一种快速硫化橡胶组合物及其制备方法

    专利查询2025-05-24  40


    本发明涉及橡胶复合材料,尤其涉及ipc c08l7/00领域,更具体的,涉及一种快速硫化橡胶组合物及其制备方法。


    背景技术:

    1、轮胎行业中,橡胶都要硫化过后才能使用,而硫化需要高温和长时间对模具施加载荷,尤其是矿用轮胎,其在硫化过程中耗能巨大。因此为了降低能耗节约能源,如何提高硫化效率非常重要。在实际生产中,通常需要加入多种促进剂和助促进剂来提高硫速,但大部分促进剂有毒,且过量的促进剂容易产生过多的单双硫键,造成胶料其他性能下降。在当今节能与环保为主题的时代下,寻找一种新型低毒可供替代的硫化助剂显得尤为重要。

    2、专利cn 111944210a公开了在橡胶组合物中加入双(多)柠康酰亚胺苯作为硫化剂的技术方案,但该硫化剂活性较弱,不能改善橡胶的加工性能,甚至降低了胶料的流动性。


    技术实现思路

    1、本发明第一方面提供了一种快速硫化橡胶组合物,组分包括:橡胶、填料、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、促进剂、防焦剂和硫化助剂,所述硫化助剂为同时含有二羟基和哒嗪的化合物。

    2、优选的,按重量份计,组分包括:橡胶100份、填料45-55份、氧化锌1-5份、硬脂酸1-4份、防老剂2-4份、硫磺1-3份、促进剂0.2-2份、防焦剂0.05-0.4份和硫化助剂0.1-3份。

    3、所述硫化助剂的结构通式如式1所示:

    4、

    5、其中,r1和r2均选自以下中的一种:氢,c1-10烷基,c3-10烯基,c1-10烷氧基,c1-10卤代烷基,c2-10卤代烯基,羟基,羧基,氨基,硝基,以及被c1-10烷基、c2-10烯基、c1-10烷氧基、c1-10卤代烷基、c2-10卤代烯基、羟基、羧基、氨基、硝基中的一个或多个基团取代的乙烯基。

    6、优选的,所述硫化助剂包括4,5-二甲基-3,6-二羟基哒嗪、4-丙基-3,6-二羟基哒嗪、4-乙烯基-3,6-二羟基哒嗪中的至少一种。

    7、所述硫化助剂在橡胶组合物中的添加量为橡胶的0.1-2wt%。

    8、优选的,所述硫化助剂在橡胶组合物中的添加量为橡胶的0.3-0.9wt%。

    9、所述防老剂包括防老剂rd、防老剂4010na、防老剂6ppd、防老剂rw287、防老剂4020中至少一种。

    10、优选的,所述防老剂包括防老剂rd、防老剂6ppd、防老剂rw287,所述防老剂rd、防老剂6ppd、防老剂rw287的重量比为0.8:(1-2):(0.5-1.5)。

    11、进一步优选的,所述防老剂rd、防老剂6ppd、防老剂rw287的重量比为0.8:(1.2-1.8):(0.8-1.2)。

    12、优选地,所述促进剂包括噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类、胍类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类、黄原酸盐类和硫脲类中至少一种。

    13、所述填料包括炭黑和无机填料中至少一种。

    14、所述橡胶为天然橡胶或异戊二烯橡胶。

    15、本发明通过将同时含有羟基和哒嗪的化合物,特别是4-甲基-3,6-二羟基哒嗪,作为硫化助剂加入胶料中以提高胶料的硫化效率。哒嗪基团中的氮原子上的孤对电子能够活化带有多硫侧挂基团的促进剂,加快硫化速度,同时使得多硫键比例增加,提高胶料的拉断伸长率,且低用量时能够保持良好的物理机械性能。

    16、本发明第二方面提供了一种快速硫化橡胶组合物的制备方法,包括以下步骤:

    17、s1,一段混炼:20~130℃下,将橡胶在密炼机中混炼30~80s,然后加入总填料质量40-60%的填料混炼40~60s,再加入剩余填料、氧化锌、硬脂酸、防焦剂、防老剂和硫化助剂混炼,150~160℃排胶,后停放12~36h;

    18、s2,二段混炼:20~80℃下,将一段混炼胶在开炼机上薄通2~5次,加入硫磺和促进剂,搓卷、打包3~8次后出片,得到所述橡胶组合物。

    19、所述密炼机的转速为30-55r/min。

    20、所述开炼机的前后辊速比为1:(1.1-1.4)。

    21、优选的,所述开炼机的前后辊速比为1:(1.1-1.2)。

    22、有益效果

    23、1.本申请橡胶组合物的制备方法,该方法工艺简单。

    24、2.本申请橡胶组合物的制备方法,能耗低,符合绿色环保的要求,适用于工业生产。

    25、3.所述硫化助剂为同时含有二羟基和哒嗪的化合物,硫化助剂低用量(0.3wt%)

    26、时能够保持良好的物理机械性能。

    27、4.本申请橡胶组合物表现出高效的硫化速度(t90达到480s)。

    28、5.本申请橡胶组合物拉断伸长率可达600%。



    技术特征:

    1.一种快速硫化橡胶组合物,其特征在于,组分包括:橡胶、填料、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、促进剂、防焦剂和硫化助剂,所述硫化助剂为同时含有二羟基和哒嗪的化合物。

    2.根据权利要求1所述的快速硫化橡胶组合物,其特征在于,按重量份计,组分包括:橡胶100份、填料45-55份、氧化锌1-5份、硬脂酸1-4份、防老剂2-4份、硫磺1-3份、促进剂0.2-2份、防焦剂0.05-0.4份和硫化助剂0.1-3份。

    3.根据权利要求2所述的快速硫化橡胶组合物,其特征在于,所述硫化助剂的结构通式如式1所示:

    4.根据权利要求3所述的快速硫化橡胶组合物,其特征在于,所述硫化助剂包括4,5-二甲基-3,6-二羟基哒嗪、4-丙基-3,6-二羟基哒嗪、4-乙烯基-3,6-二羟基哒嗪中的至少一种。

    5.根据权利要求4所述的快速硫化橡胶组合物,其特征在于,所述硫化助剂在橡胶组合物中的添加量为橡胶的0.1-2wt%。

    6.根据权利要求5所述的快速硫化橡胶组合物,其特征在于,所述硫化助剂在橡胶组合物中的添加量为橡胶的0.3-0.9wt%。

    7.根据权利要求6所述的快速硫化橡胶组合物,其特征在于,所述防老剂包括防老剂rd、防老剂4010na、防老剂6ppd、防老剂rw287、防老剂4020中的至少一种。

    8.一种根据权利要求1-7任一项所述快速硫化橡胶组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    9.根据权利要求8所述快速硫化橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述密炼机的转速为30-55r/min。

    10.根据权利要求8或9所述快速硫化橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述开炼机的前后辊速比为1:(1.1-1.4)。


    技术总结
    本发明涉及橡胶复合材料技术领域,尤其涉及IPC C08L7/00领域,更具体的,涉及一种快速硫化橡胶组合物及其制备方法。组分包括:橡胶、填料、氧化锌、硬脂酸、防老剂、硫磺、促进剂、防焦剂和硫化助剂,所述硫化助剂为同时含有二羟基和哒嗪的化合物。通过选取同时含有羟基和哒嗪的化合物的硫化助剂,一方面本申请提供了一种具备更高效硫化且机械性能变化不大的绿色低毒的橡胶组合物;另一方面,该方法工艺简单、能耗低,符合绿色环保的要求,适用于工业生产。

    技术研发人员:陈朝晖,姚杰,兰晋森
    受保护的技术使用者:华南理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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