一种高强度耐磨橡胶及其制备方法与流程

本发明属于橡胶制备，具体为一种高强度耐磨橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、橡胶是一种有弹性的聚合物，可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，按照制成方式的不同，橡胶可以分为合成橡胶和天然橡胶两类。

2、随着橡胶制品的普及，其使用场景不断扩大，在不同的环境中的橡胶可能因为强度不足造成磨损、老化等损耗，目前对于天然橡胶性能要求改良的研究，仅限于常温下各方面性能的提升，由此使得橡胶使难以适应一些极端环境；因此，针对目前的状况，现需对其进行改进。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种高强度耐磨橡胶及其制备方法，有效的解决了随着橡胶制品的普及，其使用场景不断扩大，在不同的环境中的橡胶可能因为强度不足造成磨损、老化等损耗，目前对于天然橡胶性能要求改良的研究，仅限于常温下各方面性能的提升，由此使得橡胶使难以适应一些极端环境的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度耐磨橡胶，所述高强度耐磨橡胶包括如下原料：丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二烯烃橡胶、丁苯胶、丙烯酰胺、聚乙二醇、烯丙基缩水甘油醚溶液、氧化石墨烯、环氧树脂、碳酸钙、白炭黑、五氟化锑、补强剂、防老剂、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂、凝聚剂以及偶联剂。

3、优选的，所述各原料的重量份数为：丙烯酸丁酯橡胶10-25份、环氧化苯基硅橡胶10-15份、三元乙丙橡胶10-20份、二烯烃橡胶5-15份、丁苯胶10-15份、丙烯酰胺5-10份、聚乙二醇6-10份、烯丙基缩水甘油醚溶液8-13份、氧化石墨烯5-8份、环氧树脂10-12份、碳酸钙10-15份、白炭黑10-13份、五氟化锑5-8份、补强剂5-12份、防老剂3-8份、增塑剂5-12份、抗氧化剂5-10份、阻燃剂6-15份、凝聚剂3-5份以及偶联剂4-12份。

4、优选的，所述补强剂具体为改性高岭土、粉煤灰、凹凸棒改性粘土、改性硬质陶土、dsi橡胶补强剂、纳米氧化锌、活性硅石、云母粉、煤矸石粉或木质素中的一种或多种的组合；所述防老剂具体为n-苯基-α-苯胺、n-苯基-2-萘胺、n-苯基-n`-环己基对苯二胺、4-甲基-6-叔丁基苯酚、2-巯基苯并咪唑或4.4一双(2.2-二甲基苄基)二苯胺中的一种或多种的组合；所述增塑剂具体为偏苯三甲酸烷基酯、邻苯二甲酸烷基酯或聚酯树脂中的一种或多种的组合；所述抗氧化剂具体为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂ca、抗氧剂164或抗氧剂dnp中的一种或多种的组合；所述阻燃剂具体为三氧化二锑、三溴苯酚、四溴双酚a、卤代双磷酸酯化合物或锌酸亚锡中的一种或多种的组合；所述凝聚剂具体为明矾、聚合氯化铝、三氯化铁或硫酸亚铁中的一种或多种的组合；所述偶联剂具体为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种的组合。

5、优选的，一种高强度耐磨橡胶的制备方法，包括以下步骤：

6、s1：原料准备：准备丙烯酸丁酯橡胶10-25份、环氧化苯基硅橡胶10-15份、三元乙丙橡胶10-20份、二烯烃橡胶5-15份、丁苯胶10-15份、丙烯酰胺5-10份、聚乙二醇6-10份、烯丙基缩水甘油醚溶液8-13份、氧化石墨烯5-8份、环氧树脂10-12份、碳酸钙10-15份、白炭黑10-13份、五氟化锑5-8份、补强剂5-12份、防老剂3-8份、增塑剂5-12份、抗氧化剂5-10份、阻燃剂6-15份、凝聚剂3-5份以及偶联剂4-12份进行备用；

7、s2：颗粒破碎：将丙烯酸丁酯橡胶10-25份、环氧化苯基硅橡胶10-15份、三元乙丙橡胶10-20份和二烯烃橡胶5-15份分别放入颗粒破碎机进行颗粒均匀破碎，在进行破碎操作时，控制破碎机转速为800-1000r/min；

8、s3：颗粒混合：在上述步骤s2的基础上，将已经破碎成颗粒的丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶和二烯烃橡胶放入搅拌混合机中进行搅拌混合，在进行搅拌混合时，控制搅拌混合机转速为600-800r/min，且混合时间为3-5min；

9、s4：搅拌混合：在上述步骤s3的基础上，向搅拌混合机中的投入丁苯胶10-15份、丙烯酰胺5-10份、聚乙二醇6-10份、烯丙基缩水甘油醚溶液8-13份、氧化石墨烯5-8份、环氧树脂10-12份、碳酸钙10-15份以及白炭黑10-13份、五氟化锑5-8份，并通过1000-1200r/min的转速将上述原料与搅拌混合机内部的混合颗粒进行一次混合，在混合5-8min后，再向搅拌混合机中投入补强剂5-12份、防老剂3-8份、增塑剂5-12份、抗氧化剂5-10份、阻燃剂6-15份、凝聚剂3-5份以及偶联剂4-12份，并通过1200-1500r/min的转速将上述原料与搅拌混合机内部的混合颗粒进行二次混合，且混合时间控制在10-15min；

10、s5：原料熔融：在上述步骤s4的基础上，将混合完成的原料投入双螺杆挤出机中进行混炼，且将辊距调整为1-1.5mm，混炼时间设置在5-8min；

11、s6：硫化成型：在上述步骤s5的基础上，将已经混炼完毕后的混合物倒入预热好的模具硫化，硫化温度设置为150-170℃，硫化压力为150-180kg硫化时间为7-12min，由此得到高强度耐磨橡胶。

12、优选的，所述步骤s2中，颗粒破碎机为dzfl型自动颗粒破碎机，使得丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶和二烯烃橡胶的粉碎颗粒直径在3-5mm之间。

13、优选的，所述步骤s3-s4中，搅拌混合机为jdk500d型搅拌混合机，在步骤s4中，在进行一次混合时，控制搅拌混合温度为30-35℃，在进行二次混合时，控制搅拌混合温度为35-43℃。

14、优选的，所述步骤s5中，双螺杆挤出机sjsz80型自动双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的压缩比设置为2.5-3.5，防止过热分解h3设置为0.07-0.08d，加热为4-8段。

15、优选的，所述步骤s6中，在进行模具硫化的预热时，预热时间为2-3min，且预热温度为80-100℃。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过以丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶和二烯烃橡胶作为主要原料，再加入碳酸钙以及白炭黑进行耐磨性的补强，从而使得该橡胶具有更强的耐磨性能，最后加入补强剂、防老剂、增塑剂、抗氧化剂和阻燃剂，有效提高该橡胶的防老化性能以及阻燃性能，从而使得其能够在多种自然环境下进行使用；

17、2、通过在橡胶原料中加入烯丙基缩水甘油醚溶液和甲基丙烯酸缩水甘油醚溶液，相较于传统的tcy硫化体系而言，硫化速度更快，且在硫化时不会产生腐蚀现象，避免硫化对工具的腐蚀，从而造成经济损失；

18、3、整个制备流程更加简练，制作时间更少，有效提高了制作效率，从而更加适合流水线生产使用。

技术特征：

1.一种高强度耐磨橡胶，其特征在于：所述高强度耐磨橡胶包括如下原料：丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二烯烃橡胶、丁苯胶、丙烯酰胺、聚乙二醇、烯丙基缩水甘油醚溶液、氧化石墨烯、环氧树脂、碳酸钙、白炭黑、五氟化锑、补强剂、防老剂、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂、凝聚剂以及偶联剂。

2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨橡胶，其特征在于：所述各原料的重量份数为：丙烯酸丁酯橡胶10-25份、环氧化苯基硅橡胶10-15份、三元乙丙橡胶10-20份、二烯烃橡胶5-15份、丁苯胶10-15份、丙烯酰胺5-10份、聚乙二醇6-10份、烯丙基缩水甘油醚溶液8-13份、氧化石墨烯5-8份、环氧树脂10-12份、碳酸钙10-15份、白炭黑10-13份、五氟化锑5-8份、补强剂5-12份、防老剂3-8份、增塑剂5-12份、抗氧化剂5-10份、阻燃剂6-15份、凝聚剂3-5份以及偶联剂4-12份。

3.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨橡胶，其特征在于：所述补强剂具体为改性高岭土、粉煤灰、凹凸棒改性粘土、改性硬质陶土、dsi橡胶补强剂、纳米氧化锌、活性硅石、云母粉、煤矸石粉或木质素中的一种或多种的组合；所述防老剂具体为n-苯基-α-苯胺、n-苯基-2-萘胺、n-苯基-n`-环己基对苯二胺、4-甲基-6-叔丁基苯酚、2-巯基苯并咪唑或4.4一双(2.2-二甲基苄基)二苯胺中的一种或多种的组合；所述增塑剂具体为偏苯三甲酸烷基酯、邻苯二甲酸烷基酯或聚酯树脂中的一种或多种的组合；所述抗氧化剂具体为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂ca、抗氧剂164或抗氧剂dnp中的一种或多种的组合；所述阻燃剂具体为三氧化二锑、三溴苯酚、四溴双酚a、卤代双磷酸酯化合物或锌酸亚锡中的一种或多种的组合；所述凝聚剂具体为明矾、聚合氯化铝、三氯化铁或硫酸亚铁中的一种或多种的组合；所述偶联剂具体为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种高强度耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种高强度耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，颗粒破碎机为dzfl型自动颗粒破碎机，使得丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶和二烯烃橡胶的粉碎颗粒直径在3-5mm之间。

6.根据权利要求4所述的一种高强度耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s3-s4中，搅拌混合机为jdk500d型搅拌混合机，在步骤s4中，在进行一次混合时，控制搅拌混合温度为30-35℃，在进行二次混合时，控制搅拌混合温度为35-43℃。

7.根据权利要求4所述的一种高强度耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，双螺杆挤出机sjsz80型自动双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的压缩比设置为2.5-3.5，防止过热分解h3设置为0.07-0.08d，加热为4-8段。

8.根据权利要求4所述的一种高强度耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s6中，在进行模具硫化的预热时，预热时间为2-3min，且预热温度为80-100℃。

技术总结
本发明涉及橡胶制备技术领域，且公开了一种高强度耐磨橡胶及其制备方法；本高强度耐磨橡胶包括如下原料：丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二烯烃橡胶、丁苯胶、丙烯酰胺、聚乙二醇、烯丙基缩水甘油醚溶液、氧化石墨烯、环氧树脂、碳酸钙、白炭黑、五氟化锑、补强剂、防老剂、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂、凝聚剂以及偶联剂，本发明通过以丙烯酸丁酯橡胶、环氧化苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶和二烯烃橡胶作为主要原料，再加入碳酸钙以及白炭黑进行耐磨性的补强，最后加入补强剂、防老剂、增塑剂、抗氧化剂和阻燃剂，有效提高该橡胶的防老化性能以及阻燃性能，从而使得其能够在多种自然环境下进行使用。

技术研发人员：王建荣,张中凡,张国忠
受保护的技术使用者：昆山百邦吉橡塑有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14