腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，包括基體橡膠、填料及添加助劑，其中基體橡膠100份；白炭黑25～60份；界面活性劑3～8份；著色劑0.3～5份；金屬氧化物5～8份；防老劑0.5～5份；交聯(lián)劑及交聯(lián)助劑5～8份；超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣0～40份；硬脂酸2～4份；古馬隆樹脂3～6份。本發(fā)明專利技術(shù)的彩色腳輪外包層組合物與現(xiàn)有塑料、彈性體、橡膠等腳彩色腳輪外包層材料相比，具有成本低、無污染，強(qiáng)度高、彈性大、抗撕裂性、耐熱性、耐寒冷性、耐磨性、耐龜裂性、耐濕滑性、加工性能好的優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及腳輪配件生產(chǎn)
，具體涉及一種腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物及其制備工藝。
技術(shù)介紹
腳輪廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療器械、機(jī)械、物流運(yùn)輸、環(huán)保清潔用品、家電、家具、箱包、美容器械、五金生產(chǎn)、餐飲等行業(yè)。腳輪輪體部分的結(jié)構(gòu)一般由輪芯和外包層組成。目前，國產(chǎn)腳輪外包層絕大部分采用塑料材料，少數(shù)采用熱塑性彈性體材料，塑料與地面摩擦系數(shù)小，彈性差，滾動噪音大，顛簸振動嚴(yán)重，大大限制了腳輪的使用范圍；熱塑性彈性體性能優(yōu)于塑料，但其強(qiáng)度、彈性、與地面摩擦系數(shù)特別是耐高溫性能遠(yuǎn)不如橡膠材料，而且價格昂貴，制約了其在腳輪行業(yè)的推廣應(yīng)用。因此，近年來，國內(nèi)部分企業(yè)相繼研發(fā)并生產(chǎn)橡膠腳輪，但幾乎都是高硬度低強(qiáng)度低彈性腳輪，仍然存在彈性差、顛簸振動嚴(yán)重、同時存在使用壽命短、使用成本高的問題。經(jīng)專利與文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)：國內(nèi)對橡膠腳輪的研究甚少，特別是腳輪專用橡膠組合材料的專利技術(shù)更是空白，中國沒有一項(xiàng)關(guān)于橡膠組合材料的專利申請，這無疑是造成中國橡膠腳輪技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外的主要原因。因此，研究具有高強(qiáng)度、高彈性，而且具備較低的成本、制造工藝簡便易行的橡膠腳輪專業(yè)組合材料(配方)具有巨大的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物及其制備工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的橡膠腳輪硬度和彈性不理想問題。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，包括基體橡膠、填料及添加助劑，組合材料中的各組分及其質(zhì)量份數(shù)配比如下：(1)基體橡膠100份；(2)白炭黑25～60份；(3)界面活性劑3～8份；(4)著色劑0.3～5份；(5)金屬氧化物5～8份；(6)防老劑0.5～5份；(7)交聯(lián)劑及交聯(lián)助劑5～8份；(8)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣0～40份；(9)硬脂酸2～4份；(10)古馬隆樹脂3～6份。所述的基體橡膠為天然NR橡膠/溶聚丁苯橡膠的組合膠，其中天然NR橡膠質(zhì)量份數(shù)為65～95份，溶聚丁苯橡膠質(zhì)量份數(shù)為5～35份；所述的白炭黑為氣相白炭黑或超細(xì)沉淀白炭黑；所述的界面活性劑為硅烷類、鈦酸酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑或多元醇類活性劑。本專利技術(shù)的基體橡膠，采用天然橡膠(代號：NR、分子式：C5H8)/溶聚丁苯橡膠(代號：SSBR、分子式：C12H14)復(fù)合膠，二種橡膠市面有售。由于天然橡膠具有強(qiáng)度高、彈性大、抗撕裂、耐寒冷、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是具有自補(bǔ)強(qiáng)特性，適合于制造淺色、彩色等用白色無機(jī)補(bǔ)強(qiáng)劑的制品。溶聚丁苯橡膠是丁二烯和苯乙烯在烴類溶劑中采用有機(jī)鋰引發(fā)陰離子聚合而制得的共聚物，是一種新型合成橡膠。溶聚丁苯橡膠具有耐磨、耐寒、生熱低、回彈性高、收縮性低、色澤好，而且耐龜裂性、對濕滑路面抓著力好，耐寒、耐熱性及在高溫下長時間暴露后的耐屈撓性良好等優(yōu)點(diǎn)，近年來在發(fā)達(dá)國家發(fā)展較快，國內(nèi)還處在試驗(yàn)階段，使用很少，腳輪行業(yè)沒有應(yīng)用。本專利技術(shù)采用的白炭黑為氣相二氧化硅或超細(xì)沉淀二氧化硅，其中，氣相二氧化硅是無定型合成硅酸類產(chǎn)品，分子式：SiO2·nH20，是具有無定型結(jié)構(gòu)的高度分散的白色微粉末，比表面積可達(dá)380±15m2/g以上，二氧化硅含量99.5％以上。氣相二氧化硅制工藝復(fù)雜，成本高，價格昂貴，除硅橡膠以外其他橡膠中較少使用。本專利技術(shù)采用的超細(xì)沉淀二氧化硅是水合無定型硅酸的白色粉末，分子式：SiO2·nH20，比表面積為170±15m2/g，二氧化硅含量90％左右，少數(shù)可達(dá)95％以上。超細(xì)沉淀二氧化硅替代黑色炭黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，滿足白色或彩色橡膠制品中的需要，具有高強(qiáng)度、高彈性和超強(qiáng)的粘合力、抗撕裂，在彩色橡膠腳輪中選用國內(nèi)屬首次。本專利技術(shù)采用硅烷類、鈦酸酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑、多元醇類為界面活性劑，優(yōu)選二甘醇DEG(C4H10O3)或聚乙二醇PEG(HO(CH2CH20)nH)或/和Si-69(雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，分子式：C18H42O6Si2S4)或/和Si-75(雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]二硫化物，分子式：C18H42O6S2Si2。界面活性劑加入是針對超細(xì)沉淀白炭黑的表面極性和親水性較強(qiáng)，與烴類橡膠的相容性不如炭黑好的缺陷而采取的技術(shù)措施。二甘醇或聚乙二醇的作用是通過分子中親水基團(tuán)定向被超細(xì)沉淀白炭黑粒子表面吸附形成單分子層，使促進(jìn)劑等硫化體系被吸附的機(jī)會大大減少，從而減少延遲硫化，提高硫化膠性能；硅烷偶聯(lián)劑含有性質(zhì)不同的雙官能團(tuán)，分子中既含有親無機(jī)材料的官能團(tuán)，也含有親有機(jī)材料的官能團(tuán)。在橡膠混煉的過程中，含硫硅烷偶聯(lián)劑兩端的乙氧基與超細(xì)沉淀白炭黑表面的硅羥基產(chǎn)生化學(xué)鍵合，硅烷偶聯(lián)劑分子在超細(xì)沉淀白炭黑表面富集成膜，使超細(xì)沉淀白炭黑的表面由極性向非極性轉(zhuǎn)化，從而提高了超細(xì)沉淀白炭黑與橡膠的相容性，促進(jìn)了超細(xì)沉淀白炭黑分散。在硫化過程中，含硫硅烷偶聯(lián)劑分子中的四硫鍵或二硫鍵先與硫黃反應(yīng)形成多硫鍵，多硫鍵斷裂后參與橡膠的硫化交聯(lián)。這樣，含硫硅烷偶聯(lián)劑通過化學(xué)鍵將超細(xì)沉淀白炭黑與橡膠連接在一起，最終結(jié)果是超細(xì)沉淀白炭黑與橡膠的結(jié)合力大大加強(qiáng)，隨之膠料的模量、耐磨性和拉伸強(qiáng)度都得到提高。因此，含硫硅烷偶聯(lián)劑在橡膠中起到分散劑、硫化劑、潤濕劑等多重作用。硅烷偶聯(lián)劑不僅能在超細(xì)沉淀白炭黑和橡膠的界面之間架起分子橋，增加材料之間的黏合強(qiáng)度，提高橡膠復(fù)合材料的性能，而且作為特殊的硫載體，替代部分硫磺并與硫磺組成平衡硫化體系，交聯(lián)密度提高，既避免了硫化工藝過程的硫化返原(部分降解)和實(shí)際使用過程中的返原，又保留了硫磺硫化體系的優(yōu)點(diǎn)，避免了采取有效硫化體系和半有效硫化體系所導(dǎo)致的硫化橡膠性能下降的缺點(diǎn)，特別適用于厚制品、高溫硫化、制品高溫使用的場合。橡膠腳輪屬于厚制品，近年采用的注射工藝屬于高溫硫化，有些橡膠腳輪在一定的高溫環(huán)境下使用，所以選用硅烷偶聯(lián)劑在多方面收到提高材料性能、改善工藝的效果。本專利技術(shù)采用的著色劑為鈦白粉(主要成分：二氧化鈦、分子式：TiO2)或/和酞菁藍(lán)(分子式：C32H16CuN8)或/和酞菁紅(分子式：C20H12N2O2)或/和炭黑(分子式：C)。鈦白粉被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、化妝品等工業(yè)，橡膠制品多用于制鞋業(yè)，在橡膠腳輪上尚未應(yīng)用。酞菁藍(lán)、酞菁紅是重要的有機(jī)顏料，色澤鮮艷，著色力強(qiáng)。具有優(yōu)良的耐候性、耐熱性、耐溶劑性、耐酸性和耐堿性。廣泛應(yīng)用于油漆、油墨、塑料的著色，涂料印花，合成纖維的原漿著色等，應(yīng)用在橡膠腳本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，其特征是包括基體橡膠、填料及添加助劑，組合材料中的各組分及其質(zhì)量份數(shù)配比如下：(1)基體橡膠100份；(2)白炭黑25～60份；(3)界面活性劑3～8份；(4)著色劑0.3～5份；(5)金屬氧化物5～8份；(6)防老劑0.5～5份；(7)交聯(lián)劑及交聯(lián)助劑5～8份；(8)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣0～40份；(9)硬脂酸2～4份；(10)古馬隆樹脂3～6份。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，其特征是包括基體橡膠、填
料及添加助劑，組合材料中的各組分及其質(zhì)量份數(shù)配比如下：
(1)基體橡膠100份；
(2)白炭黑25～60份；
(3)界面活性劑3～8份；
(4)著色劑0.3～5份；
(5)金屬氧化物5～8份；
(6)防老劑0.5～5份；
(7)交聯(lián)劑及交聯(lián)助劑5～8份；
(8)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣0～40份；
(9)硬脂酸2～4份；
(10)古馬隆樹脂3～6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，其特征是
基體橡膠為天然橡膠/溶聚丁苯橡膠的組合膠，其中天然橡膠質(zhì)量份數(shù)為65～
95份，溶聚丁苯橡膠質(zhì)量份數(shù)為5～35份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，其特征是
白炭黑為氣相白炭黑或超細(xì)沉淀白炭黑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，其特征是
界面活性劑為硅烷類、鈦酸酯、鋁酸酯偶聯(lián)劑或多元醇類活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳輪輪體外包層專用彩色橡膠組合物，其特征是
防老劑為2-巰基苯并咪唑和苯乙烯化...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉希春，
申請(專利權(quán))人：河北冠鵬橡膠腳輪制造有限公司，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：河北;13
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