一种制造复合橡胶垫的组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶制品领域，具体涉及一种制造复合橡胶垫的组合物及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 橡胶垫具有耐油、耐酸碱、耐寒热、耐老化等性能，在_70°C~+260°C的温度范围 内能保持良好的使用弹性，具有突出的耐高低温性能，广泛应用于医药、电子、化工、抗静 电、阻燃、食品等行业。目前市场上橡胶垫主要有天然橡胶垫、丁苯橡胶垫、顺丁橡胶垫、丁 基橡胶垫、丁腈橡胶垫、氯丁橡胶垫、高苯橡胶垫等。其中天然橡胶垫在空气中易老化，遇热 变粘，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。其中丁苯橡胶垫机械强度较弱， 不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。其中顺丁橡胶垫抗 撕裂性能较差，抗湿滑性能不好。其中丁基橡胶垫不建议与石油溶剂、胶煤油和芳氢同时使 用。其中丁腈橡胶垫低温性能差，不适合用于极性溶剂之中。其中氯丁橡胶垫在低温时易 结晶、硬化，贮存稳定性差，不建议使用强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。其中 高苯橡胶垫具有良好的机械性能和弹性，高苯橡胶与天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶等有 良好的相容性。
[0003]橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。环氧化天然橡胶（ENR)是通过环氧化反 应改性天然橡胶（NR)分子链上的部分双键而制备的，具有抗湿滑性好、气密性优良、耐油 性能佳等诸多优点，但同时环氧化天然橡胶（ENR)中环氧基团二次开环副反应形成凝胶使 得环氧化天然橡胶（ENR)容易老化，造成橡胶强度和韧性下降。而三元乙丙橡胶是乙烯、丙 烯和非共辄二烯烃的三元共聚物，三元乙丙橡胶的主要聚合物链是完全饱和的，本质上是 无极性的，这个特性使得三元乙丙橡胶有较好的抗老化作用。而环氧化天然橡胶（ENR)能 够与无极性橡胶复合产生相容和共硫化作用，使得复合橡胶兼具两者优点，具有良好的抗 老化效果，从而提高复合橡胶的强度和韧性，提高了复合橡胶的使用时间。
[0004] 从分子结构设计和纳米填料增强出发，加强填料与基体的界面结合并提高填料在 基体中的分散程度，制备高韧性的橡胶材料，具有一定的工业应用价值和市场潜力。
[0005] 中国专利CN201310434562. 2公开了一种橡胶垫板，该发明具体的技术方案为：所 述橡胶垫板包括：丁苯橡胶：100份，氧化锌：4~8份，硬脂酸：0. 5~1. 5份，促进剂TMTD: 0. 8~1. 5份，促进剂CZ5~1. 5份，偶联剂Si69 :1. 0~3. 0份，半补强炭黑：30~50 份，纳米高岭土 ：50~70份，防老剂4010NA: 1~1. 5份，防老剂RD: 1~2份，微晶蜡：0. 5~ 1. 5份，硫磺：0. 3~1. 5份，乙稀-α-稀经-非共辄多稀共聚物橡胶：40~50份，芳香胺 系化合物：20~30份。但是该专利在硫化体系中需要使用较多的促进剂，机械性差，需配 合大量昂贵的补强剂炭黑，制品在多次变形时发热增大，黏合性、弹性差。
[0006] 中国专利CN201410516345. 2公开了一种复合型耐磨橡胶垫，该发明所述橡胶垫 是由天然橡胶、三元乙丙橡胶、氯化石蜡、氧化锌、轻钙、白炭黑、促进剂、氢氧化铝、发泡剂、 防止剂及环烷烃油配制而成。但是该专利产品采用天然橡胶与三元乙丙橡胶复合而成，其 中天然橡胶中含有蛋白质、脂肪酸、糖份等杂质，容易受到霉菌的侵蚀，并且天然橡胶反应 速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象（如氧化裂解反应和结构 化反应）等。
[0007] 因此需要对现有橡胶产品的配方和生产工艺进行优化和改性，制备出具有强韧、 环保、抗老化特性的复合橡胶垫。
【发明内容】
[0008] 本发明针对上述问题，提供一种制造复合橡胶垫的组合物及其制备方法，能够提 高橡胶垫的使用寿命，降低复合橡胶垫的老化水平。
[0009] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
[0010] -种制造复合橡胶垫的组合物，制造复合橡胶垫的组合物的原料及重量份数组成 为：环氧化天然橡胶为50份~80份、三元乙丙橡胶为15份~30份、丁腈橡胶为5份~15 份、丁苯橡胶为2份~5份、顺丁橡胶为6份~12份、高苯橡胶为8份~20份、纳米氧化锌 为1份~6份、硬脂酸钠为4份~6份、炭黑为1份~3份、防霉剂为1份~6份、硫磺为2 份~8份、PBS聚合物为4份~10份、羟基聚磷酸酯为2份~5份、亚硫酸氢钠为2份~5 份、硅烷偶联剂为4份~8份。
[0011] 其中环氧化天然橡胶（ENR)是通过环氧化反应改性天然橡胶（NR)分子链上的部 分双键而制备的，其既保留有NR的基本结构和性能特点，能够与NR、SBR、BR等非极性橡胶 产生部分相容和共硫化，又具有一定的极性和环氧基团的反应性，该橡胶具有抗湿滑性好、 气密性优良、耐油性能佳等诸多优点。
[0012] 其中三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共辄二烯烃的三元共聚物，三元乙丙的主要 聚合物链是完全饱和的，三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水 率低，具有良好的绝缘特性，这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。
[0013] 其中丁腈橡胶，耐油、耐老化性能好，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。其 中丁苯橡胶，品质均匀，异物少，具有更好耐磨性及耐老化性，但机械强度则较弱，可与天然 胶掺合使用，不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。
[0014] 其中顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能 好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。
[0015] 其中高苯橡胶，具有良好的机械性能和弹性，与天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶等 有良好的相容性。
[0016] 其中纳米氧化锌是极好的硫化活性剂，可显著提高产品的导热性能、耐磨性能、抗 撕裂性能、拉伸强度等项指标，降低产品成本，能延长胶料焦烧时间，对改善产品的耐磨性 和密封效果也有着良好的作用，纳米氧化锌能吸收紫外光，从而抑制材料老化。
[0017] 其中硬脂酸钠属于有机活性剂中的脂肪酸类活性剂，添加于硫化体系中不出现硫 化返原现象，硫化速度快，交联效率高，不易焦烧，生成的硫化胶具有良好的热稳定性和优 异的耐高温老化性能，蠕变小，压缩永久变形小，动态性能好，不易喷霜，且贮存稳定性好， 安全无公害，因而有很好的加工安全性，应用广泛，硬脂酸钠不仅用作活性剂，还能做稳定 剂、增塑剂、隔离剂、脱模剂。
[0018] 其中炭黑填充胶料的tan δ值的温度依赖性大，降低胶料滚动阻力，在炭黑硫化 胶中，聚合物和炭黑间有较强的吸附键，聚合物分子沿表面的滑移被抑制，从而降低滞后损 失。
[0019] 其中PBS聚合物是一种通用型完全生物降解脂肪族聚酯塑料，与PCL、PHB、PHA等 降解塑料相比，PBS具有价格低廉、力学性能优异等特点，又具有加工方便、耐热性能好的特 点，其热变形温度可以超过100°C。
[0020] 其中羟基聚磷酸酯是一种无卤的固体型聚磷酸酯阻燃剂，其耐热性好，相容性好， 易于使用，且后处理简单，产品成本低，更具有工业化前景。
[0021] 其中亚硫酸氢钠，酸性，易被氧化，作为抗氧化剂。
[0022] 进一步地，复合橡胶垫的组合物的原料及最佳重量份配比是：环氧化天然橡胶为 62份、三元乙丙橡胶为25份、丁腈橡胶为10份、丁苯橡胶为3份、顺丁橡胶为8份、高苯橡 胶为10份、纳米氧化锌为4份、硬脂酸钠为5份、炭黑为2份、防霉剂为3份、硫磺为5份、 PBS聚合物为7份、羟基聚磷酸酯为4份、亚硫酸氢钠为3份、硅烷偶联剂为5份。
[0023] 根据本发明的另一目的，在于提供一种制造复合橡胶垫的组合物的制备方法，包 括以下步骤：
[0024] 步骤S10，混料：混料步骤包括以下步骤：
[0025] S11，将所述重量份的环氧化天然橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、顺丁 橡胶、高苯橡胶、PBS聚合物均匀混合，将混合物投入超声波清洗设备进行超声清洗；
[0026]S12，将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,用高压喷水枪进行高压冲洗；
[0028] 步骤S20,烘干：取经步骤S13中高压冲洗处理后的混合物，放入鼓风干燥机中，在 温度为50°C~70°C的条件下进行鼓风干燥处理3h~6h;
[0029] 步骤S30,造粒：将经步骤S20鼓风干燥处理后的混合物，与纳米氧化锌、硬脂酸 钠、炭黑、防霉剂、硫磺、羟基聚磷酸酯、亚硫酸氢钠、硅烷偶联剂混合后在惰性气体氛围下 进入混炼机的加料区，加料区由冷却水冷却，控制温度为40°C~50°C，然后使混合物在混 炼机内由于螺杆的剪切及在筒体内挤压、返混而熔融，得到熔融物，将熔融物转入熔融栗 中，使熔融物经过剪切、挤压，并且通过熔融筛脱除杂质后，通过模板成束状出料造粒；
[0030] 步骤S40,成型：经步骤S3