一種低摩擦丁苯/天然橡膠并用材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種低摩擦丁苯/ 天然橡膠并用材料及其制備方法，是一種降低橡膠零部件與裝配件之間在裝配、使用過程 中摩擦所產(chǎn)生的磨損，從而提高橡膠零部件的使用壽命和裝配生產(chǎn)效率的橡膠材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 橡膠是一種具有高彈性的高分子化合物，其分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后的橡膠受外 力作用發(fā)生變形時，具有迅速復原的能力，并具有良好的物理力學性能和化學穩(wěn)定性。橡膠 行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用、醫(yī)用 等輕工橡膠產(chǎn)品，而且向采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制 生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件。橡膠一般可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類，其中，天然橡膠具有優(yōu) 良的回彈性，其強度和綜合性能均優(yōu)于大多數(shù)合成橡膠，但其性能波動大，所需硫化時間長 短不一、難掌握，易發(fā)生老化和裂解，且價格昂貴、成本較高；丁苯橡膠（SBR)是目前產(chǎn)量最 大、應用最廣的一種通用合成橡膠品種，其物理機械性能、加工性能及制品的使用性能接近 于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，但其裂紋擴 展速度快，抗撕裂能力差，且其強度相對較低。丁苯、天然橡膠的并用膠可同時結(jié)合兩種橡 膠的優(yōu)點，使膠體具有優(yōu)良的綜合性能，且成本較低。因此，丁苯/天然橡膠的并用膠在輪 胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域均得到了較為廣泛的應 用。
[0003] 但在丁苯/天然橡膠的并用膠的使用過程中，由于其彈性模量較低、粘彈性較高， 因此其摩擦具有不同于金屬和一般聚合物的特征，當丁苯/天然橡膠的并用膠在堅硬光滑 的表面上滑動時產(chǎn)生粘著摩擦力，使得橡膠零部件與裝配件之間產(chǎn)生磨損，從而使橡膠零 部件的使用壽命大大減短，同時也影響橡膠零部件的裝配生產(chǎn)效率，增加了成本，因此，減 小橡膠材料在使用過程中與裝配件之間的摩擦力就具有重要的意義。
[0004] 傳統(tǒng)中降低橡膠零部件與裝配件之間的摩擦力、提高橡膠的耐磨性和抗粘連性能 的方法，通常是采用在橡膠零部件表面噴涂四氟乙烯或石墨涂層，從而可以降低橡膠零部 件與裝配件之間的摩擦系數(shù)，但是，當橡膠零部件在拉伸或壓縮變形時容易發(fā)生四氟乙烯 或石墨涂層脫落的現(xiàn)象而使其作用失效。因此，制備一種自身摩擦系數(shù)較低、耐磨性較好的 丁苯/天然橡膠并用膠就十分必要。
[0005] 經(jīng)檢索，關(guān)于提高橡膠材料耐磨性的專利報道已有公開。
[0006] 如，中國專利申請?zhí)?01410596901. 1，申請日為2014年10月30日，發(fā)明創(chuàng)造名 稱為：一種便于裝配的自潤滑橡膠材料及其制備方法，該申請案公布了一種便于裝配的自 潤滑橡膠材料及其制備方法，該橡膠材料按照質(zhì)量份包括：175份的乙丙橡膠；50~70份 的炭黑；20~30份的軟化劑；4~6份的氧化鋅；1~2份的硬脂酸；1~2份的硫磺；2~ 5份的EPDM綜合促進劑；3~7份的自潤滑劑；4~6份的防老劑。該申請案中橡膠材料的 制備方法為：將上述乙丙橡膠置入密煉機中進行塑煉，將得到的塑煉生膠，連同防老劑、氧 化鋅、硬脂酸鋅、炭黑、軟化劑、硫磺、復合促進劑EG-3以及潤滑劑TP-16置于密煉機中進行 密煉得到密煉膠；將上述密煉膠置入開煉機中進行開煉后經(jīng)過硫化即得到橡膠材料。該申 請案中主要通過添加潤滑劑TP-16 (9-十八烯酸酰胺）來減小橡膠制品的摩擦系數(shù)，在一定 程度上提高了橡膠制品的耐磨性，且該申請案中制備的橡膠制品便于裝配且外觀無白粉， 但該申請案中所使用的橡膠為三元乙丙橡膠，對橡膠材料耐磨性的提高程度有限，且其主 要是根據(jù)三元乙丙橡膠的性質(zhì)選擇添加適用于三元乙丙橡膠的潤滑劑及其他組分，而丁苯 /天然橡膠并用膠的性質(zhì)與三元乙丙橡膠不同，因此，該申請案中添加的潤滑劑及其他組分 對于改善丁苯/天然橡膠并用膠的耐磨性效果并不顯著；此外，在制備本申請案中的橡膠 制品時，是將所有的添加劑一并添加到塑煉生膠，然后共同進行密煉、開煉和硫化，其制備 工藝存在一定的缺陷，從而使所制備的橡膠制品的耐磨性受到限制。
[0007] 因此，研宄出能夠?qū)ｉT適用于丁苯/天然橡膠并用材料的添加劑及其組分配比， 并通過改善丁苯/天然橡膠并用材料的制備方法來顯著改善丁苯/天然橡膠并用膠的耐磨 性非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中通過在橡膠零部件表面噴涂四氟乙烯或石墨 涂層來減少橡膠零部件和裝配件之間的磨損時，當橡膠零部件發(fā)生拉伸或壓縮變形時四氟 乙烯和石墨涂層容易產(chǎn)生脫落現(xiàn)象而使其作用失效的問題，提供了一種低摩擦丁苯/天然 橡膠并用材料及其制備方法。通過使用本發(fā)明中的各組分及其配比，并采用本發(fā)明中的制 備方法來制備該丁苯/天然橡膠并用材料，可以大大降低橡膠材料自身的摩擦系數(shù)，使其 耐磨性得到顯著提高，從而使橡膠零部件與裝配件之間的磨損得到明顯減輕，并顯著提高 橡膠零部件的使用壽命和裝配生產(chǎn)效率。
[0010] 2.技術(shù)方案
[0011] 為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0012] 本發(fā)明的一種低摩擦丁苯/天然橡膠并用材料，由如下重量百分比的組分組成： 丁苯橡膠27~32%、天然橡膠10~15%、快壓出炭黑25~30%、高耐磨炭黑5~10%、 氧化鋅1. 5~3. 5%、硬脂酸0· 6~0· 9%、4, 4'-二（苯基異丙基）二苯胺0· 3~0· 7%、 防老劑4010NA 0· 3~0· 7%、促進劑CZ 0· 3~0· 6%、促進劑TT 0· 1~0· 4%、硫磺0· 8~ I. 2%、STRUKT0L TR 121 潤滑劑 L 5 ~3. 5%、RF-50 物理塑解、潤滑劑 L 0 ~3. 0%、F1 石 墨5~10%、芳徑油5~10%。
[0013] 更進一步地，上述STRUKTOL TR 121潤滑劑的熔點：70~76 °C，碘值： 彡90gl2/100g，酸值：彡3,氨基化合物含量：98%。
[0014] 更進一步地，上述RF-50物理塑解、潤滑劑的密度：1150kg/m3,灰份：彡13%，碘 值：40 ~50gl2/100g，滴落點：100°C，鋅含量：10· 5%。
[0015] 本發(fā)明的一種低摩擦丁苯/天然橡膠并用材料的制備方法，其步驟為：
[0016] 步驟一、母煉膠混煉
[0017] 將丁苯橡膠、天然橡膠、RF-50物理塑解、潤滑劑置于密煉機中塑煉60~70秒后 升栓清掃，壓上頂栓50~60秒后升栓，然后加入氧化鋅、硬脂酸、4, 4' -二（苯基異丙基） 二苯胺、防老劑4010NA、STRUKT0L TR 121潤滑劑以及Fl石墨，壓上頂栓50~60秒后升栓 清掃，加入快壓出炭黑、高耐磨炭黑和芳烴油，壓上頂栓100~120秒后升栓清掃，壓上頂栓 100~120秒后升栓排膠，母煉膠排膠溫度為140~150°C，且母煉膠的停放時間大于24小 時；
[0018] 步驟二、母煉膠二段加硫
[0019] 調(diào)節(jié)開煉機輥距8~10mm，將停放后的母煉膠置于開煉機輥筒上翻煉，待母煉膠 包輥表面光滑平整后加入硫磺、促進劑CZ、促進劑TT，待配合劑全部混入母煉膠后開刀翻 煉，將膠料打2~3個三角包和兩個卷后出片；其中：硫磺、促進劑CZ和促進劑TT的含量占 膠料總重量的百分比含量分別為：〇. 8~1. 2%、0. 3~0. 6%和0. 1~0. 4% ;
[0020] 步驟三、硫化。
[0021] 更進一步地，步驟一中添加的各組分的重量百分比如下：丁苯橡膠27~32%、天 然橡膠10~15%、快壓出炭黑25~30%、高耐磨炭黑5~10%、氧化鋅1. 5~3. 5%、硬 脂酸0· 6~0· 9 %、4, 4' -二（苯基異丙基）二苯胺0· 3~0· 7 %、防老劑4010NA 0· 3~ 0· 7%、STRUKT0L TR 121 潤滑劑 L 5 ~3. 5