[发明专利]一种橡胶组合物及应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及橡胶组合物即橡胶制品的交联配方，以及制备方法及应用。

二、背景技术

顺丁橡胶(中国的产量有百万吨级)与天然橡胶和丁苯橡胶是通用橡胶，制品主要覆盖的轮胎、鞋底、板和管，是橡胶中最大宗的产品，硫化工艺已经有多年和成熟的历史；硫化剂一称架桥剂。.在工业上又称桥架剂按HG/T3060-1988(1997)《橡胶用非炭黑配合剂术语》的解释:硫化剂vulcanizingagent；curingagent--能使橡胶发生硫化(交联)的物质。分无机和有机两大类。前一类有硫黄、一氯化硫、硒、碲等。后一类有含硫的促进剂(如促进剂TMTD)、有机过氧化物(如过氧化苯甲酰)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马来酰亚胺衍生物，胺类化合物，金属氧化物以及异氰酸酯等。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。常见的工业硫磺的添加剂TMTD、TETD等在硫化时可产生致癌的N-亚硝基二甲胺。硫磺在配方中通常占份1.5％，这种物质，在加工硫化过程中，都会产生有害的含硫化合物气体，更为致命的是，橡胶产品寿命终结后，不能采用高温焚烧处理，因为其中的硫元素一定会变成有害气体或有毒残渣。虽然有时采用焚烧方法，成本最低，没有次生污染。因此，目前处于环保考虑，西方国家对橡胶产品提出一系列的环保标准，要求无有害重金属，无亚硝基产生，无稠环芳烃，低锌等，但没有一国提出禁硫，不是不想为，而是不能为。从材料性能要求到生产工艺要求来看，现在没有比较成熟的替代技术。

典型的硫化体系如下：

1、硫磺硫化

(1)常规硫化：由硫磺和少量促进剂等配合剂组成，以多硫键交联为主。耐高温性能较差，压缩永久变形大，过硫后易出现返原现象，但耐屈挠疲劳行较好、机械强度较高，胶料及制品不易喷霜。(2)有效、半有效硫化：硫磺用量一般在0.5份以下，常用量为0.35份，配合较大量的促进剂，需要较长的焦烧时间(超速促进剂与后效性并用)，活性剂应使用足量的硬脂酸(1-8份)。几乎没有硫化返原现象，，硫化均匀性好，耐热性好，压缩变形低，生热小。缺点为抗屈挠疲劳性差，易发生喷霜现象。采用高TMTD的有效硫化体系配方虽然使用广泛，但加工稳定性差，切喷霜严重。(3)动态平衡硫化体系，通常是一种具有抗硫化还原性能的硫化系统，动态性能优于有效半有效硫化体系，但达不到常规硫化体系的动态。

2、树脂类硫化

特点是形成热稳定较高的C-C键和醚键交联。能提高硫化胶的耐热、耐屈挠性能，硫化时几乎没有硫化返原现象。

硫磺、促D、DM、TMTD、CZ及胺类防老剂都会降低其硫化效率。以胺类防老剂和促D影响最为严重。该体系中用酚类防老剂为佳。

环氧树脂硫化剂对含羧基的橡胶和CR有较好的硫化效果，硫化胶具有良好的耐屈挠性，生热小，与黄铜粘接性能好，但耐老化性能较差。硫化CR时，最宜用量为8-9份，用ZNO活化。

CN201510774279涉及彩底及其硫化工艺，不同颜色的胶料分开配制，各个颜色胶料由以下原料组成：着色剂、天然橡胶、丁苯橡胶，高苯乙烯、氧化锌、十八烷酸、氧化镁、防老剂、补强剂、白烟、古马隆树脂、橡胶油；硫化剂、促进剂。

CN201410218401涉及常压硫化低钙镁橡胶板，该橡胶板由以下重量份数的组分组成：天然橡胶70-90份，丁苯橡胶10-30份，氧化锌3-6份，硬脂酸0.5-1.5份，半补强炭黑15-25份，胶木粉40-60份，加工助剂2-4份，减三线油3-5份，硫磺25-45份，促进剂D0.5-1.5份，促进剂TMTD10-15份。氧化锌和硬脂酸作为活性剂使用。在轮胎生产制造中锌量更不能减，否则会有成本提高的困扰。现有的甲基丙烯酸锌是橡胶助硫化剂和耐热填加剂，如作为抗硫化还原剂使用。

所以橡胶硫化促进剂是一种工业原料，主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋和其他工业橡胶制品。目前的天然胶与合成胶用促进剂，具有宽广的硫化范围，可单独使用，或与二硫代氨基甲酸盐类、秋兰姆类、胍类和其它碱性促进剂并用。主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋和其他工业橡胶制品。橡胶硫化促进剂M(硫醇基苯骈噻唑)，橡胶硫化促进剂ETU(Na-22)、橡胶硫化促进剂DETU、橡胶硫化促进剂ZDC(EZ)、橡胶硫化促进剂ZDMC(PZ)橡胶硫化促进剂ZDBC(BZ)、橡胶硫化促进剂ZMBT(MZ)、橡胶硫化促进剂TMTM、橡胶硫化促进剂MBT(M)、橡胶硫化促进剂MBTS(DM)，新型促进剂TDEC、TBzTD、ZBEC、ZBPD等。