本发明涉及橡胶,尤其涉及一种空心球用橡胶组合物的制备方法及应用。
背景技术:
1、空心橡胶球一般是由原料通过吹塑原理经过一体成型得到,空心橡胶球由于其轻质、柔软和可压缩的特性而广泛用于医药、矿产、机械、食品、金属冶金、振动筛等行业,现有技术用于制作空心球的橡胶组合物在实际使用过程中存在耐用性差的问题,如公开号为cn110041711a的中国发明专利公开了一种硅橡胶漂浮空心球及其制备方法,该发明通过选用甲基乙烯基生胶、三氧化二铁、结构化控制剂、交联剂、正硅酸乙酯或聚硅酸乙酯和一二甲基一二叔丁基过氧己烷等作为原料,最终制备的硅橡胶漂浮空心球既耐高温、又柔软、又能在水面上漂浮,但是该制备方法由于过程中使用了大量的添加剂,这导致最终制得的硅橡胶空心球由于添加剂难以混合均匀而力学性能变差。
2、为了改善成品的力学性能,公开号为cn114381001b的中国发明专利公开了一种宽温域耐溶剂氟硅橡胶组合物的制备方法,该发明以环氧烷单体为原料,碱金属氢氧化物硅醇盐为催化剂,通过控制聚合条件,制备得到高分子量、分子量分布窄的耐溶剂、宽温域氟硅橡胶生胶,并以此生胶为基胶,加入补强填料,制得氟硅橡胶组合物,但是该方法对于橡胶组合物的力学性能的提升较为有限。
3、因此,根据上述中的相关技术,亟需研发一种空心球用橡胶组合物的制备方法及应用。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提出一种空心球用橡胶组合物的制备方法及应用,以解决现有技术中橡胶组合物力学性能较差的问题。
2、基于上述目的,本发明提供了一种空心球用橡胶组合物的制备方法及应用。
3、一种空心球用橡胶组合物的制备方法,包括以下步骤:
4、将聚合物基体、补强填料和交联剂混合后熔融、挤出、造粒,得到橡胶组合物;
5、所述聚合物基体由聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯和聚硅氧烷-聚氨酯以质量比1.1-1.5:1得到;
6、所述聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯中聚硅氧烷、聚醚和聚氨酯的质量比为16-20:81-85:111-115;
7、所述聚硅氧烷-聚氨酯中聚硅氧烷和聚氨酯的质量比为16-20:21-25;
8、优选的,步骤s1中所述聚合物基体、补强填料和交联剂的质量比为110-150:11-15:7.5-11.5。
9、优选的,步骤s1中所述补强填料为型号为h2000的白炭黑,所述交联剂为三苯基甲烷三异氰酸酯、过氧化二乙丙苯和多苯基甲烷多乙氰酸酯中的一种或几种。
10、优选的,步骤s1中所述聚合物基体的制备方法如下:
11、步骤s1.将α,ω-羟丙基聚硅氧烷和二苯基甲烷二异氰酸酯溶解于甲苯/四氢呋喃混合溶液中,于搅拌速率为260-300r·min-1、温度为81-85℃的条件下,在氩气气氛下反应6-8h,得到预聚物a;
12、步骤s2.将1,4丁二醇溶解于甲苯/四氢呋喃混合溶液中,再滴加二月桂酸二丁基锡,将所得混合液滴加到预聚物a中,滴加速率为3-5滴/min,于71-75℃下反应2-4h,干燥得到聚硅氧烷-聚氨酯;
13、步骤s3.将二苯基甲烷二异氰酸酯和α,ω-羟丙基聚硅氧烷混合均匀,再于氩气保护下在81-85℃下反应2-4h,得到预聚物b;
14、步骤s4.将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃二醇混合均匀,再于氩气保护下在81-85℃下反应2-4h,得到预聚物c;
15、步骤s5.将预聚物c溶解在1,4-二氧六环/n,n-二甲基乙酰胺混合溶液中,再加入预聚物b,再向体系中分别加入扩链剂和催化剂,于71-75℃下反应1-2h,干燥得到聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯;
16、步骤s6.将聚硅氧烷-聚氨酯和聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯混合,得到聚合物基体。
17、优选的,步骤s1中所述α,ω-羟丙基聚硅氧烷和甲苯/四氢呋喃混合溶液的质量比为160-200:311-315,所述甲苯/四氢呋喃混合溶液中甲苯和四氢呋喃的体积比为1:1。
18、优选的,步骤s2中所述1,4-丁二醇、甲苯/四氢呋喃混合溶液和二月桂酸二丁基锡的质量比为56-60:116-120:21-25。
19、优选的,步骤s2中所述甲苯/四氢呋喃混合溶液中甲苯和四氢呋喃的体积比为1:1。
20、优选的,步骤s5中所述预聚物c、1,4-二氧六环/n,n-二甲基乙酰胺混合溶液、扩链剂和催化剂的质量比为201-205:311-316:21-25:16-20。
21、优选的,所述1,4-二氧六环/n,n-二甲基乙酰胺混合溶液中1,4-二氧六环和n,n-二甲基乙酰胺的体积比为2:1,所述扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷中的任意一种,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
22、一种空心球用橡胶组合物的制备方法,所述橡胶组合物用于制备空心球。
23、本发明的有益效果:
24、本发明提供的橡胶组合物由聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯和聚硅氧烷-聚氨酯共混后再与补强填料和交联剂混合得到,通过对聚硅氧烷-聚氨酯和聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯中的组分进行优化调控,其中的聚硅氧烷-聚氨酯可以作为体系的骨架,有效提高成品的强度,而聚硅氧烷-聚醚-聚氨酯中含有较长的柔性链,则可以穿插在骨架内部,二者协同增效,可进一步使得最终制得的空心球满足使用要求,具有广泛的应用前景。
1.一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述聚合物基体、补强填料和交联剂的质量比为110-150:11-15:7.5-11.5。
3.根据权利要求1所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述补强填料为型号为h2000的白炭黑,所述交联剂为三苯基甲烷三异氰酸酯、过氧化二乙丙苯和多苯基甲烷多乙氰酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述聚合物基体的制备方法如下:
5.根据权利要求4所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述α,ω-羟丙基聚硅氧烷和甲苯/四氢呋喃混合溶液的质量比为160-200:311-315,所述甲苯/四氢呋喃混合溶液中甲苯和四氢呋喃的体积比为1:1。
6.根据权利要求4所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s2中所述1,4-丁二醇、甲苯/四氢呋喃混合溶液和二月桂酸二丁基锡的质量比为56-60:116-120:21-25。
7.根据权利要求4所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s2中所述甲苯/四氢呋喃混合溶液中甲苯和四氢呋喃的体积比为1:1。
8.根据权利要求4所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,步骤s5中所述预聚物c、1,4-二氧六环/n,n-二甲基乙酰胺混合溶液、扩链剂和催化剂的质量比为201-205:311-316:21-25:16-20。
9.根据权利要求4所述的一种空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述1,4-二氧六环/n,n-二甲基乙酰胺混合溶液中1,4-二氧六环和n,n-二甲基乙酰胺的体积比为2:1,所述扩链剂为对苯二酚二羟乙基醚、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷中的任意一种,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
10.根据权利要求1-9任一项所述的空心球用橡胶组合物的制备方法,其特征在于,所述橡胶组合物用于制备空心球。