一種納米ssbr橡膠加工方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種納米SSBR橡膠加工方法，其所述的SSBR橡膠由SSBR2305基膠、SSBR312膠料、新炭黑、輔助劑和硫化體系加工而成，所述的輔助劑包括：防老劑、促進(jìn)劑、納米阻燃復(fù)合物、nano-ZnO、A151、Mg(OH)2，SSBR2305基膠和SSBR312膠料共混，將輔助劑投入混合膠料中攪拌35min，將50phr的新炭黑投入共混膠料中，攪拌均勻，將共混膠料加入無(wú)硫硫化體系內(nèi)硫化50分鐘，硫化體系溫度為150℃。本發(fā)明不僅生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品合格率也高，物理機(jī)械性能優(yōu)異、低生熱性能也好，運(yùn)用前景廣闊。
【專利說(shuō)明】—種納米SSBR橡膠加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種納米SSBR橡膠加工方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]SSBR橡膠是苯乙烯和丁二烯在有機(jī)鋰引發(fā)下，經(jīng)陰離子溶液聚合而合成的彈性體。它除了保持橡膠原有特性外，還具有比天然橡膠更為優(yōu)良的性質(zhì)，如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠等優(yōu)點(diǎn)，并可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域。目前，SSBR橡膠在各類領(lǐng)域上均有需求，具有良好的應(yīng)用前景，其適用的工作條件(介質(zhì)、溫度、壓力)決定于所工作的范圍。但由于SSBR橡膠的生產(chǎn)難度較大，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，物理機(jī)械性能以及低生熱性能難以控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明提供一種物理機(jī)械性能優(yōu)異、低生熱性能也好的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種納米SSBR橡膠加工方法，其特征在于，所述的SSBR橡膠由SSBR2305基膠、SSBR312膠料、新炭黑、輔助劑和硫化體系加工而成，所述的輔助劑包括:防老劑、促進(jìn)劑、nano-ZnO、A151、Mg (OH) 2、納米阻燃復(fù)合物,所述的加工方法包括如下步驟:
1)SSBR2305基膠和SSBR312膠料共混；
在溫度為140~155°C下，將SSBR2305基膠和SSBR312膠料按照3-3.4:1的比例進(jìn)行機(jī)械攪拌共混，并加入輔助劑，均勻攪拌35min，生產(chǎn)出共混“膠料”；
2)在溫度為150°C下，將50phr的新炭黑、納米阻燃復(fù)合物投入共混膠料中，按照3:4:60的比例攪拌均勻；
3)將共混膠料加入硫化體系內(nèi)硫化50分鐘，硫化體系溫度為150°C；
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過(guò)濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過(guò)量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過(guò)篩，得一次改性阻燃復(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過(guò)濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過(guò)篩，得二次改性阻燃復(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物。
[0005]2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法，其特征在于，所述的nano-ZnO投加量為120~210phr。
[0006]3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法，其特征在于，所述的硫化體系為無(wú)硫硫化體系，所述的無(wú)硫硫化體系包括秋蘭姆類促進(jìn)劑、Mg (OH) 2等。
[0007]4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法，其特征在于，所述的加工方法的步驟I)在雙輥開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行，將硫化后的膠料從硫化體系取出，冷卻至室溫，制成高性能低生熱SSBR橡膠。
[0008]有益效果:采用上述SSBR2305與SSBR312共混的膠料，改善了橡膠的物理機(jī)械性能，并降低了生產(chǎn)成本，通過(guò)加入50phr的新炭黑，能提高材料的物理機(jī)械性能，具有很強(qiáng)的降低材料生熱的能力，通過(guò)加入nano-ZnO粒子獲得高導(dǎo)熱性，當(dāng)輔助劑nano-ZnO投加量為120~210phr時(shí),復(fù)合材料導(dǎo)熱性能最好,混合膠料經(jīng)無(wú)硫硫化體系硫化，補(bǔ)充增強(qiáng)了材料物理機(jī)械性能，并且提高了材料的導(dǎo)熱性能。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機(jī)物，無(wú)毒環(huán)保，應(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明進(jìn)行二次改性，這樣的好處是:增加反應(yīng)活性點(diǎn)，提高改性效果；改性的同時(shí)又能蒸除體系中的水分，干燥與改性同時(shí)進(jìn)行，提高了工作效率；納米級(jí)硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學(xué)吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達(dá)到多重阻燃的功效；強(qiáng)大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用，阻止被阻燃物質(zhì)溫度升高，提高了阻燃效率；硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本，也為凹凸棒土的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了一條新途徑；本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機(jī)械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達(dá)到了納米級(jí)分散， 有效避免了對(duì)復(fù)合材料的自然氧化，從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)合材料的氧指數(shù)為39。
[0009]
【具體實(shí)施方式】
[0010]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0011]一種納米SSBR橡膠加工方法，其特征在于，所述的SSBR橡膠由SSBR2305基膠、SSBR312膠料、新炭黑、輔助劑和硫化體系加工而成，所述的輔助劑包括:防老劑、促進(jìn)劑、nano-ZnO、A151、Mg (OH) 2、納米阻燃復(fù)合物,所述的加工方法包括如下步驟:
1)SSBR2305基膠和SSBR312膠料共混；
在溫度為140~155°C下，將SSBR2305基膠和SSBR312膠料按照3-3.4:1的比例進(jìn)行機(jī)械攪拌共混，并加入輔助劑，均勻攪拌35min，生產(chǎn)出共混“膠料”；
2)在溫度為150°C下，將50phr的新炭黑、納米阻燃復(fù)合物投入共混膠料中，按照3:4:60的比例攪拌均勻；
3)將共混膠料加入硫化體系內(nèi)硫化50分鐘，硫化體系溫度為150°C；
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(I)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過(guò)濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過(guò)量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過(guò)篩，得一次改性阻燃復(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過(guò)濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過(guò)篩，得二次改性阻燃復(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物。
[0012]本發(fā)明所述的硫化體系為無(wú)硫硫化體系，所述的無(wú)硫硫化體系包括秋蘭姆類促進(jìn)劑、Mg (OH) 2 等。
[0013]本發(fā)明所述的步驟I)在雙輥開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行，將硫化后的膠料從硫化體系取出，冷卻至室溫，制成高性能低生熱SSBR橡膠。
[0014]橡膠的材料的低生熱性能與其機(jī)械性能中的彈性和定伸強(qiáng)度密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，如果橡膠材料是高彈性、高定伸強(qiáng)度，那么它的低生熱性能會(huì)比較好。SSBR2305有著優(yōu)異的低生熱性能，雖然在物理機(jī)械性能方面相對(duì)其他橡膠較次，但已經(jīng)足夠，另外通過(guò)添加輔助劑彌補(bǔ)物理機(jī)械性能的不足，新炭黑有著比其他類型炭黑都優(yōu)異的降低材料生熱的能力以及優(yōu)異的機(jī)械性能。
[0015]在配方中，我們還使用了硅烷偶聯(lián)劑A151，其目的是:提高無(wú)機(jī)填料在橡膠中的分散性，改善橡膠的物理機(jī)械性能和綜合加工工藝性能。促進(jìn)劑可改善不同極性和不同粘度橡膠的均勻性，并且可以改善并用膠的抗氧老化效果，使橡膠的物理機(jī)械性能優(yōu)異，耐曲撓性能好，另外，使用促進(jìn)劑還 能改善炭黑填料在橡膠中的分散性，加快炭黑在橡膠中的分散速度。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機(jī)物，無(wú)毒環(huán)保，應(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明進(jìn)行二次改性，這樣的好處是:增加反應(yīng)活性點(diǎn)，提高改性效果；改性的同時(shí)又能蒸除體系中的水分，干燥與改性同時(shí)進(jìn)行，提高了工作效率；納米級(jí)硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學(xué)吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達(dá)到多重阻燃的功效；強(qiáng)大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用，阻止被阻燃物質(zhì)溫度升高，提高了阻燃效率；硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本，也為凹凸棒土的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了一條新途徑；本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機(jī)械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達(dá)到了納米級(jí)分散，有效避免了對(duì)復(fù)合材料的自然氧化，從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)合材料的氧指數(shù)為39。
[0016]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種納米SSBR橡膠加工方法，其特征在于，所述的SSBR橡膠由SSBR2305基膠、SSBR312膠料、新炭黑、輔助劑和硫化體系加工而成，所述的輔助劑包括:防老劑、促進(jìn)劑、nano-ZnO、A151、Mg (OH) 2、納米阻燃復(fù)合物,所述的加工方法包括如下步驟: 1)SSBR2305基膠和SSBR312膠料共混； 在溫度為140~155°C下，將SSBR2305基膠和SSBR312膠料按照3-3.4:1的比例進(jìn)行機(jī)械攪拌共混，并加入輔助劑，均勻攪拌35min，生產(chǎn)出共混“膠料”； 2)在溫度為150°C下，將50phr的新炭黑、納米阻燃復(fù)合物投入共混膠料中，按照3:4:60的比例攪拌均勻； 3)將共混膠料加入硫化體系內(nèi)硫化50分鐘，硫化體系溫度為150°C； 所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為: (1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過(guò)濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過(guò)量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過(guò)篩，得一次改性阻燃復(fù)合物； (2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。
2.過(guò)濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過(guò)篩，得二次改性阻燃復(fù)合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃 復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法，其特征在于，所述的nano-ZnO 投加量為 120 ~210phr。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法，其特征在于，所述的硫化體系為無(wú)硫硫化體系，所述的無(wú)硫硫化體系包括秋蘭姆類促進(jìn)劑、Mg(OH) 2等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能低生熱SSBR橡膠的制備方法，其特征在于，所述的加工方法的步驟I)在雙輥開(kāi)煉機(jī)中進(jìn)行，將硫化后的膠料從硫化體系取出，冷卻至室溫，制成高性能低生熱SSBR橡膠。
【文檔編號(hào)】C08K3/02GK103483651SQ201310430950
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】周建, 顏玉榮 申請(qǐng)人:蘇州市湘園特種精細(xì)化工有限公司