一种低摩擦丁苯/天然橡胶并用材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶材料及其制备方法技术领域，更具体地说，涉及一种低摩擦丁苯/ 天然橡胶并用材料及其制备方法，是一种降低橡胶零部件与装配件之间在装配、使用过程 中摩擦所产生的磨损，从而提高橡胶零部件的使用寿命和装配生产效率的橡胶材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 橡胶是一种具有高弹性的高分子化合物，其分子链可以交联，交联后的橡胶受外 力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶 行业是国民经济的重要基础产业之一，它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用 等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制 生产设备或橡胶部件。橡胶一般可分为天然橡胶和合成橡胶两大类，其中，天然橡胶具有优 良的回弹性，其强度和综合性能均优于大多数合成橡胶，但其性能波动大，所需硫化时间长 短不一、难掌握，易发生老化和裂解，且价格昂贵、成本较高；丁苯橡胶（SBR)是目前产量最 大、应用最广的一种通用合成橡胶品种，其物理机械性能、加工性能及制品的使用性能接近 于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，但其裂纹扩 展速度快，抗撕裂能力差，且其强度相对较低。丁苯、天然橡胶的并用胶可同时结合两种橡 胶的优点，使胶体具有优良的综合性能，且成本较低。因此，丁苯/天然橡胶的并用胶在轮 胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域均得到了较为广泛的应 用。
[0003] 但在丁苯/天然橡胶的并用胶的使用过程中，由于其弹性模量较低、粘弹性较高， 因此其摩擦具有不同于金属和一般聚合物的特征，当丁苯/天然橡胶的并用胶在坚硬光滑 的表面上滑动时产生粘着摩擦力，使得橡胶零部件与装配件之间产生磨损，从而使橡胶零 部件的使用寿命大大减短，同时也影响橡胶零部件的装配生产效率，增加了成本，因此，减 小橡胶材料在使用过程中与装配件之间的摩擦力就具有重要的意义。
[0004] 传统中降低橡胶零部件与装配件之间的摩擦力、提高橡胶的耐磨性和抗粘连性能 的方法，通常是采用在橡胶零部件表面喷涂四氟乙烯或石墨涂层，从而可以降低橡胶零部 件与装配件之间的摩擦系数，但是，当橡胶零部件在拉伸或压缩变形时容易发生四氟乙烯 或石墨涂层脱落的现象而使其作用失效。因此，制备一种自身摩擦系数较低、耐磨性较好的 丁苯/天然橡胶并用胶就十分必要。
[0005] 经检索，关于提高橡胶材料耐磨性的专利报道已有公开。
[0006] 如，中国专利申请号201410596901. 1，申请日为2014年10月30日，发明创造名 称为：一种便于装配的自润滑橡胶材料及其制备方法，该申请案公布了一种便于装配的自 润滑橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料按照质量份包括：175份的乙丙橡胶；50~70份 的炭黑；20~30份的软化剂；4~6份的氧化锌；1~2份的硬脂酸；1~2份的硫磺；2~ 5份的EPDM综合促进剂；3~7份的自润滑剂；4~6份的防老剂。该申请案中橡胶材料的 制备方法为：将上述乙丙橡胶置入密炼机中进行塑炼，将得到的塑炼生胶，连同防老剂、氧 化锌、硬脂酸锌、炭黑、软化剂、硫磺、复合促进剂EG-3以及润滑剂TP-16置于密炼机中进行 密炼得到密炼胶；将上述密炼胶置入开炼机中进行开炼后经过硫化即得到橡胶材料。该申 请案中主要通过添加润滑剂TP-16 (9-十八烯酸酰胺）来减小橡胶制品的摩擦系数，在一定 程度上提高了橡胶制品的耐磨性，且该申请案中制备的橡胶制品便于装配且外观无白粉， 但该申请案中所使用的橡胶为三元乙丙橡胶，对橡胶材料耐磨性的提高程度有限，且其主 要是根据三元乙丙橡胶的性质选择添加适用于三元乙丙橡胶的润滑剂及其他组分，而丁苯 /天然橡胶并用胶的性质与三元乙丙橡胶不同，因此，该申请案中添加的润滑剂及其他组分 对于改善丁苯/天然橡胶并用胶的耐磨性效果并不显著；此外，在制备本申请案中的橡胶 制品时，是将所有的添加剂一并添加到塑炼生胶，然后共同进行密炼、开炼和硫化，其制备 工艺存在一定的缺陷，从而使所制备的橡胶制品的耐磨性受到限制。
[0007] 因此，研宄出能够专门适用于丁苯/天然橡胶并用材料的添加剂及其组分配比， 并通过改善丁苯/天然橡胶并用材料的制备方法来显著改善丁苯/天然橡胶并用胶的耐磨 性非常必要。
【发明内容】
[0008] 1.发明要解决的技术问题
[0009] 本发明的目的在于解决现有技术中通过在橡胶零部件表面喷涂四氟乙烯或石墨 涂层来减少橡胶零部件和装配件之间的磨损时，当橡胶零部件发生拉伸或压缩变形时四氟 乙烯和石墨涂层容易产生脱落现象而使其作用失效的问题，提供了一种低摩擦丁苯/天然 橡胶并用材料及其制备方法。通过使用本发明中的各组分及其配比，并采用本发明中的制 备方法来制备该丁苯/天然橡胶并用材料，可以大大降低橡胶材料自身的摩擦系数，使其 耐磨性得到显著提高，从而使橡胶零部件与装配件之间的磨损得到明显减轻，并显著提高 橡胶零部件的使用寿命和装配生产效率。
[0010] 2.技术方案
[0011] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0012] 本发明的一种低摩擦丁苯/天然橡胶并用材料，由如下重量百分比的组分组成： 丁苯橡胶27~32%、天然橡胶10~15%、快压出炭黑25~30%、高耐磨炭黑5~10%、 氧化锌1. 5~3. 5%、硬脂酸0· 6~0· 9%、4, 4'-二（苯基异丙基）二苯胺0· 3~0· 7%、 防老剂4010NA 0· 3~0· 7%、促进剂CZ 0· 3~0· 6%、促进剂TT 0· 1~0· 4%、硫磺0· 8~ I. 2%、STRUKT0L TR 121 润滑剂 L 5 ~3. 5%、RF-50 物理塑解、润滑剂 L 0 ~3. 0%、F1 石 墨5~10%、芳径油5~10%。
[0013] 更进一步地，上述STRUKTOL TR 121润滑剂的熔点：70~76 °C，碘值： 彡90gl2/100g，酸值：彡3,氨基化合物含量：98%。
[0014] 更进一步地，上述RF-50物理塑解、润滑剂的密度：1150kg/m3,灰份：彡13%，碘 值：40 ~50gl2/100g，滴落点：100°C，锌含量：10· 5%。
[0015] 本发明的一种低摩擦丁苯/天然橡胶并用材料的制备方法，其步骤为：
[0016] 步骤一、母炼胶混炼
[0017] 将丁苯橡胶、天然橡胶、RF-50物理塑解、润滑剂置于密炼机中塑炼60~70秒后 升栓清扫，压上顶栓50~60秒后升栓，然后加入氧化锌、硬脂酸、4, 4' -二（苯基异丙基） 二苯胺、防老剂4010NA、STRUKT0L TR 121润滑剂以及Fl石墨，压上顶栓50~60秒后升栓 清扫，加入快压出炭黑、高耐磨炭黑和芳烃油，压上顶栓100~120秒后升栓清扫，压上顶栓 100~120秒后升栓排胶，母炼胶排胶温度为140~150°C，且母炼胶的停放时间大于24小 时；
[0018] 步骤二、母炼胶二段加硫
[0019] 调节开炼机辊距8~10mm，将停放后的母炼胶置于开炼机辊筒上翻炼，待母炼胶 包辊表面光滑平整后加入硫磺、促进剂CZ、促进剂TT，待配合剂全部混入母炼胶后开刀翻 炼，将胶料打2~3个三角包和两个卷后出片；其中：硫磺、促进剂CZ和促进剂TT的含量占 胶料总重量的百分比含量分别为：〇. 8~1. 2%、0. 3~0. 6%和0. 1~0. 4% ;
[0020] 步骤三、硫化。
[0021] 更进一步地，步骤一中添加的各组分的重量百分比如下：丁苯橡胶27~32%、天 然橡胶10~15%、快压出炭黑25~30%、高耐磨炭黑5~10%、氧化锌1. 5~3. 5%、硬 脂酸0· 6~0· 9 %、4, 4' -二（苯基异丙基）二苯胺0· 3~0· 7 %、防老剂4010NA 0· 3~ 0· 7%、STRUKT0L TR 121 润滑剂 L 5 ~3. 5