技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高性能改性丁苯橡胶组合物。
背景技术
丁苯橡胶又称聚苯乙烯丁二烯共聚物，其耐磨、耐热、耐老化及硫化速度 较天然橡胶更为优良，目前已被广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗 器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实 现工业化生产的橡胶品种之一。随着社会的发展，人们对橡胶制品的数量和质 量提出了更高的要求，又由于橡胶制品的使用环境比较多变，现有的橡胶产品 其强度、耐磨性、耐老化性能不能满足快速发展的社会的要求，需要进行改进。
发明内容
本发明提出了一种高性能改性丁苯橡胶组合物，其强度高，耐磨性好，耐 热性能和耐老化性能优异。
本发明提出了一种高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下 组分：丁苯橡胶70-90份、环氧化天然橡胶3-10份、碳纳米管10-25份、改性 蒙脱土3-12份、纳米氮化铝3-20份、沉淀法白炭黑10-20份、改性勃姆石5-25 份、纳米氢氧化铝1-5份、纳米氢氧化镁2-5份、硬脂酸1-3份、硫磺0.5-1份、 氧化锌1.5-3份、有机硅过氧化物1.2-2份、聚乙烯醇0.5-1.5份、二苯基磷酸酯 1-2.5份、硬脂酸镧1.2-2.5份、防老剂RD0.3-1.2份、防老剂NBC0.7-1.5份、 防老剂4010NA0.5-1.8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌0.5-1份、谷氨酸二硫代氨 基甲酸铈0.8-2份、促进剂DM0.5-2份、柠檬酸三乙酯1-5份；其中，改性勃姆 石的改性剂为甲基丙烯酸、衣康酸、山梨酸、顺丁烯二酸、花生四烯酸、亚油 酸中的一种或者多种的混合物。
优选地，其原料中，丁苯橡胶与环氧化天然橡胶的重量份之比为80-85:5-7。
优选地，其原料中，沉淀法白炭黑与改性勃姆石的重量份之比为 13-17:17-22。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：丁苯橡胶82-84份、环氧化天然橡 胶6-6.8份、碳纳米管16-20份、改性蒙脱土6-10份、纳米氮化铝13-18份、沉 淀法白炭黑14-16份、改性勃姆石18-20份、纳米氢氧化铝3.4-4.5份、纳米氢 氧化镁3.2-3.8份、硬脂酸1.6-2.3份、硫磺0.65-0.75份、氧化锌2.1-2.6份、有 机硅过氧化物1.5-1.78份、聚乙烯醇0.9-1.2份、二苯基磷酸酯1.6-2.1份、硬脂 酸镧1.9-2.2份、防老剂RD0.6-1.0份、防老剂NBC0.9-1.3份、防老剂4010NA 1.1-1.5份、二乙基二硫代氨基甲酸锌0.68-0.73份、谷氨酸二硫代氨基甲酸铈 1.3-1.78份、促进剂DM0.8-1.4份、柠檬酸三乙酯2.8-3.5份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：丁苯橡胶83份、环氧化天然橡胶 6.5份、碳纳米管18份、改性蒙脱土8份、纳米氮化铝15份、沉淀法白炭黑15.6 份、改性勃姆石18.6份、纳米氢氧化铝4份、纳米氢氧化镁3.6份、硬脂酸2 份、硫磺0.7份、氧化锌2.4份、有机硅过氧化物1.58份、聚乙烯醇1份、二苯 基磷酸酯2份、硬脂酸镧1.98份、防老剂RD0.8份、防老剂NBC1份、防老 剂4010NA1.3份、二乙基二硫代氨基甲酸锌0.7份、谷氨酸二硫代氨基甲酸铈 1.5份、促进剂DM1.2份、柠檬酸三乙酯3份。
优选地，所述改性蒙脱土的改性剂为表面活性剂。
优选地，所述有机硅过氧化物为三甲基特丁基过氧基硅烷、乙烯基三特丁 基过氧硅烷中的一种或者两种的混合。
优选地，所述改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸、山梨酸、顺丁烯二酸按 1:2-5:2-4重量份之比的混合物。
优选地，所述改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸、山梨酸、顺丁烯二酸按 1:3:3重量份之比的混合物。
本发明中所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料中，丁苯橡胶的重量份 可以为72.3、73.5、78.6、79.4、81、84.5、86.7、88、89.4份，环氧化天然橡胶 的重量份可以为3.2、3.8、4、4.5、5、5.3、6.7、8、8.5、8.9、9.4份，碳纳米 管的重量份可以为11、12、13.5、14、15、17.6、18.4、19、19.3、21、23、24.6 份，改性蒙脱土的重量份可以为3.5、3.8、4、4.6、5、5.4、6.3、7、7.5、8.6、 9、9.4、10.3、11、11.5份，纳米氮化铝的重量份可以为3.8、5、5.9、7、8、8.9、 10、10.6、12、14.6、15.8、19、19.3份，沉淀法白炭黑的重量份可以为11、12.3、 13、13.5、17、18、19.3份，改性勃姆石的重量份可以为5.9、7、8、9、12、14、 15.6、17、19.3、21、22、23.4、24、24.6份，纳米氢氧化铝的重量份可以为1.2、 1.6、1.8、2、2.3、2.7、3、3.8、4.2、4.78份，纳米氢氧化镁的重量份可以为2.3、 2.7、2.9、3、3.4、3.7、3.86、4、4.2、4.6、4.79、4.83份，硬脂酸的重量份可 以为1.2、1.4、1.56、1.8、1.9、2.45、2.6、2.78、2.9、2.93份，硫磺的重量份 可以为0.56、0.63、0.8、0.83、0.9、0.94份，氧化锌的重量份可以为1.7、1.83、 1.9、2、2.3、2.45、2.78、2.8、2.83、2.9、2.94份，有机硅过氧化物的重量份可 以为1.3、1.45、1.56、1.7、1.8、1.83、1.9份，聚乙烯醇的重量份可以为0.56、 0.6、0.67、0.8、0.94、1.1、1.16、1.23、1.3、1.34、1.4、1.45份，二苯基磷酸 酯的重量份可以为1.2、1.3、1.45、1.78、1.8、1.9、2.3、2.34、2.45份，硬脂酸 镧的重量份可以为1.3、1.45、1.6、1.8、2.1、2.3、2.45份，防老剂RD的重量 份可以为0.45、0.5、0.56、0.7、0.83、0.9、1.1、1.13份，防老剂NBC的重量 份可以为0.78、0.86、1.1、1.26、1.34、1.4、1.45份，防老剂4010NA的重量份 可以为0.59、0.67、0.8、0.9、1、1.2、1.46、1.7、1.73份，二乙基二硫代氨基 甲酸锌的重量份可以为0.53、0.6、0.67、0.85、0.9、0.94份，谷氨酸二硫代氨 基甲酸铈的重量份可以为0.86、0.9、0.94、1、1.2、1.46、1.6、1.7、1.9、1.94 份，促进剂DM的重量份可以为0.56、0.7、1.1、1.26、1.45、1.5、1.6、1.8、1.94 份，柠檬酸三乙酯的重量份可以为1.2、1.5、1.8、2、2.4、2.7、3.4、3.8、4、 4.3、4.78份。
本发明中，以环氧化天然橡胶配合丁苯橡胶作为橡胶主料，改善了橡胶组 合物的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能；添加的改性勃姆石其表面 的改性剂可以与橡胶发生接枝反应，从而将勃姆石接枝到橡胶的表面，改善了 勃姆石在橡胶基体中的分散，改善了勃姆石的团聚现象，与碳纳米管、纳米氮 化铝、沉淀法白炭黑配合，提高了橡胶组合物的拉伸强度、撕裂强度，减小了 橡胶组合物的永久变形性，另外，片状的改性勃姆石与改性蒙脱土相互配合， 添加到橡胶组合物中，对热和氧的传递起到了阻隔的效应，改善了橡胶组合物 的热氧稳定性，提高了橡胶组合物的耐老化性能；纳米氢氧化铝与纳米氢氧化 镁配合添加到橡胶组合物中，在提高橡胶组合物强度的同时提高了橡胶组合物 的阻燃性；有机硅过氧化物中含有的过氧键，受热产生自由基可以活化橡胶分 子，使橡胶分子间发生碳碳键交联，与硫磺配合，改善了橡胶组合物的硫化性 能；选择的硬脂酸镧与防老剂RD、防老剂NBC、防老剂4010NA配合作为橡胶 组合物的防老剂，其性能协同促进，改善了橡胶组合物的耐老化性能；谷氨酸 二硫代氨基甲酸铈在二乙基二硫代氨基甲酸锌和促进剂DM的辅助下作为橡胶 组合物的促进剂，提高了硫化速率，缩短了硫化时间，同时具有一定的防老效 果，提高生产效率的同时改善了橡胶组合物的耐老化性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说 明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、 等同替换等均在本发明的保护范围内。
实施例1
本发明所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下组分： 丁苯橡胶70份、环氧化天然橡胶10份、碳纳米管25份、改性蒙脱土12份、 纳米氮化铝3份、沉淀法白炭黑20份、改性勃姆石5份、纳米氢氧化铝5份、 纳米氢氧化镁2份、硬脂酸3份、硫磺0.5份、氧化锌3份、有机硅过氧化物 1.2份、聚乙烯醇1.5份、二苯基磷酸酯1份、硬脂酸镧2.5份、防老剂RD0.3 份、防老剂NBC1.5份、防老剂4010NA0.5份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1份、 谷氨酸二硫代氨基甲酸铈0.8份、促进剂DM2份、柠檬酸三乙酯1份；
其中，改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸。
实施例2
本发明所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下组分： 丁苯橡胶90份、环氧化天然橡胶3份、碳纳米管10份、改性蒙脱土3份、纳 米氮化铝20份、沉淀法白炭黑10份、改性勃姆石25份、纳米氢氧化铝1份、 纳米氢氧化镁5份、硬脂酸1份、硫磺1份、氧化锌1.5份、有机硅过氧化物2 份、聚乙烯醇0.5份、二苯基磷酸酯2.5份、硬脂酸镧1.2份、防老剂RD1.2份、 防老剂NBC0.7份、防老剂4010NA1.8份、二乙基二硫代氨基甲酸锌0.5份、 谷氨酸二硫代氨基甲酸铈2份、促进剂DM0.5份、柠檬酸三乙酯5份；
其中，所述改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸、衣康酸、山梨酸、顺丁烯 二酸、花生四烯酸、亚油酸按任意重量份之比的混合物；所述改性蒙脱土的改 性剂为表面活性剂；所述有机硅过氧化物为三甲基特丁基过氧基硅烷。
实施例3
本发明所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下组分： 丁苯橡胶84份、环氧化天然橡胶6份、碳纳米管20份、改性蒙脱土6份、纳 米氮化铝18份、沉淀法白炭黑14份、改性勃姆石20份、纳米氢氧化铝3.4份、 纳米氢氧化镁3.8份、硬脂酸1.6份、硫磺0.75份、氧化锌2.1份、有机硅过氧 化物1.78份、聚乙烯醇0.9份、二苯基磷酸酯2.1份、硬脂酸镧1.9份、防老剂 RD1.0份、防老剂NBC0.9份、防老剂4010NA1.5份、二乙基二硫代氨基甲酸 锌0.68份、谷氨酸二硫代氨基甲酸铈1.78份、促进剂DM0.8份、柠檬酸三乙 酯3.5份；
其中，改性勃姆石的改性剂为山梨酸、顺丁烯二酸、花生四烯酸按1:4:6重 量份之比的混合物；所述改性蒙脱土的改性剂为表面活性剂；所述有机硅过氧 化物为乙烯基三特丁基过氧硅烷。
实施例4
本发明所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下组分： 丁苯橡胶82份、环氧化天然橡胶6.8份、碳纳米管16份、改性蒙脱土10份、 纳米氮化铝13份、沉淀法白炭黑16份、改性勃姆石18份、纳米氢氧化铝4.5 份、纳米氢氧化镁3.2份、硬脂酸2.3份、硫磺0.65份、氧化锌2.6份、有机硅 过氧化物1.5份、聚乙烯醇1.2份、二苯基磷酸酯1.6份、硬脂酸镧2.2份、防 老剂RD0.6份、防老剂NBC1.3份、防老剂4010NA1.1份、二乙基二硫代氨基 甲酸锌0.73份、谷氨酸二硫代氨基甲酸铈1.3份、促进剂DM1.4份、柠檬酸三 乙酯2.8份；
其中，所述改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸、山梨酸、顺丁烯二酸按1:5:2 重量份之比的混合物；所述改性蒙脱土的改性剂为表面活性剂；所述有机硅过 氧化物为三甲基特丁基过氧基硅烷、乙烯基三特丁基过氧硅烷按1：4重量份之 比的混合物。
实施例5
本发明所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下组分： 丁苯橡胶81份、环氧化天然橡胶9.4份、碳纳米管23份、改性蒙脱土8.6份、 纳米氮化铝8.9份、沉淀法白炭黑18份、改性勃姆石14份、纳米氢氧化铝3.8 份、纳米氢氧化镁3.7份、硬脂酸1.9份、硫磺0.9份、氧化锌2.8份、有机硅 过氧化物1.56份、聚乙烯醇1.23份、二苯基磷酸酯1.9份、硬脂酸镧2.3份、 防老剂RD0.9份、防老剂NBC1.4份、防老剂4010NA1.46份、二乙基二硫代 氨基甲酸锌0.85份、谷氨酸二硫代氨基甲酸铈1.7份、促进剂DM1.8份、柠檬 酸三乙酯4份；
其中，所述改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸、山梨酸、顺丁烯二酸按1:2:4 重量份之比的混合物；所述有机硅过氧化物为三甲基特丁基过氧基硅烷。
实施例6
本发明所述高性能改性丁苯橡胶组合物，其原料按重量份包括以下组分： 丁苯橡胶83份、环氧化天然橡胶6.5份、碳纳米管18份、改性蒙脱土8份、纳 米氮化铝15份、沉淀法白炭黑15.6份、改性勃姆石18.6份、纳米氢氧化铝4 份、纳米氢氧化镁3.6份、硬脂酸2份、硫磺0.7份、氧化锌2.4份、有机硅过 氧化物1.58份、聚乙烯醇1份、二苯基磷酸酯2份、硬脂酸镧1.98份、防老剂 RD0.8份、防老剂NBC1份、防老剂4010NA1.3份、二乙基二硫代氨基甲酸锌 0.7份、谷氨酸二硫代氨基甲酸铈1.5份、促进剂DM1.2份、柠檬酸三乙酯3 份；
其中，所述改性勃姆石的改性剂为甲基丙烯酸、山梨酸、顺丁烯二酸按1:3:3 重量份之比的混合物；所述改性蒙脱土的改性剂为表面活性剂；所述有机硅过 氧化物为三甲基特丁基过氧基硅烷、乙烯基三特丁基过氧硅烷按任意重量份之 比的混合物。
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。