一种新型轻质橡胶材料及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶材料领域，特别是指一种新型轻质橡胶材料及其制备方法。

背景技术：

1、橡胶可应用于鞋材、轮胎、密封件、建筑工程制品、家用电器配件等，应用领域广泛，尤其是对于交通工具行业。当今世界交通工业面临的难题是：节能，减排和安全，同时面临着自然资源日趋缺少的发展局面。全球形成共识的目标就是进一步的降低交通工具的自重，减少燃油消耗量，减少废气排放量。应对日益提高的车辆安全法规，燃油消耗量限值法规和交通工具排放法规，交通工具轻量化技术已经成为汽车工业发展的重要研究课题之一。汽车轻量化是国家节能减排战略的紧迫需要，更成为车企和全行业提高核心能力的现实需求国外的研究结果表明，75％的燃油消耗量与自重有关，轻量化的产品有利于减少燃油消耗量，缓解能源紧张的问题。

2、传统的橡胶主要由天然橡胶(天然胶、丁苯胶等)填加补强剂(碳黑、白炭黑等)、硫化剂(氧化锌、促进剂、硫磺等)、及防老剂各种化学材料通过混炼、高温硫化所生产而成。因为碳黑、白炭黑、氧化锌等材料密度相对较高(均高于1.5g/cm3)，因此所生产的填加补强材料后橡胶产品密度相对较高，在1.1-1.3g/cm3。纯橡胶的密度一般在0.86-0.95g/cm3，纯橡胶没有填加碳黑、白碳黑等补强材料的物理性能是非常差的，几乎不能当作材料使用。目前生产轻质橡胶主要通过发泡所实现，缺点是产品尺寸稳定性差，且发泡剂、硫磺促进剂等化学材料对环境人体影响较大。

3、空心二氧化硅为近几年新兴起的填充材料，空心二氧化硅密度为0.1-0.6g/cm3，对材料的耗能减重效果非高明显，所以空心二氧化硅在橡胶中的应用前途非常广泛。但是由于空心二氧化硅为表面光滑中空的球形结构，没有碳黑、白炭黑等橡胶补强材料所共有的枝状结构，表面也没有羟基等基团可以改性，从而达到促进橡胶的补强作用，所以空心二氧化硅与碳黑、白炭黑补强硫化橡胶的相容性非常差，加入后对橡胶的物理性能破坏极大。因此，亟需一种能与空心二氧化硅相容并实现离子交联，以实现密度低，并且能达到常规的橡胶所具有的物理性能的轻质橡胶材料。

技术实现思路

1、本发明的一种目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种新型轻质橡胶材料。

2、本发明的技术方案：一种新型轻质橡胶材料，由下述原料组成：原橡胶、空心二氧化硅、交联剂、补强剂、增塑剂、抗氧剂；

3、其中，原橡胶为异戊橡胶、乙丙橡胶和eva橡胶中的一种或多种，

4、交联剂为过氧化二异丙苯和二叔丁基类硫化剂中的一种或多种，

5、补强剂为甲基丙烯酸类物。

6、优选的，二叔丁基类硫化剂为双二五硫化剂。

7、优选的，甲基丙烯酸类物可以是甲基丙烯酸锌和甲基丙烯酸镁中的一种或多种。

8、优选的，抗氧剂可以是抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。

9、优选的，由下述重量份比的原料组成：原橡胶100份、空心二氧化硅60份、交联剂原料2.5份、补强剂10份、增塑剂15份、抗氧剂1.5份。

10、优选的，其中100份原橡胶为50份异戊橡胶、40份乙丙橡胶和10份eva橡胶混料；

11、2.5份交联剂为2份过氧化二异丙苯和0.5份双二五硫化剂混料；

12、10份补强剂为甲基丙烯酸锌；

13、1.5份抗氧剂为1份抗氧剂1010和0.5份抗氧剂168混料。

14、优选的，其中的异戊橡胶取纯原胶密度0.86g/cm3天利产品、乙丙橡胶取纯原胶密度0.86g/cm3朗盛产品、eva橡胶取纯原胶密度0.91g/cm3三井化学产品、空心二氧化硅取真密度0.2g/cm3郑州圣来特产品、过氧化二异丙苯取nouryon(诺力昂)产品、增塑剂取环保石油类产品，

15、二叔丁基类硫化剂可以为nouryon(诺力昂)产品的双二五硫化剂、甲基丙烯酸类物可以取南京友好助剂化工有限责任公司产品的甲基丙烯酸锌。

16、本发明的另一种目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种新型轻质橡胶材料的制备方法。

17、本发明的技术方案：一新型轻质橡胶材料的制备方法，具体步骤如下：

18、s1.在密炼机中投入纯原胶密度0.86g/cm3天利产品的异戊橡胶、纯原胶密度0.86g/cm3朗盛产品的乙丙橡胶、纯原胶密度0.91g/cm3三井化学产品的eva橡胶塑炼均匀，密炼温度90-100℃，时间5-10min，然后在开炼机上用1.5mm厚度多次薄通，停放满24h后备用；

19、s2.把停放过后的胶料再次投入密炼机中，然后投入南京友好助剂化工有限责任公司产品的甲基丙烯酸锌、环保石油类产品的增塑剂、抗氧剂1010和抗氧剂168混炼均匀，时间3-5min，温度控制在90-100℃；

20、s3.把密炼机重锤气压压力调至4兆帕以下，然后在密炼机中投入真密度0.2g/cm3郑州圣来特产品的空心二氧化硅混炼均匀，时间3-5min，温度控制在110-120℃；

21、s4.待密炼中的胶料全部混炼均匀后，下料投入开炼机中，捣胶出片停放满24h；

22、s5.将胶片再次投入开炼机中，然后在开炼机中加入nouryon(诺力昂)产品的过氧化二异丙苯和nouryon(诺力昂)产品的双二五硫化剂二次薄通混炼均匀，压延预制定型；

23、上述的橡胶材料按下述重量份比：原橡胶100份、空心二氧化硅60份、交联剂原料2.5份、补强剂10份、增塑剂15份、抗氧剂1.5份；而100份原橡胶为50份异戊橡胶、40份乙丙橡胶和10份eva橡胶混料，2.5份交联剂为2份过氧化二异丙苯和0.5份双二五硫化剂混料，10份补强剂为甲基丙烯酸锌，1.5份抗氧剂为1份抗氧剂1010和0.5份抗氧剂168混料。

24、本发明具有以下有益效果：本产品由异戊橡胶、乙丙橡胶和eva橡胶原胶并用共混，用空心球形二氧化硅为填充材料，用甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁等与过氧化二异丙苯、二叔丁基类(双二五硫化剂是二叔丁基类的化学硫化剂)等过氧化物硫化，利用甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁与过氧化物所形成的离子键作橡胶的补强，同时完成橡胶与空心二氧化硅的相容并实现离子交联，所做出来的产品密度在0.6-0.8g/cm3之间，并且能达到常规的橡胶所具有的物理性能。

25、由于本产品在生产过程中没有填加偶氮二甲酰胺等对环境有害的发泡剂，也没有填加邻苯二辛脂、mbt等对人等有害的硫化剂、促进剂，所以本产品的环保性非常优异。

技术特征：

1.一种新型轻质橡胶材料，由下述原料组成：原橡胶、空心二氧化硅、交联剂、补强剂、增塑剂、抗氧剂；

2.根据权利要求1所述的一种新型轻质橡胶材料，二叔丁基类硫化剂为双二五硫化剂。

3.根据权利要求1所述的一种新型轻质橡胶材料，甲基丙烯酸类物可以是甲基丙烯酸锌和甲基丙烯酸镁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种新型轻质橡胶材料，抗氧剂可以是抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4中任意项所述的一种新型轻质橡胶材料，由下述重量份比的原料组成：原橡胶100份、空心二氧化硅60份、交联剂原料2.5份、补强剂10份、增塑剂15份、抗氧剂1.5份。

6.根据权利要求5所述的一种新型轻质橡胶材料，其中100份原橡胶为50份异戊橡胶、40份乙丙橡胶和10份eva橡胶混料；

7.根据权利要求1-4中任意项所述的一种新型轻质橡胶材料，其中的异戊橡胶取纯原胶密度0.86g/cm3天利产品、乙丙橡胶取纯原胶密度0.86g/cm3朗盛产品、eva橡胶取纯原胶密度0.91g/cm3三井化学产品、空心二氧化硅取真密度0.2g/cm3郑州圣来特产品、过氧化二异丙苯取nouryon(诺力昂)产品、增塑剂取环保石油类产品，

8.一种上述权利要求的新型轻质橡胶材料的制备方法，步骤如下：

9.根据权利要求8所述新型轻质橡胶材料的制备方法，具体步骤如下：

技术总结
本发明涉及新型轻质橡胶材料及其制备方法，轻质橡胶材料由下述原料组成：原橡胶、空心二氧化硅、交联剂、补强剂、增塑剂、抗氧剂；其中，原橡胶为异戊橡胶、乙丙橡胶和EVA橡胶中的一种或多种，交联剂为过氧化二异丙苯和二叔丁基类硫化剂中的一种或多种，补强剂为甲基丙烯酸类物。本产品由异戊橡胶、乙丙橡胶和EVA橡胶原胶并用共混，用空心球形二氧化硅为填充材料，用甲基丙烯酸类物与过氧化二异丙苯、二叔丁基类硫化剂等过氧化物硫化，利用甲基丙烯酸类物与过氧化物所形成的离子键作橡胶的补强，同时完成橡胶与空心二氧化硅的相容并实现离子交联，所做出来的产品密度在0.67‑0.8g/cm3之间，并且能达到常规的橡胶所具有的物理性能。

技术研发人员：潘祖圣,龚城建,龚晓春,刘建狗,何双员
受保护的技术使用者：温州市优联新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15