一种橡胶填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶填料，以质量份数计，其原料包括：碳酸钙100份、有机胺类化合物10～15份、醇类化合物20～30份、高效分散剂2～7份、高分子载体30～40份；上述所述的橡胶填料的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳酸钙、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、乙二醇、丙三醇、N，N′-乙撑双硬脂酰胺和硼酸锌混合均匀；(2)将步骤(1)中所得的混合物和所述聚异丁烯混合均匀；(3)将步骤(2)中所得的混合物于螺杆挤出机中，挤出，冷却，造粒，即得到产品。本发明专利技术以环保高效的有机胺与醇类化合物进行复配，可以对无机填料进行有效活化，抑制橡胶的“假熟”现象，辅之以高效分散剂，在生产过程中可以大幅度降低能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶加工领域，更具体地说，它涉及一种橡胶填料及其制备方法。
技术介绍
橡胶作为一种国家战略物资，它在国民经济中占有相当重要的地位。无论在民用还是国防，因为它具有许多优良的性能，如绝缘性、耐磨性、良好的弹性、不透水气性等等，使橡胶在工业、交通运输业、人们的日常生活中得以广泛的应用。然而，橡胶的拉伸应力、定伸应力、撕裂强度以及耐磨等性能，绝大多数是靠放入填料实现的。填料配合量通常都在橡胶量的一半以上，起着补强和增量的双重作用。因此，正确选用填充体系具有非常重要的意义。炭黑，是橡胶工业中应用最为广泛的填料。20世纪初，在人们发现炭黑不仅提高橡胶的强度同时赋予橡胶耐磨、耐撕裂、耐油等多种性能后，炭黑的生产技术和产量不断得以发展和提高。目前，炭黑总产量的90％～95％用于橡胶工业。然而，随着社会工业化速度的加快，石油和天然气等自然资源日趋紧张，以石油、天然气为主要原料的炭黑成产，处境日益艰难。同时，其成产过程对环境也具有一定的污染性。因此，这就需要橡胶填料走低成本、污染少、多样化的路线。现有申请号为CN201310276638.3的中国专利(对比文件1)公开了一种耐磨橡胶鞋底用改性碳酸钙及其制备方法；现有申请号为CN201310276437.3的中国专利(对比文件2)提供一种抗老化阻燃汽车轮胎用改性碳酸钙及其制备方法。对比文件1和对比文件2虽然均使用了来源广、价格便宜的常用无机填料碳酸钙，但是对比文件1和对比文件2中所提供的改性碳酸钙聚结体易形成聚集体，橡胶在硫化过程中易陷在聚集体内，使橡胶受到固定而不能硫化交联，产生“假熟”现象；同时，陷在聚集体内的橡胶失去弹性体的特征好似填料，所以橡胶的有效体积将因填料的聚集而下降；然而，改性碳酸钙聚集体在应力的作用下可以破坏而使陷在聚集体内的橡胶参与形变，进而这些因素都会对对比文件1和对比文件2所提供的改性碳酸钙制备的橡胶产品的定伸拉力、弹性、硬度、拉伸强度等一系列的物理性能机械性能有一定的影响。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种橡胶防老剂，以环保高效的有机胺与醇类化合物进行复配，可以对无机填料进行有效活化，抑制橡胶的“假熟”现象，辅之以高效分散剂，在生产过程中可以大幅度降低能耗。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种橡胶填料，以质量份数计，其原料包括：碳酸钙100份、有机胺类化合物10～15份、醇类化合物20～30份、高效分散剂2～7份、高分子载体30～40份。作为本专利技术的优选：所述有机胺类化合物为双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺。其中，双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺的结构式如下：作为本专利技术的优选：所述醇类化合物为乙二醇和丙三醇的复配混合物，且所述乙二醇和丙三醇质量比为1∶3～3∶3。作为本专利技术的优选：所述高效分散剂为N，N′-乙撑双硬脂酰胺和硼酸锌的复配混合物，且所述N，N′-乙撑双硬脂酰胺和硼酸锌的质量比为2∶5～5∶2。其中，N，N′-乙撑双硬脂酰胺的结构式如下：作为本专利技术的优选：所述高分子载体为聚异丁烯。作为本专利技术的优选：所述碳酸钙为轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的至少一种。本专利技术的另一目的在于提供上述所述的橡胶填料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：上述所述的橡胶填料的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳酸钙、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、乙二醇、丙三醇、N，N′-乙撑双硬脂酰胺和硼酸锌混合均匀；(2)将步骤(1)中所得的混合物和所述聚异丁烯混合均匀；(3)将步骤(2)中所得的混合物于螺杆挤出机中，挤出，冷却，造粒，即得到产品。作为本专利技术的优选：步骤(3)中，螺杆挤出机的设定温度为100～110℃。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术以环保高效的有机胺与醇类化合物进行复配，可以对无机填料进行有效活化，抑制“假熟”现象，且由本专利技术所制得的橡胶制品具有稳定的弹性和硬度。(2)双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺是一种常见的偶联剂，单独使用时胶料的物理性能还不够好，但是乙二醇和丙三醇复配时胶料的物理性能明显增加。(3)乙二醇和丙三醇具有协同效果，同时加入乙二醇和丙三醇时，胶料的硬度和弹性显著增加。(4)双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺分别和乙二醇、丙三醇复配均可以增加胶料的物理性能，但是同时和乙二醇、丙三醇复配时胶料的物理性能明显增加。(5)本专利技术采用聚异丁烯作为碳酸钙、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、乙二醇、丙三醇的基体，由于在上述所述橡胶填料的制备过程中，一方面，乙二醇、丙三醇可以和聚异丁烯反应，通过共价键的作用，乙二醇、丙三醇分别和聚异丁烯结合；另一方面，乙二醇、丙三醇均可以和碳酸钙(轻质碳酸钙和重质碳酸钙)的表面发生化学反应形成化学键合，因此防止了碳酸钙在其基体聚异丁烯中的迁移，使本专利技术所述的橡胶填料的内部结构具有良好的分散性和均匀性，进一步地聚异丁烯和橡胶根据相似相容原理，聚异丁烯可以均匀地分散于橡胶中，进一步地碳酸钙也均匀地分散于橡胶中。(6)本专利技术中，高效分散剂为N，N′-乙撑双硬脂酰胺和硼酸锌的复配混合物，并且将高效分散剂直接加入橡胶填料中，一方面提高了橡胶填料的内部结构的分散性和均匀性；另一方面在正常混炼温度下具有分散剂的功能，使填料迅速均匀地分散在橡胶中，可以降低胶料粘度，增加了胶料的流动性，缩短混炼时间，节约能耗，提高生产效率。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。实施例1将100g的碳酸钙、15g的双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、7g的乙二醇、21g的丙三醇、2g的N，N′-乙撑双硬脂酰胺和5g的硼酸锌混合均匀，再与40g的聚异丁烯混合均匀；最后于设定温度为100℃的螺杆挤出机中，挤出，冷却，造粒，即得到产品，其中，所述的碳酸钙为轻质碳酸钙。实施例2按照实施例1的方法进行，不同的是，碳酸钙、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、乙二醇、丙三醇、N，N′-乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌和聚异丁烯的投料分别为100g、10g、10g、10g、5g、2g、30g，螺杆挤出机的设定温度为105℃，其中，所述的碳酸钙为重质碳酸钙。实施例3按照实施例1的方法进行，不同的是，碳酸钙、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、乙二醇、丙三醇、N，N′-乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌和聚异丁烯的投料分别为100g、12g、10g、20g、3g、3g、35g，螺杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶填料,其特征在于,以质量份数计，其原料包括：碳酸钙100份、有机胺类化合物10～15份、醇类化合物20～30份、高效分散剂2～7份、高分子载体30～40份。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶填料,其特征在于,以质量份数计，其原料包括：碳酸钙100份、有机胺类化
合物10～15份、醇类化合物20～30份、高效分散剂2～7份、高分子载体30～40份。
2.根据权利要求1所述的橡胶填料，其特征在于,所述有机胺类化合物为双[3-(三乙氧
基硅)丙基]胺。
3.根据权利要求1所述的橡胶填料，其特征在于,所述醇类化合物为乙二醇和丙三醇的
复配混合物，且所述乙二醇和丙三醇的质量比为1:3～3:3。
4.根据权利要求1所述的橡胶填料，其特征在于,所述高效分散剂为N,N'-乙撑双硬脂
酰胺和硼酸锌的复配混合物，且所述N,N'-乙撑双硬脂酰胺和硼酸锌的质量比为2:5～5:2。
5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：章兴武，
申请(专利权)人：永嘉县伟诚橡胶工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33