專利名稱：一種丁苯硫化橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性丁苯硫化橡膠。具體說(shuō)，涉及一種添加全硫化粉末橡膠的丁 苯硫化橡膠組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
丁苯橡膠屬于分子中含有大量雙鍵的二烯類橡膠，在高溫?zé)嵫踝饔孟路肿又腥菀?發(fā)生降解、解聚、交聯(lián)、環(huán)化、異構(gòu)化，這些反應(yīng)是橡膠在高溫下性能急劇劣化的主要原因。橡膠中加入防老劑，可以延遲熱氧化過程。為了提高橡膠的耐熱性，現(xiàn)有技術(shù)采用 增大防老劑用量的方法，如《橡膠制品生產(chǎn)手冊(cè)》中所述。但防老劑的最大用量通常受其在 橡膠中的溶解度所限制，不能加入太多，否則防老劑會(huì)從橡膠中析出，產(chǎn)生不利影響。

另外，對(duì)于分子結(jié)構(gòu)中含不飽和鍵的二烯類橡膠，可以通過混入其它耐熱性好的 橡膠來(lái)改善整個(gè)橡膠的耐熱性?！冬F(xiàn)代橡膠配方設(shè)計(jì)》，179頁(yè)介紹了丁睛橡膠與三元乙丙橡 膠(EPDM)共混提高橡膠的耐熱性。由于EPDM不飽和度很低，因而具有良好的耐熱老化性。 將其與含有雙鍵的二烯類橡膠_ 丁睛橡膠共混，能改善混合后橡膠的耐熱性。但該方法中 所用的兩種橡膠相容性不好，共硫化性能差，導(dǎo)致硫化膠力學(xué)性能下降。該書170頁(yè)介紹了 在丁基橡膠中添加15 20質(zhì)量份的氯丁橡膠或氯磺化聚乙烯，可以提高耐熱性。但同樣 也存在兩種橡膠相容性不好，而導(dǎo)致力學(xué)性能下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用一種全硫化粉末橡膠改性丁苯橡膠，得到的 硫化橡膠耐熱性好，且避免了因相容性差引起的力學(xué)性能下降。本發(fā)明的目的之一是提供了包含上述全硫化粉末橡膠的丁苯硫化橡膠組合物，該 丁苯硫化橡膠保持了原丁苯橡膠的力學(xué)性能，耐熱老化性能明顯提高。本發(fā)明的另一目的是提供了上述丁苯硫化橡膠組合物的制備方法。本發(fā)明的丁苯硫化橡膠，包含有共混的以下組分丁苯橡膠或羧基丁苯橡膠，100 重量份；全硫化粉末橡膠，2 15重量份，優(yōu)選5 10重量份；其中所述的全硫化粉末橡膠 為全硫化粉末丁苯橡膠或羧基丁苯橡膠，全硫化粉末橡膠的平均粒徑為50 300nm，優(yōu)選 100 200nm。其中本發(fā)明所述的全硫化粉末橡膠是在丁苯膠乳或羧基丁苯膠乳中加入交聯(lián)助 齊 ，進(jìn)行輻射交聯(lián)，經(jīng)噴霧干燥后得到。這種方法得到粉末橡膠粒徑小、硫化程度高，不容易 團(tuán)聚。與普通丁苯橡膠混合時(shí)以小顆粒的形式分散在基體中，這些分散的全硫化粉末橡膠 顆粒與橡膠基體的質(zhì)地不同，因而可起到改性作用(如補(bǔ)強(qiáng)、抗熱老化等)。全硫化粉末橡 膠可采用按照本申請(qǐng)人于1999年12月3日申請(qǐng)的中國(guó)專利99125530. 5所制備，全硫化粉 末橡膠為全硫化粉末丁苯橡膠或全硫化粉末羧基丁苯橡膠。該種全硫化粉末橡膠的凝膠 含量達(dá)60%以上，優(yōu)選75%以上，噴霧干燥后無(wú)需加隔離劑即可自由流動(dòng)的離散的橡膠粉 末。
其中本發(fā)明的丁苯橡膠基體包括現(xiàn)有技術(shù)所公開的所有丁苯橡膠、羧基丁苯橡 膠。本發(fā)明的丁苯 硫化橡膠的制備方法，是將所述丁苯橡膠或羧基丁苯橡膠和所述的 全硫化粉末橡膠按所述的比例共同硫化。在制備本發(fā)明的硫化橡膠時(shí)，所用的丁苯橡膠基 體包括現(xiàn)有技術(shù)所公開的所有丁苯橡膠、羧基丁苯橡膠，所述的全硫化粉末橡膠為全硫化 粉末丁苯橡膠和全硫化粉末羧基丁苯橡膠。在上述制備方法中，橡膠的硫化條件(如溫度、時(shí)間等)及使用的設(shè)備均為丁苯橡 膠硫化加工中通常所采用。在此用到的包括硫化劑在內(nèi)的常用加工助劑及其用量也是丁苯 橡膠硫化所通用的。本方法所使用的硫化設(shè)備為橡膠加工業(yè)中的通用硫化設(shè)備，可以是密煉機(jī)、開煉 機(jī)等。本發(fā)明的丁苯硫化橡膠，保持了原丁苯橡膠的力學(xué)性能，耐熱老化性能明顯提高。本發(fā)明丁苯硫化橡膠的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，便于實(shí)施，適用于現(xiàn)有的橡膠硫化工 藝。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例1在丁苯乳液(中石化上海高橋分公司，DB-7723)中，按丁苯乳液干膠重量的1 %加 入交聯(lián)助劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯后，進(jìn)行輻射硫化，輻射劑量為3kGy，經(jīng)噴霧干燥后， 得到平均粒徑150nm，凝膠含量91 %的全硫化粉末丁苯橡膠。先將密煉機(jī)初始溫度設(shè)定在50士3°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速80r/min，加入制得的全硫化粉末 丁苯橡膠和丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司，SBR1500)塑煉橡膠0.5 2mins，然后加入所需助劑，繼續(xù)混煉橡膠5mins，混煉溫度為150 170°C，然后卸下橡膠； 再在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑和硫化劑進(jìn)行混煉，然后硫化。具體配方見表1，其中全硫化粉末 丁苯橡膠和丁苯橡膠的組分含量均以重量份數(shù)計(jì)(以丁苯橡膠為100份計(jì)，粉末橡膠用量 為5份)。硫化劑及其它加工助劑的用量以橡膠(包括丁苯橡膠和全硫化粉末橡膠)總量 為100份計(jì)。得到的硫化橡膠按測(cè)試要求制成樣品，進(jìn)行力學(xué)性能和耐熱老化性能的測(cè)試， 測(cè)試結(jié)果見表1。比較例1除將全硫化粉末橡膠改為普通丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司， 牌號(hào)SBR1500)，其余同實(shí)施例1。具體配方見表1，測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例2在丁苯乳液(中石化蘭化分公司生產(chǎn)，DB-50)中，按丁苯乳液干膠重量的加入 交聯(lián)助劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯后，進(jìn)行輻射硫化，輻射劑量為5kGy，經(jīng)噴霧干燥后，得 到平均粒徑lOOnm，凝膠含量89. 全硫化粉末丁苯橡膠。先將密煉機(jī)初始溫度設(shè)定在50士3°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速80r/min，加入制得的全硫化粉末 丁苯橡膠和丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司，SBR1500)塑煉橡膠0. 5 2mins，然后加入所需助劑，繼續(xù)混煉橡膠5mins，混煉溫度為150 170°C，然后卸下橡膠；再在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑和硫化劑進(jìn)行混煉，然后硫化。具體配方見表1，其中全硫化粉末丁苯橡膠和丁苯橡膠的組分含量均以重量份數(shù)計(jì)(以丁苯橡膠為100份計(jì)，粉末橡膠用量 為10份)。硫化劑及其它加工助劑的用量以橡膠(包括丁苯橡膠和全硫化粉末橡膠)總量 為100份計(jì)。得到的硫化橡膠按測(cè)試要求制成樣品，進(jìn)行力學(xué)性能和耐熱老化性能的測(cè)試， 測(cè)試結(jié)果見表1。比較例2除全硫化粉末橡膠改為普通丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司， SBR1712)，其余同實(shí)施例2。具體配方見表1，測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例3除丁苯橡膠牌號(hào)改為SBR2535，其余同實(shí)施例2。具體配方見表1，測(cè)試結(jié)果見表1。比較例3除全硫化粉末橡膠改為普通丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司， SBR2535)，其余同實(shí)施例3。具體配方見表1，測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例4在羧基丁苯乳液(中石化上海高橋分公司，55E-4)中，按乳液干膠重量的1 %加入 交聯(lián)助劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯后，進(jìn)行輻射硫化，輻射劑量為3kGy，經(jīng)噴霧干燥后，得 到平均粒徑200nm，凝膠含量87. 6%全硫化粉末羧基丁苯橡膠。先將密煉機(jī)初始溫度設(shè)定在50士3°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速80r/min，加入制得的全硫化粉末 羧基丁苯橡膠和丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司，SBR1712)塑煉0.5 2mins，然后加入所需助劑，繼續(xù)混煉橡膠5mins，混煉溫度為150 170°C，然后卸下橡膠； 再在開煉機(jī)上加入促進(jìn)劑和硫化劑進(jìn)行混煉，硫化。具體配方見表1，其中全硫化粉末羧基 丁苯橡膠和丁苯橡膠的組分含量均以重量份數(shù)計(jì)(以丁苯橡膠為100份計(jì)，粉末橡膠用量 為10份)，硫化劑及其它加工助劑的用量以橡膠(包括丁苯橡膠和全硫化粉末橡膠)總量 為100份計(jì)。得到的硫化橡膠按測(cè)試要求制成樣品，進(jìn)行力學(xué)性能和耐熱老化性能的測(cè)試， 測(cè)試結(jié)果見表1。比較例4除全硫化粉末橡膠改為普通丁苯橡膠(中國(guó)石油天然氣公司吉林石化分公司， SBR1712)，具體配方見表1，測(cè)試結(jié)果見表1。表 權(quán)利要求
1.一種丁苯硫化橡膠，包含有共混的以下組分丁苯橡膠或羧基丁苯橡膠，100重量 份；全硫化粉末橡膠，2 15重量份；其中所述的全硫化粉末橡膠為全硫化粉末丁苯橡膠或 羧基丁苯橡膠，全硫化粉末橡膠的平均粒徑為50 300nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁苯硫化橡膠，其特征在于所述的全硫化粉末丁苯橡膠或羧 基丁苯橡膠的平均粒徑為100 200nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁苯硫化橡膠，其特征在于以所述的全硫化粉末丁苯橡膠或 羧基丁苯橡膠的凝膠含量為60重量％或更高。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的丁苯硫化橡膠，其特征在于以所述的全硫化粉末丁苯橡膠或 羧基丁苯橡膠的凝膠含量為75重量％或更高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁苯硫化橡膠，其特征在于以所述的全硫化粉末丁苯橡膠或 羧基丁苯橡膠為5 10重量份。
6.一種制備權(quán)利要求1 5所述的丁苯硫化橡膠的制備方法，其特征在于將所述丁苯 橡膠或羧基丁苯橡膠和所述的全硫化粉末橡膠按所述的比例共同硫化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種丁苯硫化橡膠及其制備方法，該丁苯硫化橡膠，包含有共混的以下組分丁苯橡膠或羧基丁苯橡膠，100重量份；全硫化粉末橡膠，2～15重量份；其中所述的全硫化粉末橡膠為全硫化粉末丁苯橡膠或羧基丁苯橡膠，全硫化粉末橡膠的平均粒徑為50～300nm。本發(fā)明的丁苯硫化橡膠，保持了原丁苯橡膠的力學(xué)性能，耐熱老化性能明顯提高。本發(fā)明丁苯硫化橡膠的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，便于實(shí)施，適用于現(xiàn)有的橡膠硫化工藝。
文檔編號(hào)C08L13/00GK102030929SQ20091017697
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者周志峰, 宋志海, 張曉紅, 張紅彬, 李花婷, 王亞, 王清才, 蔡傳倫, 賴金梅, 高建明, 黃源 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院