一种具有促进硫化作用的橡胶组合物

技术领域

本申请涉及一种具有促进硫化作用的橡胶组合物，具体是一种具有促进橡胶硫化作用的组合物。

背景技术

在橡胶制品生产中需要进行硫化反应，常用的硫化体系有硫磺硫化体系、过氧化物硫化体系等。对于橡胶材料来说，硫化体系对其性能的影响很大，不同的硫化体系会形成不同的交联结构，不同交联结构的不同键能是硫化胶宏观物理性能存在差异的内在原因之一，从而导致橡胶材料的拉伸强度、硬度、抗撕裂程度有所差异。橡胶履带是一种橡胶与金属或纤维材料复合而成的橡胶制品，为履带式行走机械传递驱动力。

橡胶履带的硫化成型是橡胶履带制造过程中获得最终产品的最后一道工序，橡胶履带在成型时，一般在金属芯棒的表面涂覆一层胶黏剂，使得胶黏剂与橡胶材料通过硫化过程交联产生三维网格结构，最终实现金属芯棒与橡胶材料的紧密粘合。在上述硫化反应过程中，为了加快橡胶与硫化剂的反应，提高生产率，会考虑加入硫化促进剂。但是，目前工业常用的橡胶硫化促进剂存在促进效率有待进一步提高，功能单一，对环境有污染等不足。随着现代工业和国防对橡胶制品生产和使用要求的不断提高，制备高效、多功能、环保、低成本的新型橡胶硫化促进剂成为当前橡胶工业，尤其是橡胶履带研究发展的趋势。

因此，有必要对橡胶混合物进行改进，并提供一种高效促进硫化作用橡胶混合物，该橡胶混合物可有效促进橡胶硫化，提高硫化橡胶的物理机械性能，尤其适用于环形橡胶履带的橡胶生产中。

发明内容

为了解决上述问题，克服当前橡胶硫化促进剂存在的促进效率有待提高、功能单一、污染环境等不足，本发明提供了一种具有高效促进硫化作用的橡胶组合物，该橡胶组合物可有效促进橡胶硫化，缩短硫化时间、降低硫化温度，减少硫化剂的用量，提高硫化橡胶的物理机械性能，使橡胶具有较好的耐磨性和抗撕裂性能，延长车辆的使用寿命。

本发明提供一种橡胶组合物，其特征在于，包含有橡胶成分、羟基化碳纤维、硫化促进剂、碳纳米管、微晶蜡，其中，所述硫化促进剂是3-甲基-2-噻唑硫酮。

进一步，所述硫化促进剂是3-甲基-2-噻唑硫酮，其含量为5-8重量份。

进一步，其中橡胶成分为氯丁橡胶。

进一步，各成分的重量份配比为：橡胶成分为100-120质量份，羟基化碳纤维的含量为25-35质量份，硫化促进剂含量为5-8重量份，碳纳米管的含量为10-15重量份，微晶蜡的含量为2-4重量份。

本发明还提供了一种橡胶组合物在制备橡胶履带中的用途。

本发明还提供了一种橡胶组合物的制备方法：

步骤一、原材料准备。准备好各原料，按比例称重备用；

步骤二、塑炼。将开炼机前后辊的速比设定为1：1.5，将开炼机辊距调至0.9mm，加入氯丁橡胶进行塑炼；

步骤三、混炼。加入其它成分，混炼均匀后得到混炼胶。

步骤四、硫化。薄通出样，室温放置24小时后，于150℃正硫化得到成品。

本发明的有益效果：与现有的硫化促进剂相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明使用的硫化促进剂可应用于天然橡胶和各种合成橡胶中，尤其是氯丁橡胶，具有显著的硫化促进剂作用，能够显著缩短混炼胶的正硫化时间，降低硫化活化能，提高硫化胶的表观交联密度，还能显著提高硫化胶的力学性能，表现出明显的补强作用。

（2）本发明的橡胶组合物中使用羟基化碳纤维、碳纳米管与硫化促进剂配合使用，羟基化碳纤维可形成三维网络多孔结构，有助于硫化促进剂的扩散，进一步加强硫化促进剂的高分散性能和耐高温性能，使得橡胶硫化处理均匀性更佳，保证橡胶品质。可有效提高橡胶硫化促进剂中的耐酸碱性能，可在高温酸碱条件下使用。

（3）本发明的橡胶组合物中使用硫化促进剂比现有技术中常用的ETU等促进剂更加环保，还可减少促进剂在炼胶和硫化等加工过程中的粉尘飞扬和挥发，有利于车间的环境保护，还可以减少小分子促进剂粉尘的火灾和爆炸危险，此外还可大大减少硫化胶中促进剂残留物的迁移和挥发。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明，虽然下文中列举了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种橡胶组合物，该橡胶组合物包含氯丁橡胶100-120质量份，羟基化碳纤维的含量为25-35质量份，3-甲基-2-噻唑硫酮含量为5-8重量份，碳纳米管的含量为10-15重量份，微晶蜡的含量为2-4重量份。

对橡胶组合物的制备方法如下：

步骤一、原材料准备。准备好各原料，按比例称重备用；

步骤二、塑炼。将开炼机前后辊的速比设定为1：1.5，将开炼机辊距调至0.9mm，加入氯丁橡胶进行塑炼；

步骤三、混炼。加入其它成分，混炼均匀后得到混炼胶。

步骤四、硫化。薄通出样，室温放置24小时后，于150℃正硫化得到成品。

下面选取部分实施例和对比例进行测试，实施例和对比例说明如下：

实施例1

本实施例提供的橡胶组合物包含氯丁橡胶100重量份、羟基化碳纤维25重量份，3-甲基-2-噻唑硫酮5重量份，碳纳米管10重量份，微晶蜡2重量份。

按照上述方法进行制备。

实施例2

本实施例提供的橡胶组合物包含氯丁橡胶110重量份、羟基化碳纤维30重量份，3-甲基-2-噻唑硫酮6重量份，碳纳米管12重量份，微晶蜡3重量份。

其橡胶制备方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供的橡胶组合物包含氯丁橡胶120重量份、羟基化碳纤维35重量份，3-甲基-2-噻唑硫酮8重量份，碳纳米管15重量份，微晶蜡4重量份。

其橡胶制备方法与实施例1和2相同。

对比例1

本对比例提供的橡胶组合物，在实施例2基础上去除组分硫化促进剂3-甲基-2-噻唑硫酮，形成对比例1。

对比例2

本对比例提供的橡胶组合物，在实施例2的基础上，调整硫化促进剂的成分，将3-甲基-2-噻唑硫酮替换为促进剂ETU乙烯基硫脲，形成对比例2。

对比例3

本对比例提供的橡胶组合物，在实施例2的基础上，去除组分羟基化碳纤维，形成对比例3。

上述对比例的制备方法和实施例1-3相同。

对实施例和对比例所产生的橡胶的性能参数以及硫化效能参数进行测试，测试结果如下表1所示。

表1

从表1中的数据可以明显看出，实施例1-3相对于对比例1-3能够明显提高硫化速率，缩短正硫化时间，并降低硫化反应活化能，延长烧焦时间，同时还能保持橡胶组合物的拉伸强度以及撕裂强度，显示了本发明的橡胶组合物对于硫化效能有明显的促进作用的同时，橡胶组合物还保持了较好的综合性能，具有较好的抗拉伸及抗撕裂性能。

当组合物中不加入硫化促进剂3-甲基-2-噻唑硫酮或不加入羟基化碳纤维时，如对比例1、3所示，硫化速率明显降低，硫化时间也有一定程度延长，硫化反应活化能也较高；当组合物中针对硫化促进剂的成分进行调整，将硫化促进剂剂改用促进剂ETU时，如对比例2所示，硫化速率也显示明显降低，硫化时间也有一定程度延长，硫化反应活化能也较高。且橡胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能也有一定程度下降。可见，本发明所使用的硫化促进剂相比现有技术常用的促进剂ETU的促硫化效能有所提升。上述数据也验证了羟基化碳纤维与硫化促进剂配合使用，可以起到协同效果，羟基化碳纤维的使用也有助于硫化促进剂发挥促硫化作用。

应理解，说明书通篇中提到的“本申请实施例”或“实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本申请实施例”或“在一些实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。