一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：天然橡胶，50～60份；三元乙丙橡胶，25～35份；顺丁橡胶，10～20份；环氧树脂，6～10份；钛白粉，20～30份；云母粉，6～8份；炭黑，12～16份；氧化铝，10～14份；钛酸酯偶联剂TMC?TTS，4～6份；二硫化钼，2～4份；促进剂TMTD，1～3份；防老剂SP?C，0.6～0.8份；二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7～9份，二者重量份之比为6～8:1。本发明提供的天然橡胶高分子材料的耐磨性能优异，与普通天然橡胶相比，耐磨性得到极大的提高。
【专利说明】
一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高耐磨性天然橡胶高分子材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，聚异戊二烯含量 在90%以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等，由于其具有良好的弹性、可塑 性、强度和绝缘性能，早己广泛应用于工业生产的各种领域中，例如：电线、电缆、输送带、胶 管、电子、电器工业上使用的各种橡胶制品，以及汽车、飞机、船上使用的橡胶制品等，然而 由于天然橡胶的强度和耐磨性能不佳，在实际生产中常用改性的方式提升天然橡胶的这两 项性能，研制一种强度高、耐磨性能好的天然橡胶材料有着极为重要的现实需求。
【发明内容】
[0003] 本发明的第一目的在于提供一种高耐磨性天然橡胶高分子材料；
[0004] 本发明的第二目的在于提供上述天然橡胶高分子材料的制备方法。
[0005] 本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
[0006] -种高耐磨性天然橡胶高分子材料，通过如下重量份的原料制备而成:天然橡胶， 50~60份;三元乙丙橡胶，25~35份;顺丁橡胶，10~20份;环氧树脂，6~10份;钛白粉，20~ 30份;云母粉，6~8份;炭黑，12~16份;氧化铝，10~14份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4~6份； 二硫化钼，2~4份;促进剂TMTD，1~3份;防老剂SP-C，0.6~0.8份;二甲基硅油和硫代二丙 酸二月桂酯共7~9份，二者重量份之比为6~8:1。
[0007] 进一步地，所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料通过如下重量份的原料制备而 成:天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛白粉，25份;云 母粉，7份；炭黑，14份;氧化铝，12份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份；二硫化钼，3份;促进剂 TMTD，2份;防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之比 为 7:1。
[0008] 进一步地，所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料通过如下重量份的原料制备而 成:天然橡胶，50份;三元乙丙橡胶，25份;顺丁橡胶，10份;环氧树脂，6份;钛白粉，20份;云 母粉，6份；炭黑，12份;氧化铝，10份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4份；二硫化钼，2份;促进剂 TMTD，1份;防老剂SP-C，0.6份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7份，二者重量份之比 为6:1〇
[0009] 进一步地，所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料通过如下重量份的原料制备而 成:天然橡胶，60份;三元乙丙橡胶，35份;顺丁橡胶，20份;环氧树脂，10份;钛白粉，30份;云 母粉，8份；炭黑，16份;氧化铝，14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，6份；二硫化钼，4份;促进剂 TMTD，3份;防老剂SP-C，0.8份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共9份，二者重量份之比 为8:1〇
[0010] 上述天然橡胶高分子材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011] 步骤S1，预热密炼机到75~85°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树 脂送入上述密炼机中以230~250rpm的搅拌速度密炼20~30min，得到橡胶主料；
[0012]步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以120 ~140rpm的搅拌速度混炼20~30min;
[0013] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以90~llOrpm的搅拌速度混炼25~35min，再将温度升温至160~180°C混炼6~8 分钟，降温出料，即得所述高耐磨性天然橡胶高分子材料。
[0014] 优选地，步骤S1为:预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环 氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料。
[0015]优选地，步骤S2为：继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min。
[0016] 优选地，步骤S3为:继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫 代二丙酸二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降 温出料即得。
[0017]本发明的优点：
[0018] 1、本发明提供的天然橡胶高分子材料的耐磨性能优异，与普通天然橡胶相比，耐 磨性得到极大的提高；
[0019] 2、本发明天然橡胶高分子材料的制备方法简单可行，无需苛刻的条件，易于推广。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范 围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
[0021 ]实施例1:天然橡胶高分子材料的制备 [0022] 原料重量份比：
[0023]天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛白粉，25 份;云母粉，7份;炭黑，14份;氧化铝，12份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份;二硫化钼，3份;促进 剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之 比为7:1。
[0024]制备方法：
[0025] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0026]步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[0027] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0028] 实施例2:天然橡胶高分子材料的制备
[0029] 原料重量份比：
[0030] 天然橡胶，50份;三元乙丙橡胶，25份;顺丁橡胶，10份;环氧树脂，6份;钛白粉，20 份;云母粉，6份;炭黑，12份;氧化铝，10份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4份;二硫化钼，2份;促进 剂TMTD，1份；防老剂SP-C，0.6份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7份，二者重量份之 比为6:1。
[0031]制备方法：
[0032] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0033]步骤S2,继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[0034] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以l〇〇rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0035] 实施例3:天然橡胶高分子材料的制备
[0036] 原料重量份比：
[0037]天然橡胶，60份;三元乙丙橡胶，35份;顺丁橡胶，20份;环氧树脂，10份;钛白粉，30 份;云母粉，8份;炭黑，16份;氧化铝，14份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，6份;二硫化钼，4份;促进 剂TMTD，3份；防老剂SP-C，0.8份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共9份，二者重量份之 比为8:1。
[0038]制备方法：
[0039] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0040]步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[00411 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0042] 实施例4:天然橡胶高分子材料的制备
[0043] 原料重量份比：
[0044]天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛白粉，25 份;云母粉，7份;炭黑，14份;氧化铝，12份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份;二硫化钼，3份;促进 剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之 比为6:1。
[0045]制备方法：
[0046] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0047]步骤S2,继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[0048] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0049] 实施例5:天然橡胶高分子材料的制备
[0050] 原料重量份比：
[0051] 天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛白粉，25 份;云母粉，7份;炭黑，14份;氧化铝，12份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份;二硫化钼，3份;促进 剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之 比为8:1。
[0052]制备方法：
[0053] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0054]步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[0055] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0056] 实施例6:对比实施例 [0057] 原料重量份比：
[0058]天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛白粉，25 份;云母粉，7份;炭黑，14份;氧化铝，12份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份;二硫化钼，3份;促进 剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之 比为5:1。
[0059]制备方法：
[0060] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0061]步骤S2,继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[0062] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0063] 实施例7:对比实施例 [0064] 原料重量份比：
[0065]天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛白粉，25 份;云母粉，7份;炭黑，14份;氧化铝，12份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份;二硫化钼，3份;促进 剂TMTD，2份；防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重量份之 比为9:1。
[0066]制备方法：
[0067] 步骤S1，预热密炼机到80°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼25min，得到橡胶主料；
[0068] 步骤S2，继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以 130rpm的搅拌速度混炼25min;
[0069] 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸 二月桂酯，以l〇〇rpm的搅拌速度混炼30min，再将温度升温至170°C混炼7分钟，降温出料，即 得所述天然橡胶高分子材料。
[0070] 实施例8:效果实施例
[0071] 测试实施例1~7天然橡胶高分子材料的耐磨性能。按照橡胶的耐磨实验进行测 试，磨耗实验使用MZ-4061型阿克隆磨耗机。主要技术指标:胶轮所受作用力为26.7N，胶轮 轴的回转速度为76±2rpm，砂轮轴回转半径为34±lcm。胶轮轴和砂轮轴之间的角度为0~ 45°。电源电压为AC220V± 10%V。装置包括传动机构、加荷机构、角度调节机构和电子计数 装置。
[0072] (1)将需要测试的天然橡胶高分子材料粘接在胶轮上，保证胶轮的磨损面上均覆 盖10_左右的天然橡胶高分子材料。放置48小时后待用。
[0073] (2)把粘好试样的胶轮固定在回轴上，接通电子计数器电源，打开电源开关，调节 预置数按键至600转(预磨时间为15~20min)后，按下"启动"开始预磨，当记数达到预定值 后，按下"清零"键，取下胶轮，用天平称量，准确到〇. 〇〇lg。
[0074] (3)将预磨后的胶轮固定在胶轮轴上，调节预置数键至3416转（试验里程为 1.61km)再进行试验，试验结束后，取下试样，刷去胶肩，在1小时内称量，准确到O.OOlg。
[0075] 各实施例样品的磨耗量测试结果见下表。
[0076]
[0077] 结果表明，本发明提供的天然橡胶高分子材料的耐磨性能优异，与普通天然橡胶 相比，耐磨性得到极大的提高。
[0078] 上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护 范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。
【主权项】
1. 一种高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成： 天然橡胶，50~60份;三元乙丙橡胶，25~35份;顺丁橡胶，10~20份;环氧树脂，6~10份;钛 白粉，20~30份；云母粉，6~8份；炭黑，12~16份;氧化铝，10~14份；钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4~6份;二硫化钼，2~4份;促进剂TMTD，1~3份;防老剂SP-C，0 · 6~0 · 8份;二甲基硅油 和硫代二丙酸二月桂酯共7~9份，二者重量份之比为6~8:1。2. 根据权利要求1所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份 的原料制备而成:天然橡胶，55份;三元乙丙橡胶，30份;顺丁橡胶，15份;环氧树脂，8份;钛 白粉，25份;云母粉，7份;炭黑，14份;氧化铝，12份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，5份;二硫化钼，3 份;促进剂TMTD，2份;防老剂SP-C，0.7份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共8份，二者重 量份之比为7:1。3. 根据权利要求1所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份 的原料制备而成:天然橡胶，50份;三元乙丙橡胶，25份;顺丁橡胶，10份;环氧树脂，6份;钛 白粉，20份;云母粉，6份;炭黑，12份;氧化铝，10份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，4份;二硫化钼，2 份;促进剂TMTD，1份;防老剂SP-C，0.6份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共7份，二者重 量份之比为6:1。4. 根据权利要求1所述的高耐磨性天然橡胶高分子材料，其特征在于，通过如下重量份 的原料制备而成:天然橡胶，60份;三元乙丙橡胶，35份;顺丁橡胶，20份;环氧树脂，10份;钛 白粉，30份;云母粉，8份;炭黑，16份;氧化铝，14份;钛酸酯偶联剂TMC-TTS，6份;二硫化钼，4 份;促进剂TMTD，3份;防老剂SP-C，0.8份;二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯共9份，二者重 量份之比为8:1。5. 权利要求1~4任一所述天然橡胶高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： 步骤S1，预热密炼机到75~85°C，将天然橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送 入上述密炼机中以230~250rpm的搅拌速度密炼20~30min，得到橡胶主料； 步骤S2,继续投入钛白粉、云母粉、炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以120~ 140rpm的搅拌速度混炼20~30min; 步骤S3，继续投入二硫化钼、促进剂TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月 桂酯，以90~llOrpm的搅拌速度混炼25~35min，再将温度升温至160~180°C混炼6~8分 钟，降温出料，即得所述高耐磨性天然橡胶高分子材料。6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1为:预热密炼机到80°C，将天然 橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和环氧树脂送入上述密炼机中以240rpm的搅拌速度密炼 25min，得到橡胶主料。7. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2为:继续投入钛白粉、云母粉、 炭黑、氧化铝和钛酸酯偶联剂TMC-TTS，并以130rpm的搅拌速度混炼25min。8. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S3为:继续投入二硫化钼、促进剂 TMTD、防老剂SP-C、二甲基硅油和硫代二丙酸二月桂酯，以lOOrpm的搅拌速度混炼30min，再 将温度升温至170 °C混炼7分钟，降温出料即得。
【文档编号】C08L63/00GK106009091SQ201610648440
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月9日
【发明人】胡智华, 殷冬枚
【申请人】东莞市晶谷新材料技术有限公司