[发明专利]一种耐磨稀土橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨稀土橡胶材料及其制备方法，制备耐磨稀土橡胶材料的原料按其重量份包括：丁苯橡胶100份、天然橡胶10份～25份、氧化锌3份～8份、硬脂酸2.5份～6.5份、硫磺1份～4份、TMTS0.8份～2.6份、微晶蜡0.6份～2.4份、填充剂30份～50份、硅烷偶联剂0.02份～0.05份、纳米稀土颗粒0.12份～0.24份。本发明制备的耐磨稀土橡胶材料的硬度和拉伸强度大、耐磨性能优异，并且制备方法简单，原料廉价易得，经济效益高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐磨稀土橡胶材料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平不断提高，各类鞋的质量和性能不断提高，为了适应行业发展，研究一种具有高耐磨、舒适的高性能鞋底材料成为行业的关注热点。丁苯橡胶是一种加工性能及制品的使用性能接近天然橡胶的聚苯乙烯丁二烯共聚物，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆及各种橡胶制品的生产领域。为了提高丁苯橡胶的耐磨性，人们在加工生产中添加各种配合组分，各种配合组分对橡胶制品的耐油性和力学性能的影响很大。

中国专利CN107216504A公开了一种高耐磨稀土橡胶鞋用材料及其制备方法，其组成为稀土顺丁橡胶(Nd BR)、异戊二烯橡胶(IR)、溶聚丁苯橡胶(SSBR)、软化剂、活化剂、偶联剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂、表面改性胶粉。但是该专利制备工艺复杂，生产成本较高。

中国专利200810190763.1公开了一种稀土助剂改性橡胶，采用稀土氧化物作橡胶助剂，用有机改性剂对稀土氧化物改性，然后作为橡胶添加剂加入到橡胶中，部分代替氧化锌，对橡胶进行改性，以增强橡胶的力学性能，特别是提高橡胶的弹性。但是该专利制备的橡胶材料的耐磨性不佳。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种耐磨稀土橡胶材料及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种耐磨稀土橡胶材料，制备耐磨稀土橡胶材料的原料按其重量份包括：丁苯橡胶100份、天然橡胶10份～25份、氧化锌3份～8份、硬脂酸2.5份～6.5份、硫磺1份～4份、TMTS0.8份～2.6份、微晶蜡0.6份～2.4份、填充剂30份～50份、硅烷偶联剂0.02份～0.05份、纳米稀土颗粒0.12份～0.24份；上述填充剂包括碳酸钙、陶土、滑石粉、白炭黑和木质素活化碳酸钙中的两种或至少两种。其中，上述微晶蜡为防老剂；硬脂酸为活性剂。

进一步的，碳酸钙包括活性碳酸钙、轻质碳酸钙和重质碳酸钙中的至少一种。

进一步的，陶土包括硬质陶土和烧结陶土中的至少一种。

更进一步的，填充料包括活性碳酸钙5份、重质碳酸钙5份、烧结陶土8份、滑石粉10份、白炭黑12份。

进一步的，纳米稀土颗粒的制备方法包括：

步骤a，将15g稀土氧化物粉体加入到15mL的盐酸溶液中，加热30分钟～60分钟后加入聚乙二醇，再冷却至室温；

步骤b，加入氢氧化钠使溶液的pH达到9，搅拌混合25分钟，得到悬浮液；

步骤c，在强搅拌下向悬浮液中加入去离子水，分散均匀后喷雾干燥，得到前驱体；

步骤d，将步骤c得到的前驱体850℃～950℃高温煅烧2小时，得到纳米稀土颗粒。

更进一步的，稀土氧化物为氧化镧、氧化钐、氧化铈中的一种。

更进一步的，盐酸的浓度为2.5mol/L。

其中，较低的煅烧温度会使纳米颗粒之间出现聚集现象，而温度过高又会导致纳米颗粒长大，故选取850℃～950℃的煅烧温度，使值得的纳米粒子的尺寸均匀，粒径在100nm以下。