阅读说明：本技术 一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法 (High-elongation-at-break diene rubber compound and preparation method thereof ) 是由 杨小牛 王晓建 郇彦 郑书铁 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法,属于橡胶技术领域。解决了现有技术中,添加补强剂后,二烯烃硫化橡胶的断裂伸长率降低至100-550％之间的技术问题。本发明的橡胶复合物,由100重量份二烯烃橡胶、10-40重量份炭黑、1-20重量份白炭黑、1-8重量份偶联剂、3-6重量份氧化锌、1-4重量份硬脂酸、2-8重量份防护剂、0.6-2.5重量份硫磺和0.6-2重量份促进剂组成。该橡胶复合物的断裂伸长率超过650％,硬度大于60A,并且具有可观的疲劳性能,可为高形变橡胶材料应用领域提供技术潜力。(The invention relates to a diene rubber compound with high elongation at break and a preparation method thereof, belonging to the technical field of rubber. Solves the technical problem that the elongation at break of the diene vulcanized rubber is reduced to between 100 and 550 percent after the reinforcing agent is added in the prior art. The rubber compound comprises 100 parts by weight of diene rubber, 10-40 parts by weight of carbon black, 1-20 parts by weight of white carbon black, 1-8 parts by weight of coupling agent, 3-6 parts by weight of zinc oxide, 1-4 parts by weight of stearic acid, 2-8 parts by weight of protective agent, 0.6-2.5 parts by weight of sulfur and 0.6-2 parts by weight of accelerator. The rubber compound has the elongation at break of more than 650 percent and the hardness of more than 60A, has considerable fatigue performance, and can provide technical potential for the application field of high-deformation rubber materials.)

一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法。

背景技术

橡胶(Rubber)是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。

橡胶的断裂伸长率很高，未加补强剂的二烯烃硫化橡胶断裂伸长率可以达到700％以上，但未经补强的橡胶疲劳性与模量很低，没有任何用途。添加补强剂后，会降低橡胶的断裂伸长率，如添加补强剂后，二烯烃硫化橡胶的断裂伸长率在100-550％之间。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中，添加补强剂后，二烯烃硫化橡胶的断裂伸长率降低至100-550％之间的技术问题，提供一种高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物及其制备方法。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。

本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，组成为：

所述二烯烃橡胶为天然橡胶(IR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、顺丁橡胶(BR)中的一种或多种的混合，当二烯烃橡胶中含有顺丁橡胶时，二烯烃橡胶内的顺丁橡胶质量分数在70wt％以内；

所述炭黑的氮吸附比表面积＞160m²/g，压缩DBP值小于80cm³/100g；

所述白炭黑原生粒径＜30nm，BET吸收值＞180m³/g；

所述偶联剂为质量比(1-3):1的SI75和KH570的混合物；

所述防护剂为0-2重量份的RD、0-2重量份的4010NA、0-2重量份的2-硫醇基苯并咪唑、0-1重量份的CTP和0-2重量份的N,N’亚苯基双马来酰亚胺中至少两种的混合。

优选的是，所述促进剂为DM、NS、DZ、D、CZ、DPG中的一种或多种按任意比例的混合。

本发明还提供上述高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，步骤如下：

步骤一、按组成和重量份称取各原料；

步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼；

步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，然后排胶至开炼机开炼，再加入促进剂与硫磺，薄通，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。

优选的是，所述步骤二中，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm。

优选的是，所述步骤三中，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm。

优选的是，所述步骤三中，开炼机的辊温为60-80℃。

优选的是，所述步骤三中，薄通3-4次。

优选的是，所述步骤三中，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为0.4-1.2h。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物以三种常用的二烯烃橡胶为基础，通过选定合适的补强材料与硫化体系，使得补强后的橡胶材料的断裂伸长率超过650％，硬度大于60A，并且具有可观的疲劳性能，可为高形变橡胶材料应用领域提供技术潜力。经试验检测，本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，混炼胶门尼粘度(ML1+4)为60-80，134-150℃硫化0.4-1.2h的断裂伸长率大于650％，拉伸强度大于24MPa，室温屈挠1级裂口次数大于5万次。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面对本发明的实施方式进行详细描述，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。

本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物，由100重量份二烯烃橡胶、10-40重量份炭黑、1-20重量份白炭黑、1-8重量份偶联剂、3-6重量份氧化锌、1-4重量份硬脂酸、2-8重量份防护剂、0.6-2.5重量份硫磺和0.6-2重量份促进剂组成。

上述技术方案中，二烯烃橡胶为天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、顺丁橡胶中的一种或多种的混合，当二烯烃橡胶中含有顺丁橡胶时，二烯烃橡胶内的顺丁橡胶质量分数在70wt％以内；

炭黑的氮吸附比表面积＞160m²/g，压缩DBP值小于80cm³/100g；

白炭黑原生粒径＜30nm，BET吸收值＞180m³/g；

偶联剂为质量比(1-3):1的SI75和KH570的混合物；

防护剂为0-2重量份的RD、0-2重量份的4010NA、0-2重量份的2-硫醇基苯并咪唑、0-1重量份的CTP和0-2重量份的N,N’亚苯基双马来酰亚胺中至少两种的混合；

促进剂为DM、NS、DZ、D、CZ、DPG中的一种或多种按任意比例的混合；

氧化锌、硬脂酸、硫磺可采用本领域技术人员熟知方式获得，如商购。

本发明的高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物的制备方法，步骤如下：

步骤一、按组成和重量份称取各原料；

步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼；

步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，然后排胶至开炼机开炼，再加入促进剂与硫磺，薄通，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。

上述技术方案，步骤二中，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm。

上述技术方案，步骤三中，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm。

上述技术方案，步骤三中，开炼机的辊温为60-80℃。

上述技术方案，步骤三中，薄通3-4次。

上述技术方案，步骤三中，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为0.4-1.2h。

通过下列实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

按照表1所示的对比例1-5和实施例1-5的配方，制备高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。制备方法为：

步骤一、按组成和重量份称取各原料；

步骤二、将二烯烃橡胶投入密炼机中密炼，密炼温度为60-80℃，时间为1-3min，密炼机转速为20-40rpm；

步骤三、先将防护剂、氧化锌、硬脂酸、炭黑、白炭黑和偶联剂投入步骤二的密炼机中密炼，密炼温度为60-80℃，时间为4-8min，密炼机转速为20-40rpm，然后排胶至开炼机开炼，开炼机的辊温为60-80℃，再加入促进剂与硫磺，薄通3-4次，出片并置于室温下停放12h以上，得到混炼胶，硫化，硫化的温度为134-150℃，压力为0.2-20MPa，时间为1h，得到高断裂伸长率二烯烃橡胶复合物。制备的橡胶复合物的性能如表2所示。

表1对比例1-5和实施例1-5制备硫化胶的配方(以重量份计)

表2对比例1-5和实施例1-5制备硫化胶的性能

表中，硬度测试标准为GB/T 531.1-2008，屈挠测试标准为GB/T 13934-2006，拉伸性能测试标准为GB/T 528-2009，混炼胶门尼测试标准为GB/T 1232.1-2016。从表2可以看出，可以看到，二烯烃橡胶通过合适的补强，定伸应力、硬度、耐屈挠性得到了很大了提高，并且保持了高水平的断裂伸长率，可为高形变橡胶材料应用领域提供技术潜力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。