[發(fā)明專(zhuān)利]通過(guò)改變交聯(lián)劑的配比對(duì)天然橡膠進(jìn)行硫化改性的方法及其產(chǎn)物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110247588.7
• 申請(qǐng)日: 2011-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102358788A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯信;程高平;張喆;汪洪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L7/00
• 分類(lèi)號(hào): C08L7/00;C08K13/02;C08K5/01;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/47;C08K3/06;B29C35/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天然橡膠硫化改性的制備方法及其產(chǎn)物，更具體的來(lái)講，涉及一種 通過(guò)改變交聯(lián)劑的配比來(lái)改性天然橡膠的簡(jiǎn)便的制備方法及其產(chǎn)物。

背景技術(shù)

天然橡膠是一種具有較高彈性和機(jī)械強(qiáng)度的自補(bǔ)強(qiáng)橡膠。然而，由于天然橡膠與極 性聚合物的相容性不好，在非極性溶劑中易溶脹，耐油、耐有機(jī)溶劑性差，且分子結(jié)構(gòu) 中含有不飽和雙鍵而易發(fā)生熱氧老化、臭氧老化和光氧老化等，從而制約了天然橡膠的 用途。多年來(lái)，人們一直在努力尋找一種力學(xué)性能更好的橡膠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將天然橡膠進(jìn) 行交聯(lián)，可以獲得力學(xué)性能更好的橡膠，即硫化橡膠。

硫化橡膠是一種性能優(yōu)異的特種橡膠，在生活中應(yīng)用也極其廣泛。由于交聯(lián)橡膠的 力學(xué)性能、溶脹度等性質(zhì)的優(yōu)劣直接決定著橡膠制品的使用環(huán)境和壽命，因此如果能夠 找到影響交聯(lián)橡膠力學(xué)性能和溶脹度的因素，就能制備出具有高耐磨性能和高密封性能 的硫化橡膠。硫化橡膠的物理性能依賴于交聯(lián)度，增加交聯(lián)度，會(huì)使得模量、硬度、韌 性和耐磨性增加，而斷裂伸長(zhǎng)率、膨脹度、以及應(yīng)力松弛會(huì)降低。迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì) 于硫化橡膠的理論研究已經(jīng)取得了一定的成果，但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，只改變交聯(lián)劑中硫與N-氧二乙撐-2-苯并噻唑次磺 酰胺(NOBS)的比例來(lái)改變交聯(lián)密度，從而改變硫化橡膠的力學(xué)性能和溶脹度，從而制備 出具有良好耐溶劑性的硫化橡膠，提供一種簡(jiǎn)便的改善硫化橡膠性能的方法。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過(guò)下述方案予以實(shí)現(xiàn)：

以天然橡膠為原料，加入處理過(guò)的芳烴油以及其它藥品，再通過(guò)改變硫與NOBS的 比例，制備不同配比的交聯(lián)劑，然后將天然橡膠進(jìn)行硫化，進(jìn)而制備出不同交聯(lián)密度的 天然橡膠。

天然橡膠的混煉按照如下步驟進(jìn)行；調(diào)節(jié)開(kāi)煉機(jī)兩滾筒之間的距離大約0.5mm，先 用天然橡膠將開(kāi)煉機(jī)滾筒進(jìn)行充分洗滌，5分鐘后按照所設(shè)定加料順序依次加料。加料順 序依次為：天然橡膠、氧化鋅、硬脂酸，NOBS、石蠟、抗老化劑、炭黑、芳烴油、硫磺。

天然橡膠100質(zhì)量份、芳烴油5質(zhì)量份、炭黑45質(zhì)量份、氧化鋅5質(zhì)量份、硬脂酸 3質(zhì)量份、抗老化劑1質(zhì)量份、石蠟2質(zhì)量份、NOBS?0.6質(zhì)量份、硫磺0.86-10質(zhì)量份

所述硬脂酸為十八烷酸，含18個(gè)碳原子的飽和脂肪酸，分子式CH₃(CH₂)₁₆COOH。

所述芳烴油石油化工的基礎(chǔ)原料之一，其主要有苯、甲苯和二甲苯構(gòu)成。芳烴油按照 如下步驟進(jìn)行：將一定量芳烴油加入三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下，油浴加熱到 160℃，磁力攪拌，在該溫度情況下恒定兩小時(shí)，使得芳烴油中小分子充分被排除，然后 再在氮?dú)獗Ｗo(hù)情況下冷卻至室溫。

所述抗老化劑為N-苯基-β-苯胺或其他胺類(lèi)抗老化劑、酚類(lèi)或硫脲類(lèi)抗老化劑。

所用NOBS/S的質(zhì)量比率為0.6/10～7/10。

天然橡膠的硫化過(guò)程按照如下步驟進(jìn)行：(1)橡膠的硫化過(guò)程是在厚度為3mm的模具 中進(jìn)行的。首先用切刀將已混煉均勻的橡膠參照模具的形狀大小切割橡膠片，質(zhì)量約53g； 然后將橡膠薄片放入模具中，上下用壓膜覆蓋，并在壓膜表面涂抹少量硅油。

(2)將熱壓機(jī)的溫度升高到120℃，待溫度穩(wěn)定后，將裝有橡膠片的模具放入熱壓機(jī) 中熱壓，在此過(guò)程中保持熱壓溫度120℃恒定，50秒后升壓至2MPa，然后再迅速將壓力 出去。如此反復(fù)升、降壓過(guò)程大約10次。待熱壓機(jī)熱壓完成以后，用C型夾夾住模具， 迅速將其轉(zhuǎn)入溫度為120℃烘箱中，在此溫度下保持120min后，最后將模具從烘箱中拿 出，冷卻至室溫。

本發(fā)明通過(guò)只改變交聯(lián)劑中硫與NOBS的比例來(lái)改變交聯(lián)密度，從而改變硫化橡膠 的力學(xué)性能和溶脹度，確定了硫與NOBS的最佳配比，所制備的硫化橡膠性能也很好， 方法簡(jiǎn)便，容易操作。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。選用抗老化劑為N-苯基-β-苯胺。

實(shí)施例一：

(一)芳烴油預(yù)處理：將一定量芳烴油加入三口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下，油 浴加熱到160℃，磁力攪拌，在該溫度情況下恒定兩小時(shí)，使得芳烴油中小分子充分被排 除，然后再在氮?dú)獗Ｗo(hù)情況下冷卻至室溫。