一种环保型防老化异戊橡胶及其制备方法与流程

本发明属于橡胶材料技术领域，涉及一种环保型防老化异戊橡胶及其制备方法。

背景技术：

异戊橡胶又称“合成天然橡胶”其主要物理机械性能与天然橡胶相近，具有优良的弹性、密封性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性和抗撕裂性、抗张强度和伸长率等与天然橡胶接近，其综合性能良好，是天然橡胶的最佳替代品，应用前景十分广泛。具有防老化性能的橡胶其配方中必须采用防老剂来改善其耐老化性能，然而，由于欧盟出台的reach法规（reach法规是当前的综合性最强、涉及面最广、程序最为复杂的化学品管理法规）已经开始注册进入了实施阶段，这就意味着，目前国际上对防老剂的使用的要求越来越高，逐渐在淘汰给人体健康带来极大危害有致癌作用的污染型防老剂，进而采用安全可靠的环保型防老剂。

防老剂一般分为胺类防老剂和酚类防老剂，胺类防老剂存在易变色、不耐抽提、易流失、毒性等缺点近几年来比其优异的防老化性能更受人们的关注，而酚类防老剂一般无污染性、不变色，具有突出的非污染性能，适用于浅色或彩色橡胶制品。防老剂在橡胶中的相容性和稳定性很大程度上影响着其防老化的效果。因此，研制一种环保型防老化异戊橡胶是非常必要的。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保型防老化异戊橡胶及其制备方法。本发明环保型防老化异戊橡胶具有耐老化性能强和环保无污染等优点；本发明制备方法操作简单。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

一种环保型防老化异戊橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：异戊橡胶110-130份、石蜡3-5份、硬脂酸1-2份、防老剂1-2份、硫黄2-3份、促进剂1-2份、催化剂1-2份、稀释剂2-3份和延迟性促进剂3-5份。

本发明的一种优选方案，一种环保型防老化异戊橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：异戊橡胶120份、石蜡4份、硬脂酸1份、防老剂1份、硫黄3份、促进剂2份、催化剂1份、稀释剂2份和延迟性促进剂4份。

所述防老剂为a4和/或a5。按重量份数比，所述防老剂a4：防老剂a5=1:1。

所述促进剂为n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺。

所述催化剂为四氯化钛-三异丁基铝。

一种环保型防老化异戊橡胶的制备方法，步骤如下：

（1）按重量份数秤取异戊橡胶、石蜡、硬脂酸，防老剂、硫黄、促进剂、催化剂、稀释剂和延迟性促进剂；

（2）将步骤（1）所述的原料加入至聚合反应釜内，第一反应阶段的反应温度为50-60℃，反应35-40min，第二反应阶段的反应温度为75-80℃，反应55-60min；所述聚合反应釜内安装有螺旋浆叶搅拌器；所述螺旋浆叶搅拌器的转速为150-300r/min；

（3）步骤（2）反应完成后加入防老剂；再经过洗涤、脱水、挤压、干燥和压块，即得成品。

本发明的有益效果：本发明采用的防老剂可影响异戊橡胶生胶的热氧老化分解过程，异戊橡胶的第一个热氧化阶段放热峰面积小，说明其添加的防老化效果好；同时具有非常优异的抗吸氧性能。

附图说明

图1未添加防老剂的对比例的热氧老化24h×100℃的sem照片。

图2本发明的实施例3制备样品的热氧老化24h×100℃的将表面的喷霜物质去除后sem照片。

图3本发明的实施例3制备样品的热氧老化48h×100℃的sem照片。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

一种环保型防老化异戊橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：异戊橡胶115份、石蜡3份、硬脂酸2份、防老剂a42份、硫黄3份、促进剂n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、催化剂四氯化钛-三异丁基铝1份、稀释剂3份和延迟性促进剂4份。

一种环保型防老化异戊橡胶的制备方法，步骤如下：

（1）按重量份数秤取异戊橡胶、石蜡、硬脂酸，防老剂、硫黄、促进剂、催化剂、稀释剂和延迟性促进剂；

（2）将步骤（1）所述的原料加入至聚合反应釜内，第一反应阶段的反应温度为50-60℃，反应35-40min，第二反应阶段的反应温度为75-80℃，反应55-60min；所述聚合反应釜内安装有螺旋浆叶搅拌器；所述螺旋浆叶搅拌器的转速为180r/min；

（3）步骤（2）反应完成后加入防老剂；再经过洗涤、脱水、挤压、干燥和压块，即得成品。

实施例2

一种环保型防老化异戊橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：异戊橡胶120份、石蜡4份、硬脂酸1份、防老剂a41份、硫黄3份、促进剂n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、催化剂四氯化钛-三异丁基铝1份、稀释剂2份和延迟性促进剂4份。

一种环保型防老化异戊橡胶的制备方法，步骤如下：

（1）按重量份数秤取异戊橡胶、石蜡、硬脂酸，防老剂、硫黄、促进剂、催化剂、稀释剂和延迟性促进剂；

（2）将步骤（1）所述的原料加入至聚合反应釜内，第一反应阶段的反应温度为50-60℃，反应35-40min，第二反应阶段的反应温度为75-80℃，反应55-60min；所述聚合反应釜内安装有螺旋浆叶搅拌器；所述螺旋浆叶搅拌器的转速为200r/min；

（3）步骤（2）反应完成后加入防老剂；再经过洗涤、脱水、挤压、干燥和压块，即得成品。

实施例3

一种环保型防老化异戊橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：异戊橡胶125份、石蜡5份、硬脂酸1份、防老剂a41份、防老剂a51份、硫黄3份、促进剂n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、催化剂四氯化钛-三异丁基铝1份、稀释剂3份和延迟性促进剂4份。

一种环保型防老化异戊橡胶的制备方法，步骤如下：

（1）按重量份数秤取异戊橡胶、石蜡、硬脂酸，防老剂、硫黄、促进剂、催化剂、稀释剂和延迟性促进剂；

（2）将步骤（1）所述的原料加入至聚合反应釜内，第一反应阶段的反应温度为50-60℃，反应35-40min，第二反应阶段的反应温度为75-80℃，反应55-60min；所述聚合反应釜内安装有螺旋浆叶搅拌器；所述螺旋浆叶搅拌器的转速为300r/min；

（3）步骤（2）反应完成后加入防老剂；再经过洗涤、脱水、挤压、干燥和压块，即得成品。

一种环保型防老化异戊橡胶的制备方法，步骤如下：

（1）按重量份数秤取异戊橡胶、石蜡、硬脂酸，防老剂、硫黄、促进剂、催化剂、稀释剂和延迟性促进剂；

（2）将步骤（1）所述的原料加入至聚合反应釜内，第一反应阶段的反应温度为50-60℃，反应35-40min，第二反应阶段的反应温度为75-80℃，反应55-60min；所述聚合反应釜内安装有螺旋浆叶搅拌器；所述螺旋浆叶搅拌器的转速为150-300r/min；

（3）步骤（2）反应完成后加入防老剂；再经过洗涤、脱水、挤压、干燥和压块，即得成品。

对比例

一种环保型防老化异戊橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：异戊橡胶125份、石蜡5份、硬脂酸1份、防老剂0份、硫黄3份、促进剂n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺2份、催化剂四氯化钛-三异丁基铝1份、稀释剂3份和延迟性促进剂4份。

一种环保型防老化异戊橡胶的制备方法，步骤如下：

（1）按重量份数秤取异戊橡胶、石蜡、硬脂酸，防老剂、硫黄、促进剂、催化剂、稀释剂和延迟性促进剂；

（2）将步骤（1）所述的原料加入至聚合反应釜内，第一反应阶段的反应温度为50-60℃，反应35-40min，第二反应阶段的反应温度为75-80℃，反应55-60min；所述聚合反应釜内安装有螺旋浆叶搅拌器；所述螺旋浆叶搅拌器的转速为300r/min；

（3）步骤（2）反应完成后加入防老剂；再经过洗涤、脱水、挤压、干燥和压块，即得成品。

一、性能检测

橡胶试样的硬度依据gb/t531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计（邵尔硬度）》采用邵a硬度计来测定。橡胶试样的物理机械性能依据gb/t528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》采用万能材料试验机进行测定，包括扯断伸长率、拉伸强度、300%定伸应力、拉断永久变形等。热氧老化试验严格按照gb/t3512-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》标准进行。

1、本发明的实施例1-3与对比例的热氧老化前的性能检测结果如表1。

表1本发明的实施例1-3与对比例的热氧老化前的性能。

2、本发明的实施例1-3与对比例的热氧老化前的性能检测结果如表2。

表2本发明的实施例1-3与对比例的异戊橡胶热氧老化后的性能。

由表1和表2对比可知，本发明实施例-3的样品与对比例相比，在未老化前，橡胶的物理机械性能没有太大差别，也就是说添加防老剂基本未改变橡胶的物理机械性能；在高温热氧条件下，老化24h和48h后，由于热氧老化促进了橡胶内部分子链段的断裂，使得橡胶的物理机械性能下降，这其中对拉伸强度的影响最大，其次是扯断伸长率，最后是邵尔a硬度，对比本发明实施例-3的样品与对比例可知，没有添加防老剂对比例，随着老化时间的延长，拉伸强度、扯断伸长率、邵尔a硬度会依次急剧下降，而本发明实施例1-3使用效果优异的防老剂，能大大减缓这种作用，说明本发明具有优异防老性能。

通过对比图1、图2和图3可知，本发明的实施例3制备的样品热氧老化24h×100℃后橡胶没有明显的裂痕，热氧老化48h×100℃后只有细微的裂痕，对比例的样品热氧老化24h×100℃后出现了明显的老化迹象，说明本发明的防老化效果比较好。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。