一種高硬度橡膠及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠制品技術領域，尤其是涉及一種高硬度橡膠及其制備方法和應 用。
【背景技術】
[0002] 天然橡膠具有彈性好、強度高、價格便宜等特點，是綜合性能最優(yōu)的一種通用橡 膠，被廣泛應用于減振橡膠制品。隨著重載鐵路、工程機械等運輸工具的快速發(fā)展，為滿足 高載荷的工況使用要求，高硬度的減振制品被越來越多地應用，而提高減振制品膠料硬度 通常采用以下方法：
[0003] 1、選擇粒徑小、比表面積大的炭黑進行填充；
[0004] 2、增加填料的填充量；
[0005] 3、采用一些可增加硬度的樹脂型增硬劑。
[0006] 但是，目前的這些方法均存在一些不足，即采用上述方法得到的膠料的工藝性能 和物理機械性能變差：1、膠料流動性差，焦燒時間縮短，加工性能下降；2、壓縮永久變形性 能下降，影響車輛運行穩(wěn)定性；3、膠料的回彈性能下降，生熱增加，影響減振制品的使用效 果及使用壽命。因此，如何提供一種性能更優(yōu)異、加工工藝良好、且高硬度的減振制品膠料， 是本領域技術人員一直面臨的技術難題。
[0007] CN104672630A號中國專利文獻公開了一種改性乙丙橡膠及其制備方法，該方法 采用改性聚辛烯對乙丙橡膠自粘性、互粘性及乙丙橡膠與極性橡膠互融性進行了改進，但 未涉及反式聚辛烯及其在天然橡膠等膠種中的應用，其中配方膠料的應用領域主要為汽車 橡膠軟管，主要作用為輸送某種液體等，亦不能解決上述的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服以上【背景技術】中提到的不足和缺陷，提供一 種性能優(yōu)異、加工工藝良好、回彈性好且使用壽命長的高硬度橡膠，還相應提供該高硬度橡 膠的制備方法和應用。
[0009] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為一種高硬度橡膠，所述高硬度橡 膠主要由以下質量份數(shù)的原料組分制備得到：
[0010] 天然橡膠（NR) 30-100 份；
[0011] 反式聚辛烯（TOR) 5-20份；
[0012] 其他橡膠10-70份；
[0013] 炭黑和/或白炭黑（各種品種和規(guī)格均可）50-100份；
[0014] 氧化鋅5-10份；
[0015] 硬脂酸1-2份；
[0016] 防老劑2-6份；
[0017] 硫化劑（硫磺）0· 5-2. 5份；和
[0018]促進劑 1.5-2. 5 份。
[0019] 上述的高硬度橡膠中，優(yōu)選的：所述其他橡膠包括丁苯橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠、 氯丁橡膠（各種品種和規(guī)格均可）中的一種或多種的并用。
[0020] 上述的高硬度橡膠中，所述炭黑和/或白炭黑包括各種品種和規(guī)格的炭黑的一種 或多種并用、各種品種和規(guī)格的白炭黑的一種或多種并用，以及各種品種和規(guī)格的炭黑與 各種品種和規(guī)格的白炭黑的并用。具體的：所述炭黑包括N100系列，N200系列，N300系列， N400系列，N500系列，N600系列，N700系列、天然氣半補強炭黑、天然氣槽法炭黑和混氣炭 黑等各種品種和規(guī)格的炭黑。所述白炭黑包括各種比表面積、粒徑的沉淀法白炭黑或氣相 法白炭黑。
[0021] 上述的高硬度橡膠中，優(yōu)選的：所述防老劑為對苯二胺類和/或喹啉類防老劑。
[0022] 上述的高硬度橡膠中，優(yōu)選的：所述促進劑為次磺酰胺類和/或秋蘭姆類促進劑。
[0023] 上述本發(fā)明的配方主要基于以上原理：
[0024] 首先，反式聚辛烯的聚合過程為：先由1，3_ 丁二烯聚合為環(huán)辛烯，再由環(huán)辛烯通 過易位聚合為聚辛烯，聚合過程中通過改變聚合條件控制分子順反式結構，最終到反式含 量結構高的反式聚辛烯；由于反式聚辛烯包含線性大分子和環(huán)狀大分子且含有一定的雙鍵 結構，環(huán)狀大分子與線性分子相互纏繞，使其具有極大的變形抵抗力；進一步的，反式聚辛 烯與天然橡膠共硫化時，因其具有的雙鍵結構使其可參與交聯(lián)反應，其環(huán)狀大分子與天然 膠分子鏈相互纏繞進一步增加了膠料的變形抵抗力，膠料的回彈性能有大幅的提高；更進 一步的，反式聚辛烯作為一種部分結晶的橡膠，在其熔點（50°C)以下快速結晶，與天然橡 膠共硫化后，增加了膠料的結晶含量，結晶含量越高橡膠分子鏈之間作用力越大，可提高膠 料硬度、降低壓縮永久變形。此外，反式聚辛烯具有在高溫時低黏度的特性，這種優(yōu)異的可 塑性還可改善天然橡膠的加工性能。
[0025] 作為一個總的技術構思，本發(fā)明還提供一種上述的高硬度橡膠的制備方法，包括 以下步驟：
[0026] (1)將所述天然橡膠、反式聚辛烯、其他橡膠按上述質量份數(shù)在煉膠設備中進行塑 煉，制備塑煉膠；
[0027] (2)將塑煉膠、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、炭黑和/或白炭黑加入密煉機中混煉制備 一段混煉膠，膠料溫度達到145°C以上時排膠、冷卻；
[0028] (3)將上述步驟（2)制得的一段混煉膠、硫化劑、促進劑加入密煉機中制備二段混 煉膠，膠料溫度達到105 °C以上時排膠；
[0029] (4)將上述步驟（3)制得的二段混煉膠進行停放及硫化，得到高硬度橡膠產(chǎn)品。
[0030] 上述的制備方法，優(yōu)選的：所述步驟（1)中，塑煉時間控制為4-15min，塑煉溫度 彡 10(TC〇
[0031] 上述的制備方法，優(yōu)選的：所述步驟（2)中，膠料溫度達到145°C _150°C時排膠，所 述冷卻的時間多8h。
[0032] 上述的制備方法，優(yōu)選的：所述步驟（3)中，膠料溫度達到105°C -110°C時排膠。
[0033] 上述的制備方法，優(yōu)選的：所述步驟（3)中，混煉膠停放時間大于8h后，硫化溫度 為 140°C _160°C，硫化時間為 l_60min。
[0034] 作為一個總的技術構思，本發(fā)明還提供一種上述的高硬度橡膠在制備減振橡膠制 品中的應用。
[0035] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過添加反式聚辛烯橡膠T0R，利用其高含 量的環(huán)狀大分子、雙鍵結構及其結晶性改善尚硬度膠料的回彈性能（可提尚20%左右），同 時提高膠料硬度，改善膠料加工性能，降低膠料門尼粘度，降低膠料生熱及壓縮永久變形。 本發(fā)明的膠料可以用于制備各種橡膠制品，尤其在減振橡膠制品行業(yè)具有廣闊的前景。本 發(fā)明的膠料制成減振制品后，產(chǎn)品回彈性能提高、生熱降低，延長了產(chǎn)品的使用壽命。
【具體實施方式】
[0036] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結合較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述， 但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0037] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術語與本領域技術人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術