本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨耐老化橡膠材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車向高速、安全、節(jié)能、舒適化方向的發(fā)展，對輪胎高性能化的要求也逐年提高，這就對輪胎的耐磨耐老化性能等提出更高的要求，橡膠作為制備輪胎常用的材料，提供一種耐磨性能良好，能大大提高其制得的輪胎使用壽命的耐磨橡膠及其制備方法是本發(fā)明亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種耐磨耐老化橡膠材料及其制備方法，耐磨和抗老化性能好，適用于輪胎生產(chǎn)，延長輪胎的使用壽命，提高輪胎的品質(zhì)。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種耐磨耐老化橡膠材料，包括以下份計的原料：丁苯橡膠55~65份、丁基橡膠45~50份、氯丁橡膠35~45份、硫磺30~40份、季銨鹽25~30份、增粘樹脂15~25份、助劑15~20份、改性白炭黑10~15份和炭黑10~15份；
所述改性白炭黑包括以下份計的原料：白炭黑2~6份、鐵粉2~4份和油酸甘油酯1~3份；
所述助劑包括以下份計的原料：防老劑2~8份、阻燃劑2~6份、防凍劑2~6份、抗磨添加劑2~4份和偶聯(lián)劑1~3份。
優(yōu)選地，包括以下份計的原料：丁苯橡膠60份、丁基橡膠47份、氯丁橡膠40份、硫磺35份、季銨鹽27份、增粘樹脂20份、助劑17份、改性白炭黑12份和炭黑12份；
所述改性白炭黑包括以下份計的原料：白炭黑4份、鐵粉3份和油酸甘油酯2份；
所述助劑包括以下份計的原料：防老劑5份、阻燃劑4份、防凍劑4份、抗磨添加劑3份和偶聯(lián)劑2份。
優(yōu)選地，所述防老劑包括以下份計的原料：β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯2~3份、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯1~2份、四甲基哌啶醇1~2份和二乙基羥胺0.2~1.2份。
優(yōu)選地，所述防老劑的制備方法為：將β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯、四甲基哌啶醇和二乙基羥胺加入調(diào)和釜中，攪拌、升溫至60~65℃，攪拌時間為20~40min，溶解后形成液態(tài)混合物，冷卻至30~35℃，得到防老劑。
優(yōu)選地，所述阻燃劑包括以下份計的原料：二甲基乙醇胺1~3份、硼酸鋅1~2份、甲基磷酸二甲酯0.2~0.8份和氫氧化鎂0.2~0.6份。
優(yōu)選地，所述防凍劑為氯化鈣或乙二醇，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述季銨鹽為十六烷基三甲基溴化銨或者十六烷基三甲基氯化銨。
優(yōu)選地，所述炭黑為n220、n330、n550、n660和n990中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述抗磨添加劑為磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯和環(huán)烷酸鉛中的一種或幾種。
本發(fā)明提供一種耐磨耐老化橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備改性白炭黑
按照配比依次稱取白炭黑、鐵粉和油酸甘油酯，加適量水加熱至50~60℃，超聲波分散研磨1~3h，噴霧干燥制得改性白炭黑，備用；
（2）、先將丁苯橡膠、丁基橡膠及氯丁橡膠在密煉機上塑煉1~2min，控制轉(zhuǎn)速為30~70r/min，然后混煉2~3min，控制轉(zhuǎn)速為30~40r/min，按照配比加入剩余原料和步驟（1）得到的改性白炭黑，混煉2~3min，溫度為135~145℃時排料得到所述耐磨耐老化橡膠材料。
本發(fā)明的有益效果：耐磨和抗老化性能好，適用于輪胎生產(chǎn)，延長輪胎的使用壽命，提高輪胎的品質(zhì)，具體如下：
（1）、本發(fā)明中添加防老劑，易遷移到橡膠表面，形成一層薄膜，在橡膠和外界之間，起一種隔絕與屏障作用，在橡膠及其制品的長期貯存和使用過程中，阻斷橡膠內(nèi)部因受到熱、氧、臭氧、變價金屬離子、機械應(yīng)力、光、高能射線等因素對膠料表面的破壞，以及其它化學(xué)物質(zhì)和霉菌等的侵蝕，從而延長橡膠及其制品的貯存期和使用壽命；
（2）、本發(fā)明中添加二甲基乙醇胺、硼酸鋅、甲基磷酸二甲酯和氫氧化鎂制成的阻燃劑，由于橡膠材料大多數(shù)為高分子材料，為了便于生產(chǎn)，在制作配方時都需要放入大量的易燃的油品，以便降低橡膠硬度，添加阻燃劑，使制得的橡膠材料具有較好的阻燃性，即可以起到阻止橡膠材料被燃燒和抑制火焰?zhèn)鞑サ淖饔茫?/p>
（3）、本發(fā)明中添加的丁苯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠，三者與炭黑、增粘樹脂、偶聯(lián)劑的反應(yīng)結(jié)合可以減少滯后損失，提高抓地力，提高耐撕裂性能，配合抗磨添加劑，進(jìn)一步提高橡膠材料的耐磨性；
（4）、本發(fā)明中添加硫磺作為硫化劑，季銨鹽作為活化劑，兩者配合硫化丁苯橡膠、丁基橡膠和氯丁橡膠，使得生成的硫化膠既有較好的防焦性能和貯存安全性，又能保證較快的硫化速度和平坦硫化性，而且綜合物理機械性能較好，還提高了橡膠材料整體的耐磨性、耐老化性及壓縮永久變形性能；
（5）、本發(fā)明中添加硅烷偶聯(lián)劑作為偶聯(lián)劑，可以提高原料間的常溫粘接性，阻礙橡膠開裂。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種耐磨耐老化橡膠材料，包括以下份計的原料：丁苯橡膠55份、丁基橡膠45份、氯丁橡膠35份、硫磺30份、季銨鹽25份、增粘樹脂15份、助劑15份、改性白炭黑10份和炭黑10份；
所述改性白炭黑包括以下份計的原料：白炭黑2份、鐵粉2份和油酸甘油酯1份；
所述助劑包括以下份計的原料：防老劑2份、阻燃劑2份、防凍劑2份、抗磨添加劑2份和偶聯(lián)劑1份。
其中，所述防老劑包括以下份計的原料：β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯2份、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯1份、四甲基哌啶醇1份和二乙基羥胺0.2份。
其中，所述防老劑的制備方法為：將β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯、四甲基哌啶醇和二乙基羥胺加入調(diào)和釜中，攪拌、升溫至60℃，攪拌時間為20min，溶解后形成液態(tài)混合物，冷卻至30℃，得到防老劑。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：二甲基乙醇胺1份、硼酸鋅1份、甲基磷酸二甲酯0.2份和氫氧化鎂0.2份。
其中，所述防凍劑為氯化鈣，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述季銨鹽為十六烷基三甲基溴化銨。
其中，所述炭黑為n220。
其中，所述抗磨添加劑為磷酸三甲酚酯。
本實施例提供一種耐磨耐老化橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備改性白炭黑
按照配比依次稱取白炭黑、鐵粉和油酸甘油酯，加適量水加熱至50℃，超聲波分散研磨1h，噴霧干燥制得改性白炭黑，備用；
（2）、先將丁苯橡膠、丁基橡膠及氯丁橡膠在密煉機上塑煉1min，控制轉(zhuǎn)速為30r/min，然后混煉2min，控制轉(zhuǎn)速為30r/min，按照配比加入剩余原料和步驟（1）得到的改性白炭黑，混煉2min，溫度為135℃時排料得到所述耐磨耐老化橡膠材料。
實施例2
一種耐磨耐老化橡膠材料，包括以下份計的原料：丁苯橡膠65份、丁基橡膠50份、氯丁橡膠45份、硫磺40份、季銨鹽30份、增粘樹脂25份、助劑20份、改性白炭黑15份和炭黑15份；
所述改性白炭黑包括以下份計的原料：白炭黑6份、鐵粉4份和油酸甘油酯3份；
所述助劑包括以下份計的原料：防老劑8份、阻燃劑6份、防凍劑6份、抗磨添加劑4份和偶聯(lián)劑3份。
其中，所述防老劑包括以下份計的原料：β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯3份、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯2份、四甲基哌啶醇2份和二乙基羥胺1.2份。
其中，所述防老劑的制備方法為：將β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯、四甲基哌啶醇和二乙基羥胺加入調(diào)和釜中，攪拌、升溫至65℃，攪拌時間為40min，溶解后形成液態(tài)混合物，冷卻至35℃，得到防老劑。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：二甲基乙醇胺3份、硼酸鋅2份、甲基磷酸二甲酯0.8份和氫氧化鎂0.6份。
其中，所述防凍劑為乙二醇，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述季銨鹽為十六烷基三甲基氯化銨。
其中，所述炭黑為n330。
其中，所述抗磨添加劑為亞磷酸二正丁酯。
本實施例提供一種耐磨耐老化橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備改性白炭黑
按照配比依次稱取白炭黑、鐵粉和油酸甘油酯，加適量水加熱至60℃，超聲波分散研磨3h，噴霧干燥制得改性白炭黑，備用；
（2）、先將丁苯橡膠、丁基橡膠及氯丁橡膠在密煉機上塑煉2min，控制轉(zhuǎn)速為70r/min，然后混煉3min，控制轉(zhuǎn)速為40r/min，按照配比加入剩余原料和步驟（1）得到的改性白炭黑，混煉3min，溫度為145℃時排料得到所述耐磨耐老化橡膠材料。
實施例3
一種耐磨耐老化橡膠材料，包括以下份計的原料：丁苯橡膠60份、丁基橡膠47份、氯丁橡膠40份、硫磺35份、季銨鹽27份、增粘樹脂20份、助劑17份、改性白炭黑12份和炭黑12份；
所述改性白炭黑包括以下份計的原料：白炭黑4份、鐵粉3份和油酸甘油酯2份；
所述助劑包括以下份計的原料：防老劑5份、阻燃劑4份、防凍劑4份、抗磨添加劑3份和偶聯(lián)劑2份。
其中，所述防老劑包括以下份計的原料：β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯2.5份、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯1.5份、四甲基哌啶醇1.5份和二乙基羥胺0.7份。
其中，所述防老劑的制備方法為：將β-（4-羥基-3，5-二叔丁基苯基）丙酸異十三醇酯、雙（異十三醇基）季戊四醇二亞磷酸酯、四甲基哌啶醇和二乙基羥胺加入調(diào)和釜中，攪拌、升溫至62℃，攪拌時間為30min，溶解后形成液態(tài)混合物，冷卻至32℃，得到防老劑。
其中，所述阻燃劑包括以下份計的原料：二甲基乙醇胺2份、硼酸鋅1.5份、甲基磷酸二甲酯0.5份和氫氧化鎂0.4份。
其中，所述防凍劑為氯化鈣，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述季銨鹽為十六烷基三甲基氯化銨。
其中，所述炭黑為n550。
其中，所述抗磨添加劑為環(huán)烷酸鉛。
本實施例提供一種耐磨耐老化橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）、制備改性白炭黑
按照配比依次稱取白炭黑、鐵粉和油酸甘油酯，加適量水加熱至55℃，超聲波分散研磨2h，噴霧干燥制得改性白炭黑，備用；
（2）、先將丁苯橡膠、丁基橡膠及氯丁橡膠在密煉機上塑煉2min，控制轉(zhuǎn)速為40r/min，然后混煉3min，控制轉(zhuǎn)速為35r/min，按照配比加入剩余原料和步驟（1）得到的改性白炭黑，混煉2min，溫度為140℃時排料得到所述耐磨耐老化橡膠材料。
參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。