天然橡胶与顺丁橡胶共混物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶共混材料领域，具体涉及一种耐低温天然橡胶与顺丁橡胶共混物 及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 天然橡胶不仅具有较好的混炼加工性能，还具有较高的胶料物理机械性能，被广 泛应用于制造胶管、胶带、减振制品中。虽然天然橡胶的玻璃化转变温度为_72°C，但是因为 天然橡胶是一种结晶型橡胶，其往往在比玻璃化转变温度高许多的低温下就丧失了弹性， 表现出硬度、弹性模量及橡胶产品刚度增加的现象。为了改善天然橡胶的耐低温性能，从橡 胶材料方面考虑通常采用以下方法：（1)并用其他胶种来提高天然橡胶的低温性能；（2)添 加特定增塑剂。但是，这些方法具有如下不足：并用胶料的脆性温度虽然降低了，但是，无法 显著降低天然橡胶在低温下弹性模量的增加，也就无法解决天然橡胶产品在低温下刚度变 化率过大的问题。添加增塑剂可以降低其玻璃化转变温度，但是，对天然橡胶的低温结晶性 能影响很小，无法从根本上改善天然橡胶的耐低温结晶性能，从而无法显著提高天然橡胶 的耐低温性能。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有极佳的耐低温结 晶性能、其硫化橡胶产品具有很小的低温刚度变化率的天然橡胶与顺丁橡胶共混物及其制 备方法和应用。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种天然橡胶与顺丁橡胶共混 物，所述共混物包括以下质量份的组分：天然橡胶70份~85份，顺丁橡胶（即顺式聚丁二 烯橡胶）15份~30份，硫载体助剂1. 0份~2. 5份，炭黑和/或白炭黑5份~100份，其它 配合剂10份~15份。
[0005] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，所述共混物包括以下质量份的组 分：天然橡胶80份~85份，顺丁橡胶15份~20份，硫载体助剂1. 0份~2. 5份，炭黑和/ 或白炭黑5份~100份，其它配合剂10份~15份。
[0006] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，所述天然橡胶包括颗粒胶、烟片 胶、风干片胶、绉片胶、恒粘天然橡胶中的一种或多种。
[0007] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，所述顺丁橡胶包括溶聚高顺式聚 丁二烯橡胶、溶聚低顺式聚丁二烯橡胶或溶聚超高顺式聚丁二烯橡胶。
[0008] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，所述硫载体助剂为二硫代磷酸酯。
[0009] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，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、N800系列、N900系列、天然气 半补强炭黑、天然气槽法炭黑和混气炭黑中的一种或多种。
[0010] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，所述白炭黑包括沉淀法白炭黑和/ 或气相法白炭黑。
[0011] 上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物中，优选的，所述其它配合剂包括促进剂、硫化 剂、活性剂、防老剂、软化剂和硅烷偶联剂中的一种或多种。本发明中，其它配合剂可根据需 要选择与天然橡胶配合的常规品种和用量。
[0012] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物的 制备方法，包括以下步骤：
[0013] (1)将天然橡胶加入通用炼胶设备中，在20°C~50°C的温度下塑炼20min~ 30min，然后加入顺丁橡胶进行混合；
[0014] ⑵向步骤⑴得到的混合物中先后加入炭黑和/或白炭黑、其它配合剂、硫载体 助剂，然后按照常规炼胶法混炼20min~30min，混炼温度为60°C~80°C，得到混炼胶；
[0015] (3)将步骤（2)得到的混炼胶停放过夜，然后按照常规橡胶硫化工艺于KKTC~ 200°C下将混炼胶硫化30min~60min，得到天然橡胶与顺丁橡胶共混物。
[0016] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的天然橡胶与顺丁橡胶共混物或 者上述的制备方法制得的天然橡胶与顺丁橡胶共混物在减振橡胶制品领域中的应用。其 中，该共混物主要用在轨道交通、汽车、飞机、轮船、桥梁支座、仪器仪表及航空航天等减振 制品领域。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0018] 本发明采用特定共混比例的天然橡胶与顺丁橡胶，同时使用了一种特殊的硫载体 助剂制备出具有极佳的耐低温结晶性能，其硫化橡胶产品具有很小的低温刚度变化率的天 然橡胶与顺丁橡胶共混物。本发明一方面通过引入顺丁橡胶分子链来提高胶料的柔顺性， 另一方面，通过硫载体助剂形成的特殊交联键阻止天然橡胶及顺丁橡胶在低温下的结晶， 从而大幅度提高了胶料的耐低温性能，最终显著降低了橡胶减振产品的低温刚度变化率， 满足了产品在高寒地区的使用性能要求。
[0019] 本发明的硫载体助剂（二硫代磷酸酯）不含亚硝胺，能够改善胶料的硫化返原性 和物理老化性能，在胶料中的溶解度较高，且分散性良好，参与胶料的硫化过程中可以生成 接近50%的多硫键和50%的单、双硫键，因其在橡胶硫化过程中生成这种特殊交联键类 型，从而能够有效地阻止天然橡胶和顺丁橡胶在低温下结晶，显著提高天然橡胶的耐低温 性能。而在现有技术中，该硫载体助剂可破坏橡胶低温结晶的性能从未见过报道。
[0020] 本发明的制备方法操作工艺简单，成本低廉，通过使用通用炼胶设备先将天然橡 胶与顺丁橡胶混合，然后先后加入炭黑和/或白炭黑、其它配合剂、硫载体助剂，制备得到 具有优异耐低温结晶性能的天然橡胶与顺丁橡胶共混物，同时显著降低了橡胶产品在低温 下的刚度变化率，可广泛用于轨道交通、汽车、飞机、轮船、桥梁支座、仪器仪表及航空航天 等减振制品领域。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的 保护范围。
[0022] 实施例
[0023] -种本发明的天然橡胶与顺丁橡胶共混物，包括以下质量份的组分：天然橡胶70 份~85份，顺丁橡胶15份~30份，硫载体助剂1. 0份~2. 5份，炭黑和/或白炭黑5份~ 100份，其它配合剂10份~15份。
[0024] 优选的，该共混物包括以下质量份的组分：天然橡胶80份~85份，顺丁橡胶15 份~20份，硫载体助剂1. 0份~2. 5份，炭黑和/或白炭黑5份~100份，其它配合剂10 份~15份。
[0025] 本实施例中，天然橡胶包括颗粒胶、烟片胶、风干片胶、绉片胶、恒粘天然橡胶中的 一种或多种。
[0026] 本实施例中，顺丁橡胶包括溶聚高顺式聚丁二烯橡胶、溶聚低顺式聚丁二烯橡胶 或溶聚超高顺式聚丁二烯橡胶。
[0027] 本实施例中，硫载体助剂为二硫代磷酸酯。
[0028] 本实施例中，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、N800系列、N900系列、天然气半补强炭黑、天然气槽法炭黑和混气炭 黑中的一种或多种。
[0029] 本实施例中，白炭黑包括沉淀法白炭黑和/或气相法白炭黑。
[0030] 本实施例中，其它配合剂包括促进剂、硫化剂、活性剂、防老剂、软化剂和硅烷偶联 剂中的一种或多种。
[0031] -种上述本实施例的天然橡胶与顺丁橡胶共混物的制备方法，包括以