弹性能下降，生热增加，影响减振制品的使用效 果及使用寿命。因此，如何提供一种性能更优异、加工工艺良好、且高硬度的减振制品胶料， 是本领域技术人员一直面临的技术难题。
[0007] CN104672630A号中国专利文献公开了一种改性乙丙橡胶及其制备方法，该方法 采用改性聚辛烯对乙丙橡胶自粘性、互粘性及乙丙橡胶与极性橡胶互融性进行了改进，但 未涉及反式聚辛烯及其在天然橡胶等胶种中的应用，其中配方胶料的应用领域主要为汽车 橡胶软管，主要作用为输送某种液体等，亦不能解决上述的技术难题。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一 种性能优异、加工工艺良好、回弹性好且使用寿命长的高硬度橡胶，还相应提供该高硬度橡 胶的制备方法和应用。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种高硬度橡胶，所述高硬度橡 胶主要由以下质量份数的原料组分制备得到：
[0010] 天然橡胶（NR) 30-100 份；
[0011] 反式聚辛烯（TOR) 5-20份；
[0012] 其他橡胶10-70份；
[0013] 炭黑和/或白炭黑（各种品种和规格均可）50-100份；
[0014] 氧化锌5-10份；
[0015] 硬脂酸1-2份；
[0016] 防老剂2-6份；
[0017] 硫化剂（硫磺）0· 5-2. 5份；和
[0018]促进剂 1.5-2. 5 份。
[0019] 上述的高硬度橡胶中，优选的：所述其他橡胶包括丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、 氯丁橡胶（各种品种和规格均可）中的一种或多种的并用。
[0020] 上述的高硬度橡胶中，所述炭黑和/或白炭黑包括各种品种和规格的炭黑的一种 或多种并用、各种品种和规格的白炭黑的一种或多种并用，以及各种品种和规格的炭黑与 各种品种和规格的白炭黑的并用。具体的：所述炭黑包括N100系列，N200系列，N300系列， N400系列，N500系列，N600系列，N700系列、天然气半补强炭黑、天然气槽法炭黑和混气炭 黑等各种品种和规格的炭黑。所述白炭黑包括各种比表面积、粒径的沉淀法白炭黑或气相 法白炭黑。
[0021] 上述的高硬度橡胶中，优选的：所述防老剂为对苯二胺类和/或喹啉类防老剂。
[0022] 上述的高硬度橡胶中，优选的：所述促进剂为次磺酰胺类和/或秋兰姆类促进剂。
[0023] 上述本发明的配方主要基于以上原理：
[0024] 首先，反式聚辛烯的聚合过程为：先由1，3_ 丁二烯聚合为环辛烯，再由环辛烯通 过易位聚合为聚辛烯，聚合过程中通过改变聚合条件控制分子顺反式结构，最终到反式含 量结构高的反式聚辛烯；由于反式聚辛烯包含线性大分子和环状大分子且含有一定的双键 结构，环状大分子与线性分子相互缠绕，使其具有极大的变形抵抗力；进一步的，反式聚辛 烯与天然橡胶共硫化时，因其具有的双键结构使其可参与交联反应，其环状大分子与天然 胶分子链相互缠绕进一步增加了胶料的变形抵抗力，胶料的回弹性能有大幅的提高；更进 一步的，反式聚辛烯作为一种部分结晶的橡胶，在其熔点（50°C)以下快速结晶，与天然橡 胶共硫化后，增加了胶料的结晶含量，结晶含量越高橡胶分子链之间作用力越大，可提高胶 料硬度、降低压缩永久变形。此外，反式聚辛烯具有在高温时低黏度的特性，这种优异的可 塑性还可改善天然橡胶的加工性能。
[0025] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的高硬度橡胶的制备方法，包括 以下步骤：
[0026] (1)将所述天然橡胶、反式聚辛烯、其他橡胶按上述质量份数在炼胶设备中进行塑 炼，制备塑炼胶；
[0027] (2)将塑炼胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑和/或白炭黑加入密炼机中混炼制备 一段混炼胶，胶料温度达到145°C以上时排胶、冷却；
[0028] (3)将上述步骤（2)制得的一段混炼胶、硫化剂、促进剂加入密炼机中制备二段混 炼胶，胶料温度达到105 °C以上时排胶；
[0029] (4)将上述步骤（3)制得的二段混炼胶进行停放及硫化，得到高硬度橡胶产品。
[0030] 上述的制备方法，优选的：所述步骤（1)中，塑炼时间控制为4-15min，塑炼温度 彡 10(TC〇
[0031] 上述的制备方法，优选的：所述步骤（2)中，胶料温度达到145°C _150°C时排胶，所 述冷却的时间多8h。
[0032] 上述的制备方法，优选的：所述步骤（3)中，胶料温度达到105°C -110°C时排胶。
[0033] 上述的制备方法，优选的：所述步骤（3)中，混炼胶停放时间大于8h后，硫化温度 为 140°C _160°C，硫化时间为 l_60min。
[0034] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的高硬度橡胶在制备减振橡胶制 品中的应用。
[0035] 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过添加反式聚辛烯橡胶T0R，利用其高含 量的环状大分子、双键结构及其结晶性改善尚硬度胶料的回弹性能（可提尚20%左右），同 时提高胶料硬度，改善胶料加工性能，降低胶料门尼粘度，降低胶料生热及压缩永久变形。 本发明的胶料可以用于制备各种橡胶制品，尤其在减振橡胶制品行业具有广阔的前景。本 发明的胶料制成减振制品后，产品回弹性能提高、生热降低，延长了产品的使用寿命。
【具体实施方式】
[0036] 为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述， 但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0037] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义 相同。本文中所使用的专业术