[发明专利]柔性渐变的耐疲劳橡胶及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔性渐变的耐疲劳橡胶及其制备方法，包括液体橡胶100份，纳米二氧化硅5‑15份，Si69 0.05‑0.15份，空心蜜胺微球30‑50份，硫磺2‑3份，促进剂4‑8份，氧化锌10份，硬脂酸4份，防老剂4‑10份，液体古马隆5‑10份，利用真空抽提工艺，实现了橡胶硬度的渐变效果，拓宽了橡胶的应用领域。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别是涉及具有柔性优良、硬度渐进变化的耐疲劳橡胶及其制备方法。

背景技术

在仿生领域中，弹性的橡胶材料经常被用作仿生机器人的外观蒙皮，以保护机器人的内部电气电路和满足外观的仿形要求。在机器人的运行过程中，由于机械组件的不断运动，作为蒙皮的橡胶材料常常受到拉伸、挤压和剪切等外加应力的作用，橡胶材料容易出现裂纹而损坏，失去对内部构件的保护和外观的仿形作用，因此仿生机器人对蒙皮的橡胶材料具有较高的耐疲劳性能要求。不仅如此，由于生物体不同部位的软硬度不一致，因此在仿形上更是要求同一张蒙皮材料上呈现出多种刚(硬)度并存的状态，这对橡胶材料提出较大的挑战。如果通过不同硬度的橡胶材料的简单拼接，不仅加大了成型难度，也对难以实现同时硫化成型的要求，还会导致在拼接处形成应力集中，从而导致橡胶材料力学性能包括耐疲劳性能下降。因此，在提高橡胶材料长时间耐疲劳的同时，实现橡胶材料的硬度渐变的，是目前仿生蒙皮材料领域中的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性渐变耐疲劳轻量化橡胶及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

本发明的柔性渐变耐疲劳轻量化橡胶，按照质量份数计包括以下组分：液体橡胶100份，纳米二氧化硅5-15份，Si69 0.05-0.15份，空心蜜胺微球30-50份，硫磺2-3份，促进剂4-8份，氧化锌10份，硬脂酸4份，防老剂4-10份，液体古马隆5-10份。

所述的液体橡胶为分子量为10000-30000的天然橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶。

所述的纳米二氧化硅的平均粒径为7-40nm，比表面积为100-500m²/g。

所述的空心蜜胺微球的粒径为2-10μm。

所述的硫磺为50％含量的硫磺预分散体，分散介质为芳烃油。

所述的促进剂为促进剂M、促进剂NOBS或促进剂CZ中的任意一种的50％含量的促进剂预分散体，分散介质为芳烃油。

所述的氧化锌为50％含量的氧化锌预分散体，分散介质为芳烃油，所述的硬脂酸为50％含量的硬脂酸预分散体，分散介质为芳烃油。

所述的防老剂为防老剂NDPA和防老剂TAP的任意一种的50％含量防老剂预分散体，分散介质为芳烃油。

一种柔性渐变耐疲劳轻量化橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将纳米二氧化硅和空心蜜胺微球加入到液体古马隆中，100-500rpm搅拌5-20min，滴加Si69，继续搅拌3-5min，加入到90份液体橡胶中，搅拌10-20min，继续加入氧化锌、硬脂酸、防老剂和促进剂，搅拌15-30min，得到混合物A；

步骤二：将硫磺加入到10份液体橡胶中，100-500rpm搅拌15-30min，得到混合物B，将步骤一得到的混合物A倒入混合物B中，继续搅拌15-30min，得到混合物C；