【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉橡膠，具體涉及一種玩具輪胎用橡膠及其制備方法。
技術介紹
1、在經濟快速發展的時代背景下，兒童的物質生活水平逐漸提高，近年來，玩具車等相對大型的玩具逐漸出現，不僅對兒童具有較大的吸引力，而且在青少年人群中也具有一定的影響力，因此近年來發展相對較為迅速。輪胎作為玩具車直接與地面接觸的組件，其性能的優劣，會對玩具車的整體品質具有重要重要影響。天然橡膠是一種環保型橡膠，具有良好的彈性，可以承受一定的拉伸和壓縮，同時其還具有優異的抗腐蝕性性，可抵抗多種物質的侵蝕，因此可作為制備輪胎的主要材料，但是天然橡膠呈直鏈型結構，且不含阻燃元素，因此阻燃性能較差，屬于易燃物，此外，天然橡膠的抗菌性能也不盡如人意，在兒童自我保護意識較弱的前提下，這些缺陷均對天然橡膠在玩具輪胎中的應用產生了一定限制。
2、專利技術專利授權公開號cn105754168b公開了一種高強度耐油改性天然橡膠復合材料，通過采用有機蒙脫土、季戊四醇磷酸酯、季戊四醇、硼酸鋅和氫氧化鋁進行配合，雖然能夠賦予天然橡膠復合材料優異的阻燃性，但是該方案不僅配方相對復雜，而且明顯可看出阻燃劑的整體添加量較大，不利于實際應用。專利技術專利公開號cn111218039a公開了一種抗菌天然橡膠及其制備方法和應用，通過使用水滑石作為銀離子的載體，賦予天然橡膠良好的抗菌性能，但是由于無機抗菌劑與天然橡膠基體之間存在不兼容的問題，因此需要使用β-環糊精對水滑石進行進一步的改性，導致技術方案稍顯繁瑣。為此，本專利技術提供了一種天然橡膠，具有良好的抗菌和阻燃性能，可直接應用于玩具輪胎
技術實現思路
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種玩具輪胎用橡膠及其制備方法，解決了天然橡膠阻燃性能和抗菌性能較差的問題。
3、(二)技術方案
4、一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，包括以下步驟：
5、第一步、橡膠塑煉物的制備：
6、將天然橡膠加入至密煉機中，將混煉室的溫度升高至90-100℃，設置轉速為80-100r/min，混合塑煉5-10min后，停放8-12h，所得即為橡膠塑煉物；
7、第二步、橡膠混煉物的制備：
8、將橡膠塑煉物投入開煉機中，并依次加入改性無機填料、反應型抗菌劑、炭黑、防老劑、硫磺和促進劑，待加入完畢后，經切邊、打三角包和薄通工藝，出片，所得即為橡膠混煉物；
9、第三步、輪胎用橡膠的制備：
10、將橡膠混煉物置于硫化劑中，設置硫化壓力18-20mpa，在180-200℃的硫化溫度下中硫化10-20min，成型后所得即為輪胎用橡膠；
11、所述改性無機填料為磷酸酯硅烷偶聯劑和水鎂石的復合物；
12、所述反應型抗菌劑的結構式如下圖所示：
13、
14、作為本專利技術進一步地技術方案，所述橡膠的制備過程中，采用以下重量份的原料：天然橡膠70-80份、改性無機填料1-4份、反應型抗菌劑2-6份、炭黑15-25份、防老劑2-4份、硫磺3-5份、促進劑1-3份。
15、作為本專利技術進一步地技術方案，所述改性無機填料的制備方法包括以下步驟：
16、步驟一、磷酸酯硅烷偶聯劑的制備：
17、將氯三乙氧基硅烷、2-羥乙基膦酸二甲酯與四氫呋喃混合，于反應釜中攪拌混勻后，開啟氮氣保護，并滴加催化劑，待催化劑加入完全后，將釜中溫度保持在50-60℃，持續攪拌3-5h后，出料，分離出固體料，所得即為磷酸酯硅烷偶聯劑；
18、氯三乙氧基硅烷結構中含有硅氯基團，2-羥乙基膦酸二甲酯結構中含有羥基取代基，可在催化劑作用下，彼此發生取代反應，生成具有磷酸酯結構的硅烷偶聯劑。
19、步驟二、改性無機填料的制備：
20、將磷酸酯硅烷偶聯劑和水鎂石置于高速混料機中，調節混料機中溫度為80-90℃，在300-500r/min的攪拌速率下，持續攪拌混合2-4h后，降溫出料，所得即為改性無機填料。
21、在高溫條件下，磷酸酯硅烷偶聯劑可與水鎂石之間發生相互作用，實現對水鎂石的修飾改性，形成表面包覆硅烷偶聯劑的水鎂石復合物，制得改性無機填料。
22、作為本專利技術進一步地技術方案，步驟一中，所述催化劑為三乙胺，三乙胺加入的質量為氯三乙氧基和2-羥乙基膦酸二甲酯總質量的15-25％。
23、作為本專利技術進一步地技術方案，步驟二中，所述水鎂石的平均粒徑為1μm。
24、作為本專利技術進一步地技術方案，所述反應型抗菌劑的制備方法如下所示：
25、向充滿氮氣的反應釜中加入異氰脲酸二烯丙基酯和甲苯，開啟攪拌，待形成均勻溶液后，繼續向反應釜中加入2-氯乙基三甲基氯化銨，混合均勻后，將氫氧化鈉溶液滴加至反應釜中，加畢，通氮氣，開啟升溫，待釜中溫度達60-70℃，保溫攪拌4-8h后，降溫出料，經純化處理過程，所得即為反應型抗菌劑。
26、異氰脲酸二烯丙基酯結構中含有仲胺基團，可在氫氧化鈉作用下，與2-氯乙基三甲基氯化銨結構中的取代鹵素基團發生取代，從而制得結構中含有季銨鹽抗菌基團、不飽和烯基和剛性異氰脲酸環的反應性抗菌劑。
27、作為本專利技術進一步地技術方案所述異氰脲酸二烯丙基酯和2-氯乙基三甲基氯化銨的質量比為1:0.75-0.8。
28、作為本專利技術進一步地技術方案所述氫氧化鈉溶液的質量分數為20-30％。
29、作為本專利技術進一步地技術方案，所述防老劑為防老劑4010na、防老劑4020或者防老劑rd中的任一種或兩種以上任意比例的混合物；所述促進劑為促進劑dz、促進劑dm或者促進劑cz中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。
30、一種玩具輪胎用橡膠，采用上述制備方法制得。
31、(三)有益的技術效果
32、1、本專利技術通過使用磷酸酯硅烷偶聯劑對水鎂石進行改性，制得改性無機填料，一方面形成的有機包覆層可以有效改善水鎂石在天然橡膠中的分散性，避免其團聚帶來的不利影響，另一方面磷酸酯硅烷偶聯劑中含有硅和磷阻燃元素，可以與水鎂石協同，進而有效增強天然橡膠的阻燃性能，經測試，制得的橡膠極限氧指數可達34.1％，表現出了優異的阻燃性能。
33、2、本專利技術制備的反應型抗菌劑結構中含有不飽和烯基官能團，可在硫化過程中，進入天然橡膠分子鏈中，從而將季銨鹽抗菌基團和剛性異氰脲酸環引入天然橡膠中，季銨鹽抗菌基團具有廣譜抗菌性能，可以使制得的橡膠具有良好的抗菌性能，而且這種方式還能避免抗菌劑的析出現象，實現橡膠的長效抗菌性能。此外，剛性異氰脲酸環的存在不僅可以作為成炭劑，與改性無機填料協同增強天然橡膠的阻燃性能，還可以提高天然橡膠的強度等綜合性能，有利于其進一步在玩具輪胎中的應用。
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1.一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述橡膠的制備過程中，采用以下重量份的原料：天然橡膠70-80份、改性無機填料1-4份、反應型抗菌劑2-6份、炭黑15-25份、防老劑2-4份、硫磺3-5份、促進劑1-3份。
3.根據權利要求2所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述改性無機填料的制備方法包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述催化劑為三乙胺，三乙胺加入的質量為氯三乙氧基和2-羥乙基膦酸二甲酯總質量的15-25％。
5.根據權利要求3所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述水鎂石的平均粒徑為1μm。
6.根據權利要求2所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述反應型抗菌劑的制備方法如下所示：
7.根據權利要求6所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述異氰脲酸二烯丙基酯和2-氯乙基三甲基氯化銨的質量比為1:0
8.根據權利要求6所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的質量分數為20-30％。
9.根據權利要求2所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述防老劑為防老劑4010NA、防老劑4020或者防老劑RD中的任一種或兩種以上任意比例的混合物；所述促進劑為促進劑DZ、促進劑DM或者促進劑CZ中的任一種或兩種以上任意比例的混合物。
10.一種玩具輪胎用橡膠，其特征在于，采用如權利要求1-9任一項所述的制備方法制得。
...【技術特征摘要】
1.一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述橡膠的制備過程中，采用以下重量份的原料：天然橡膠70-80份、改性無機填料1-4份、反應型抗菌劑2-6份、炭黑15-25份、防老劑2-4份、硫磺3-5份、促進劑1-3份。
3.根據權利要求2所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，所述改性無機填料的制備方法包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述催化劑為三乙胺，三乙胺加入的質量為氯三乙氧基和2-羥乙基膦酸二甲酯總質量的15-25％。
5.根據權利要求3所述的一種玩具輪胎用橡膠的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述水鎂石的平均粒徑為1μm。
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐厚發，徐春，劉菁，徐曠宇，徐雯，
申請(專利權)人：東莞市厚鏵橡膠科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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