[发明专利]一种提高橡胶材料摩擦系数的共混物及其制备方法

说明书

本发明提供一种提高橡胶材料摩擦系数的共混物及其制备方法，采用苯乙烯‑丁二烯类弹性体(SBS或SEBS)、聚丙烯(PP)、丁基橡胶(IIR)、氧化锌、硬脂酸、白炭黑、钛白粉、三氧化二铝、促进剂、硫化剂分别在橡塑密炼机中共混均匀，通过双螺杆挤出机动态硫化生成预交联的丁基橡胶颗粒在高剪切作用下细化分散在苯乙烯‑丁二烯弹性体中，从而得到一种含有丁基橡胶链段的烯烃类热塑性弹性体，该材料能与天然橡胶和合成橡胶按照任意比例共混改性。在天然橡胶与合成橡胶中加入该材料，能保持原有橡胶材料的力学性能和耐磨性，同时具有较好缓冲减震作用，显著提高橡胶材料的摩擦系数。

技术领域

本发明涉及一种提高橡胶材料摩擦系数的共混物及其制备方法。利用丁基橡胶优良的缓冲减震及耐热氧老化的特性，可以改善通用二烯类橡胶的摩擦性能、减震性能及使用寿命。选用丁基橡胶作为动态硫化的橡胶材料，配合使用各类填料和加工助剂制备出了一种含有丁基橡胶链段的烯烃类热塑性弹性体，该材料能与天然橡胶和合成橡胶按照任意比例共混改性。在天然橡胶与合成橡胶中加入该材料，能保持原有橡胶材料的力学性能，同时具有较高的耐热氧老化和缓冲减震性能，提高了橡胶材料的摩擦系数。

背景技术

橡胶材料是高分子材料的一种，广泛应用于国民经济的各个领域，包括航空航天，船舶，石油，化工，冶金，建筑，机械，电子，轻工，家电等。橡胶材料的消耗非常大，是一种重要的材料，在我国国民经济和国防工业发展中不可缺少。在当前石油资源和可用能源短缺的情况下，科研工作者们不断的探求满足不同使用条件下的高性能橡胶，一方面降低能耗，节约能源；另一方面提高材料的使用性能及寿命。

橡胶的主要性能指标有：力学性能、耐高低温性能等等，而摩擦性能是橡胶性能中的一个非常重要的性能指标。轮胎要求较高的抗湿滑性能和低的滚动阻力，这些性能与轮胎的滚动摩擦和滑动摩擦、材料内部构成摩擦产生的滞后阻力、胎面上的花纹块拍打道路震动发声耗费的能量以及轮胎在路面上滚动过程中受到的气流阻力等都有一定的关系。除此之外，橡胶的摩擦性能和材料疲劳、磨损磨耗、生热及使用寿命之间也有着密切的联系。

摩擦学是研究相对运动时的两个物体表面相互发生作用，构成等一系列的行为与摩擦、损耗控制的一门科学，是与摩擦、磨损和润滑有关的技术基础科学。摩擦性能在橡胶很多用途中都是评价材料性能优劣的重要指标，而粘弹性又是表征橡胶材料摩擦性的首要相关参数。在摩擦学领域，除了要求材料具有更好的摩擦和磨损性能，同时还应具有好的力学性能、穿着舒适性能和良好的化学稳定性等。

橡胶材料具有良好的摩擦性能才能为鞋子和轮胎带来较好的防滑效果和抓地力，防滑性能的好坏直接关系到了鞋子穿着和轮胎行驶是否安全。鉴于这种情况，近年来市场上出现了一种新型鞋——防滑鞋，给人们的生活和工作带来了一定的保证，对于这种防滑鞋优劣真伪的判定，需要一套专业的精确的检测系统，于是对于鞋底橡胶材料的摩擦系数测试仪的研究也就越来越有必要。摩擦系数的测定，在工业上以及社会生活中的诸多方面都有很广泛的应用需求。

目前国外在止滑性方面的研究归纳起来主要集中在两个方面，止滑性能影响因素和估测鞋子止滑性能标准。国内对鞋底止滑性能的研究主要集中在止滑性能影响因素的探索和鞋底材料、花纹和路面对鞋底止滑性的影响等，鞋底的止滑性直接影响着鞋子穿用时的舒适性和安全性，止滑性主要由摩擦系数来表示，在一定范围内，摩擦系数越大，止滑性越好。杨永杰等对鞋底摩擦系数的测控系统进行设计，初步探讨和实验，系统通过测量作用于鞋的拉力和压力，求得摩擦系数，从而来判断各种鞋子的安全性能。