一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料.pdf

1、10申请公布号CN104292552A43申请公布日20150121CN104292552A21申请号201410514377922申请日20140929C08L9/06200601C08L23/28200601C08L83/07200601C08K13/06200601C08K5/14200601C08K3/06200601C08K3/04200601C08K7/14200601C08K3/34200601C08K3/26200601C08K3/22200601C08K5/349220060171申请人无为县茂林电缆材料有限公司地址238339安徽省芜湖市无为县新沟工业区72发明人叶显林74

2、专利代理机构合肥市长远专利代理事务所普通合伙34119代理人程笃庆黄乐瑜54发明名称一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料57摘要本发明公开了一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其原料按重量份包括丁苯橡胶5558份，氯化丁基橡胶1215份，甲基苯基乙烯基硅橡胶3538份，过氧化二苯甲酰BPO1116份，促进剂DM1821份，硫磺1821份，改性紫炭黑3035份，短切玻璃纤维2024份，聚酯纤维1519份，云母粉3033份，重质碳酸钙2226份，硅烷偶联剂DL1712427份，氢氧化镁1216份，三氧化二锑58份，氰尿酸三聚氰胺盐1216份，防老剂800A1315份，防老剂800B1318份，液体古

3、马隆56份。51INTCL权利要求书2页说明书5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页10申请公布号CN104292552ACN104292552A1/2页21一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括丁苯橡胶5558份，氯化丁基橡胶1215份，甲基苯基乙烯基硅橡胶3538份，过氧化二苯甲酰BPO1116份，促进剂DM1821份，硫磺1821份，改性紫炭黑3035份，短切玻璃纤维2024份，聚酯纤维1519份，云母粉3033份，重质碳酸钙2226份，硅烷偶联剂DL1712427份，氢氧化镁1216份，三氧化二锑58份，氰尿酸三聚氰胺盐

4、1216份，防老剂800A1315份，防老剂800B1318份，液体古马隆56份；其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入9095份的无水乙醇，再添加浓度为79MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为910，加入1316份12001400目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为2528KHZ，超声处理的功率为10001200W，向溶液A中加入912份硅烷偶联剂KH550，以160180RPM的搅拌速度磁力搅拌1013H得到溶液B，将溶液B陈化2427H，再放入烘箱，以102106的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；制备过程中，预热密炼机到7075，将丁苯橡胶、

5、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以200230RPM的搅拌速度密炼2124MIN得到橡胶主料，过程中打三角包69次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以125130RPM的搅拌速度密炼2428MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以110120RPM的搅拌速度混炼2225MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以8488RPM的搅拌速度混炼1216MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺以8286RPM的搅拌速度密炼1820MIN，将温度升至15215

6、7再混炼1316MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。2根据权利要求1所述高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其特征在于，丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶的重量比为565713143637。3根据权利要求2所述高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其特征在于，氯化丁基橡胶的门尼粘度ML14，100为4651。4根据权利要求3所述高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括丁苯橡胶5657份，氯化丁基橡胶1314份，甲基苯基乙烯基硅橡胶3637份，过氧化二苯甲酰BPO1314份，促进剂DM192份，硫磺192份，改性紫炭黑3233份，短切玻璃纤维2223份，

7、聚酯纤维1617份，云母粉3132份，重质碳酸钙2324份，硅烷偶联剂DL1712526份，氢氧化镁1314份，三氧化二锑67份，氰尿酸三聚氰胺盐1415份，防老剂800A1415份，防老剂800B1416份，液体古马隆556份；其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入9293份的无水乙醇，再添加浓度为758MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为910，加入1415份12501300目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为2627KHZ，超声处理的功率为11001150W，向溶液A中加入1011份硅烷偶联剂KH550，以165170RPM的搅拌速度磁力搅拌

8、1112H得到溶液B，将溶液B陈化2526H，再放入烘箱，以103105的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；制备过程中，预热密炼机到7374，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以210220RPM的搅拌速度密炼2223MIN得到橡胶主料，过程中打三角包78次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联权利要求书CN104292552A2/2页3剂DL171，以126128RPM的搅拌速度密炼2526MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以115117RPM的搅拌速度混炼2324MIN，

9、再加入防老剂800A、防老剂800B，以8587RPM的搅拌速度混炼1314MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺以8485RPM的搅拌速度密炼18519MIN，将温度升至154156再混炼1415MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。权利要求书CN104292552A1/5页4一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料技术领域0001本发明涉及丁苯橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。背景技术0002丁苯橡胶由1,3丁二烯和苯乙烯构成，是目前产量最大的通用合成橡胶，丁苯橡胶综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，

10、汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品，但是其弹性、耐磨性能和阻燃效果不理想，应用时一般经过改性加工。发明内容0003基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料,弹性高、耐磨性好且阻燃效果优异。0004本发明提出的一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其原料按重量份包括丁苯橡胶5558份，氯化丁基橡胶1215份，甲基苯基乙烯基硅橡胶3538份，过氧化二苯甲酰BPO1116份，促进剂DM1821份，硫磺1821份，改性紫炭黑3035份，短切玻璃纤维2024份，聚酯纤维1519份，云母粉3033份，重质碳酸钙2226份，硅烷偶联剂DL1712427份，氢

11、氧化镁1216份，三氧化二锑58份，氰尿酸三聚氰胺盐1216份，防老剂800A1315份，防老剂800B1318份，液体古马隆56份；0005其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入9095份的无水乙醇，再添加浓度为79MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为910，加入1316份12001400目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为2528KHZ，超声处理的功率为10001200W，向溶液A中加入912份硅烷偶联剂KH550，以160180RPM的搅拌速度磁力搅拌1013H得到溶液B，将溶液B陈化2427H，再放入烘箱，以102106的温度烘干，研磨，得

12、到改性紫炭黑；0006制备过程中，预热密炼机到7075，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以200230RPM的搅拌速度密炼2124MIN得到橡胶主料，过程中打三角包69次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以125130RPM的搅拌速度密炼2428MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以110120RPM的搅拌速度混炼2225MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以8488RPM的搅拌速度混炼1216MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫

13、磺以8286RPM的搅拌速度密炼1820MIN，将温度升至152157再混炼1316MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。0007紫炭黑是一种亲水性无机功能性矿物材料，具有优异的导热性能，可降低胶料的生热，提高胶料的弹性、耐老化性能、耐屈挠疲劳性能以及耐油性能，但是紫炭黑颗粒表面能高、亲水疏油，与表面能低、亲油疏水的橡胶基质的界面性质不同，二者兼容性差，难以均说明书CN104292552A2/5页5匀分散其中，直接填充很容易发生团聚，所以一般要对其表面进行改性处理；0008陈化为溶液沉淀完全后，让初生成的沉淀与母液一起放置一段时间，这个过程称为“陈化”。其作用的是1、去除沉淀

14、中包藏的杂质；2、让沉淀晶体生长增大晶体粒径，并使其粒径分布比较均匀。0009优选地，丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶的重量比为2627131467。0010优选地，氯化丁基橡胶的门尼粘度ML14，100为4651。0011优选地，其原料按重量份包括丁苯橡胶5657份，氯化丁基橡胶1314份，甲基苯基乙烯基硅橡胶3637份，过氧化二苯甲酰BPO1314份，促进剂DM192份，硫磺192份，改性紫炭黑3233份，短切玻璃纤维2223份，聚酯纤维1617份，云母粉3132份，重质碳酸钙2324份，硅烷偶联剂DL1712526份，氢氧化镁1314份，三氧化二锑67份，氰尿酸三聚氰胺盐14

15、15份，防老剂800A1415份，防老剂800B1416份，液体古马隆556份；0012其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入9293份的无水乙醇，再添加浓度为758MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为910，加入1415份12501300目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为2627KHZ，超声处理的功率为11001150W，向溶液A中加入1011份硅烷偶联剂KH550，以165170RPM的搅拌速度磁力搅拌1112H得到溶液B，将溶液B陈化2526H，再放入烘箱，以103105的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；0013制备过程中，预热密炼机到73

16、74，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以210220RPM的搅拌速度密炼2223MIN得到橡胶主料，过程中打三角包78次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以126128RPM的搅拌速度密炼2526MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以115117RPM的搅拌速度混炼2324MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以8587RPM的搅拌速度混炼1314MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺以8485RPM的搅拌速度密炼18519MIN，

17、将温度升至154156再混炼1415MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。0014本发明以丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶为基料，使本发明具有较高的弹性和阻燃性能的同时，也使本发明具有良好的弹性、耐水耐油性能；添加短切玻璃纤维、聚酯纤维，增加了本发明的柔韧性和耐拉伸性能；以硫磺作为硫化剂，硫化速度适中、操作安全、综合性能好，与过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM组合构成硫化体系，可降低硫环的断裂活化能，并由于促进剂本身的分解，增加了体系中的自由基或离子的浓度，进一步加速了硫化链反应的引发和链增长反应，提高硫化反应速度，改善了本发明的结构和物理机械性能；添加的改性紫炭黑

18、、云母粉、重质碳酸钙与橡胶分子的相容性较好，在橡胶中分散程度高，能够在硫化过程中参与橡胶分子交联，形成一种“整体网络效应”，使本发明的耐磨性能增大，其中改性紫炭黑是由紫炭黑经改性得到的，改性过程中，硅烷接触水分发生水解反应，继而紫炭黑颗粒表面的羟基与硅烷的水解产物缩合、脱水，同时硅烷之间缩聚成低聚合物，低聚合物和紫炭黑表面的羟基形成氢基，通过加热干燥，发生脱水反应，使颗粒表面说明书CN104292552A3/5页6极性较高的羟基转变成极性较低的共价键，形成界面区域，达到亲油疏水、降低表面能、提高其在橡胶基质中的分散性及相容性的目的，因而在受到外界冲击作用力时，橡胶分子能有效地将载荷转移到高机械

19、强度的改性紫炭黑上，从而大大提高了本发明的强度和弹性，而云母粉本身具有极高的电阻，是一种优异的绝缘材料，即使在遇到高温、燃烧后，仍能保持原有的绝缘状态，这就大大提高了本发明的阻燃性能；而硅烷偶联剂DL171的使用，能够扩大上述添加的改性紫炭黑、云母粉、重质碳酸钙和短切玻璃纤维、聚酯纤维与橡胶分子的接触面积，提高各原料的相容性能；使用氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐构成的阻燃体系，在燃烧时熔融形成泡沫覆盖本发明以隔绝空气，并通过内部吸热反应，迅速降低燃烧温度，同时三氧化二锑能够被气化，稀释空气中氧气浓度，从而大幅提高本发明的阻燃效果；以液体古马隆为辅助增塑剂提高了本发明的可塑能力；防老剂8

20、00A、防老剂800B的使用，能够提高本发明的耐老化和耐氧化性能。具体实施方式0015下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。0016实施例10017本发明提出的一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其原料按重量份包括丁苯橡胶58份，氯化丁基橡胶12份，甲基苯基乙烯基硅橡胶38份，过氧化二苯甲酰BPO11份，促进剂DM21份，硫磺18份，改性紫炭黑35份，短切玻璃纤维20份，聚酯纤维19份，云母粉30份，重质碳酸钙26份，硅烷偶联剂DL17124份，氢氧化镁16份，三氧化二锑5份，氰尿酸三聚氰胺盐16份，防老剂800A13份，防老剂800B18份，液体古马隆5份；氯化丁基橡胶的门尼粘

21、度ML14，100为46；0018其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入95份的无水乙醇，再添加浓度为7MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为10，加入13份1400目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为25KHZ，超声处理的功率为1200W，向溶液A中加入9份硅烷偶联剂KH550，以180RPM的搅拌速度磁力搅拌10H得到溶液B，将溶液B陈化27H，再放入烘箱，以102的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；0019制备过程中，预热密炼机到74，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以210RPM的搅拌速度密炼23MIN得到橡胶主料，

22、过程中打三角包7次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以128RPM的搅拌速度密炼25MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以117RPM的搅拌速度混炼23MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以87RPM的搅拌速度混炼13MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺以85RPM的搅拌速度密炼185MIN，将温度升至156再混炼14MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。0020实施例20021本发明提出的一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其原料按重量

23、份包括丁苯橡胶55份，氯化丁基橡胶15份，甲基苯基乙烯基硅橡胶35份，过氧化二苯甲酰BPO16份，促进剂DM18份，硫磺21份，改性紫炭黑30份，短切玻璃纤维24份，聚酯纤维15份，云母粉33份，重质碳酸钙22份，硅烷偶联剂DL17127份，氢氧化镁12份，三氧化二锑8份，说明书CN104292552A4/5页7氰尿酸三聚氰胺盐12份，防老剂800A15份，防老剂800B13份，液体古马隆6份；氯化丁基橡胶的门尼粘度ML14，100为51；0022其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入90份的无水乙醇，再添加浓度为9MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为9，加入16份1200目的紫炭黑，对含

24、有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为28KHZ，超声处理的功率为1000W，向溶液A中加入12份硅烷偶联剂KH550，以160RPM的搅拌速度磁力搅拌13H得到溶液B，将溶液B陈化24H，再放入烘箱，以106的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；0023制备过程中，预热密炼机到73，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以220RPM的搅拌速度密炼22MIN得到橡胶主料，过程中打三角包8次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以126RPM的搅拌速度密炼26MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、

25、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以115RPM的搅拌速度混炼24MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以85RPM的搅拌速度混炼14MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺以84RPM的搅拌速度密炼19MIN，将温度升至154再混炼15MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。0024实施例30025本发明提出的一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其原料按重量份包括丁苯橡胶57份，氯化丁基橡胶13份，甲基苯基乙烯基硅橡胶37份，过氧化二苯甲酰BPO13份，促进剂DM2份，硫磺19份，改性紫炭黑33份，短切玻璃纤维22份，聚酯纤维17份，云母

26、粉31份，重质碳酸钙24份，硅烷偶联剂DL17125份，氢氧化镁14份，三氧化二锑6份，氰尿酸三聚氰胺盐15份，防老剂800A14份，防老剂800B16份，液体古马隆55份；氯化丁基橡胶的门尼粘度ML14，100为48；0026其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入93份的无水乙醇，再添加浓度为75MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为10，加入14份12501300目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为27KHZ，超声处理的功率为1100W，向溶液A中加入11份硅烷偶联剂KH550，以165RPM的搅拌速度磁力搅拌12H得到溶液B，将溶液B陈化25H

27、，再放入烘箱，以105的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；0027制备过程中，预热密炼机到75，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以200RPM的搅拌速度密炼24MIN得到橡胶主料，过程中打三角包6次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以130RPM的搅拌速度密炼24MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以120RPM的搅拌速度混炼22MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以88RPM的搅拌速度混炼12MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺

28、以86RPM的搅拌速度密炼18MIN，将温度升至157再混炼13MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。0028实施例40029本发明提出的一种高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料，其原料按重量份包括丁苯橡胶56份，氯化丁基橡胶14份，甲基苯基乙烯基硅橡胶36份，过氧化二苯甲酰BPO14份，促进剂DM19份，硫磺2份，改性紫炭黑32份，短切玻璃纤维23份，聚酯纤维16份，云说明书CN104292552A5/5页8母粉32份，重质碳酸钙23份，硅烷偶联剂DL17126份，氢氧化镁13份，三氧化二锑7份，氰尿酸三聚氰胺盐14份，防老剂800A15份，防老剂800B14份，液体古马隆6份；

29、氯化丁基橡胶的门尼粘度ML14，100为50；0030其中改性紫炭黑的制备方法为向反应容器中加入92份的无水乙醇，再添加浓度为8MOL/L的氢氧化钠溶液调节PH值为9，加入15份1250目的紫炭黑，对含有紫炭黑的无水乙醇溶液进行超声处理得到溶液A，超声处理的频率为27KHZ，超声处理的功率为1100W，向溶液A中加入11份硅烷偶联剂KH550，以165RPM的搅拌速度磁力搅拌12H得到溶液B，将溶液B陈化25H，再放入烘箱，以105的温度烘干，研磨，得到改性紫炭黑；0031制备过程中，预热密炼机到73，将丁苯橡胶、氯化丁基橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶投入密炼机中，以220RPM的搅拌速度密炼22

30、MIN得到橡胶主料，过程中打三角包8次，继续投入改性紫炭黑、短切玻璃纤维、聚酯纤维、云母粉、重质碳酸钙、和硅烷偶联剂DL171，以126RPM的搅拌速度密炼26MIN得到物料C；将液体古马隆、氢氧化镁、三氧化二锑、氰尿酸三聚氰胺盐加入含物料C的密炼机中以115RPM的搅拌速度混炼24MIN，再加入防老剂800A、防老剂800B，以85RPM的搅拌速度混炼14MIN，继续加入过氧化二苯甲酰BPO、促进剂DM、硫磺以84RPM的搅拌速度密炼19MIN，将温度升至154再混炼15MIN后，降温出料，得到高弹性耐磨阻燃改性丁苯橡胶材料。0032以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。说明书CN104292552A