[发明专利]一种耐磨耐老化橡胶材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种耐磨耐老化橡胶材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车向高速、安全、节能、舒适化方向的发展，对轮胎高性能化的要求也逐年提高，这就对轮胎的耐磨耐老化性能等提出更高的要求，橡胶作为制备轮胎常用的材料，提供一种耐磨性能良好，能大大提高其制得的轮胎使用寿命的耐磨橡胶及其制备方法是本发明亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨耐老化橡胶材料及其制备方法，耐磨和抗老化性能好，适用于轮胎生产，延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的品质。

本发明提供了如下的技术方案：一种耐磨耐老化橡胶材料，包括以下份计的原料：丁苯橡胶55~65份、丁基橡胶45~50份、氯丁橡胶35~45份、硫磺30~40份、季铵盐25~30份、增粘树脂15~25份、助剂15~20份、改性白炭黑10~15份和炭黑10~15份；

所述改性白炭黑包括以下份计的原料：白炭黑2~6份、铁粉2~4份和油酸甘油酯1~3份；

所述助剂包括以下份计的原料：防老剂2~8份、阻燃剂2~6份、防冻剂2~6份、抗磨添加剂2~4份和偶联剂1~3份。

优选地，包括以下份计的原料：丁苯橡胶60份、丁基橡胶47份、氯丁橡胶40份、硫磺35份、季铵盐27份、增粘树脂20份、助剂17份、改性白炭黑12份和炭黑12份；

所述改性白炭黑包括以下份计的原料：白炭黑4份、铁粉3份和油酸甘油酯2份；

所述助剂包括以下份计的原料：防老剂5份、阻燃剂4份、防冻剂4份、抗磨添加剂3份和偶联剂2份。

优选地，所述防老剂包括以下份计的原料：β-（4-羟基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸异十三醇酯2~3份、双（异十三醇基）季戊四醇二亚磷酸酯1~2份、四甲基哌啶醇1~2份和二乙基羟胺0.2~1.2份。

优选地，所述防老剂的制备方法为：将β-（4-羟基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸异十三醇酯、双（异十三醇基）季戊四醇二亚磷酸酯、四甲基哌啶醇和二乙基羟胺加入调和釜中，搅拌、升温至60~65℃，搅拌时间为20~40min，溶解后形成液态混合物，冷却至30~35℃，得到防老剂。

优选地，所述阻燃剂包括以下份计的原料：二甲基乙醇胺1~3份、硼酸锌1~2份、甲基磷酸二甲酯0.2~0.8份和氢氧化镁0.2~0.6份。

优选地，所述防冻剂为氯化钙或乙二醇，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵或者十六烷基三甲基氯化铵。

优选地，所述炭黑为N220、N330、N550、N660和N990中的一种或几种。

优选地，所述抗磨添加剂为磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯和环烷酸铅中的一种或几种。

本发明提供一种耐磨耐老化橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、制备改性白炭黑

按照配比依次称取白炭黑、铁粉和油酸甘油酯，加适量水加热至50~60℃，超声波分散研磨1~3h，喷雾干燥制得改性白炭黑，备用；

（2）、先将丁苯橡胶、丁基橡胶及氯丁橡胶在密炼机上塑炼1~2min，控制转速为30~70r/min，然后混炼2~3min，控制转速为30~40r/min，按照配比加入剩余原料和步骤（1）得到的改性白炭黑，混炼2~3min，温度为135~145℃时排料得到所述耐磨耐老化橡胶材料。

本发明的有益效果：耐磨和抗老化性能好，适用于轮胎生产，延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的品质，具体如下：

（1）、本发明中添加防老剂，易迁移到橡胶表面，形成一层薄膜，在橡胶和外界之间，起一种隔绝与屏障作用，在橡胶及其制品的长期贮存和使用过程中，阻断橡胶内部因受到热、氧、臭氧、变价金属离子、机械应力、光、高能射线等因素对胶料表面的破坏，以及其它化学物质和霉菌等的侵蚀，从而延长橡胶及其制品的贮存期和使用寿命；

（2）、本发明中添加二甲基乙醇胺、硼酸锌、甲基磷酸二甲酯和氢氧化镁制成的阻燃剂，由于橡胶材料大多数为高分子材料，为了便于生产，在制作配方时都需要放入大量的易燃的油品，以便降低橡胶硬度，添加阻燃剂，使制得的橡胶材料具有较好的阻燃性，即可以起到阻止橡胶材料被燃烧和抑制火焰传播的作用；

（3）、本发明中添加的丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶，三者与炭黑、增粘树脂、偶联剂的反应结合可以减少滞后损失，提高抓地力，提高耐撕裂性能，配合抗磨添加剂，进一步提高橡胶材料的耐磨性；