CN100348656C - 一种耐超强酸的橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
一种耐超强酸的橡胶材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有超强的耐酸、耐磨能力胶材料及其制备方法，它含有以下原料：氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、炭黑、填料、齐聚酯、硫化剂、促进剂。其制备方法将氯磺化聚乙烯橡胶等橡胶原料置于密炼机中，在160～170℃条件下，塑炼时间4min～10min；加入聚四氟乙烯粉在160～170℃条件下，塑炼时间4min～6min；加入甲基丙烯酸锌等，在155～165℃塑炼6min～8min，停机，翻仓出料，凉至65℃以下使用；在开炼机中加入硫化剂、硫化活化剂，在≤65℃条件下，吃料完毕后，打上三角包四遍，在辊距0.5～0.8mm下薄通六遍，下3～4mm厚片。
Description
技术领域
本发明涉及一种特种橡胶及其制备方法，具体地说是一种可耐受超强酸的橡胶材料及其制备方法。
技术背景
在工业生产中，许多设备工件必须在超强酸介质状态中进行工作。如不锈钢生产流水线中所使用的胶辊，防腐设备中的衬胶垫等等。目前，这些工件所采用的橡胶材料一般均可耐受普通强酸介质的浸蚀，而对于多种强酸(如硝酸、盐酸、氢氟酸等)混合形成的超强酸则耐受性较差。
发明内容
本发明的目的就是提供一种耐超强酸及耐磨性好的橡胶材料，同时提供一种制备该橡胶的方法。
本发明的第一个目的是这样实现的：
本发明的原料组成包括氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁以及炭黑、齐聚酯、硫化剂、促进剂及填料，其各组分的重量配比为：
氯磺化聚乙烯橡胶70～80份；氯化聚乙烯橡胶20～30份；氟橡胶10～15份；聚四氟乙烯2～4份；甲基丙烯酸锌5～10份；甲基丙烯酸镁3～6份；炭黑15～60份；填料5～30份；齐聚酯5～20份；硫化剂2～3份；促进剂0.5～2份。
本发明优选的氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶的重量份比为70份、30份、10份。
本发明更为优选的氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶的重量份比为75份、25份、15份。
本发明所选用的填料优选为石英粉或硫酸钡或超细滑石粉或由所述这些物质的两种或三种组成的混合物，其用量也可根据所制橡胶的用途适当增减。
本发明所优选的炭黑为N220炭黑或N220炭黑与N110炭黑组成的混合物。
本发明所用的硫化剂可以是秋兰姆硫化剂，优选的硫化剂为TRA。
本发明所用的促进剂可选用噻唑类促进剂，如MC、MK、DM，其中优选DM。
本发明橡胶配方中还可以加入一氧化铅、硬脂酸等硫化活化剂，以进一步提高本发明橡胶的交联度。
本发明橡胶配方中还可以加入光亮剂(如松香)，以增强材料分子间的滑动性。
本发明所优选的氯磺化聚乙烯橡胶为CSM-40。
上述原料均为市售产品。
本发明的第二个目的是这样实现的：
本发明的制备方法包括以下步骤：
a、按上述原料及重量配比称取各组份；
b、将氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶置于密炼机中，在160～170℃条件下，塑炼时间4min～10min；加入聚四氟乙烯在160～170℃条件下，塑炼时间4min～6min；加入甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、炭黑、填料、齐聚脂，在155～165℃塑炼6～8min，停机，翻仓出料，凉至65℃以下使用；
c、在开炼机中加入硫化剂、促进剂，在≤65℃条件下，吃料完毕后，打上三角包四遍，在辊距0.5～0.8mm下薄通六遍，下片3～4mm厚，待用。
本发明的硫化物性为150℃×30mim。
本发明采用氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶以及聚四氟乙烯粉进行橡塑交联，获得了高超的交联密度，而配方整体的协调统一，进一步改善了橡塑并用的交联密度；其中齐聚酯以及甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁的加入从另一个侧面解决了橡塑材料的压缩变形大、弹力小的缺点，同时提高了橡塑并用的交联密度、解决了DOP磷苯二甲酸二辛酯的抽出大的问题；也显著提高了橡胶的强度及其耐超强酸性和耐磨性；另外还增强了橡胶材料与45#钢的粘合性(其耐离强度可提高9％)。
本发明配方中还可以加入光亮剂，如松香，以增强材料分子间的滑动性。
采用上述方案配制的橡胶材料，具有超强的耐酸、耐磨能力，特别适用制造经常在多种强酸混合状态下工作的设备工件，如胶辊、衬垫、密封垫等等。
本发明橡胶材料经检测其性能特性为：
相对密度：1.47～1.7；邵氏强度58～107；拉伸强度19.6mpa～22mpa；
弹力32～38％；扯断伸长率150～510％；阿克隆磨耗0.052/cm2；工作温度85℃；耐酸性极强；含胶量≥43.1％。
本发明橡胶材料，浸入浓硫酸、硝酸、氢氟酸(试剂原液)三种酸的混合液中(三种酸的体积份比为1∶1∶1)，在温度由沸点-74℃条件下，浸7天，用20倍放大镜观察，未见异常。在72℃条件下，继续浸20天后，用40倍放大镜观察未见异常。
采用本发明橡胶材料制备的胶辊，在钛钢生产流水线中工作4个月未见异常。
经检测本发明浸入各种酸性介质后体积变化率为：
| 浸各种介质(14天)后体积变化率： 22℃ 70℃ | ||
| 铬酸50％ | +1％ | -1.8％ |
| 铬酸20％ | -0.7％ | +5％ |
| 盐酸38％ | +1.7％ | +8.9％ |
| 硝酸38％ | +2.2％ | +29.9％ |
| 浓硫酸 | +3.1％ | (50℃)+11.3％ |
| 浓硫酸50％ | 0 | (70℃)-0.3％ |
| 次氯酸钠 | -0.3％ | -0.2％ |
具体实施方式
实施例1
a、称取氯磺化聚乙烯橡胶(CSM-40)70kg；氯化聚乙烯橡胶CM-352L)30kg；氟橡胶(fKM-2463)10kg；聚四氟乙烯4kg；甲基丙烯酸锌10kg；甲基丙烯酸镁5kg；N220炭黑20kg；石英粉20kg；硫酸钡5kg；超细滑石粉5kg；松香10kg；硬脂酸0.5kg；TP-95齐聚酯5kg；TRA硫化剂2.5kg；DM促进剂0.5kg；一氧化铅10kg。
b、将氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶，氟橡胶置于密炼机中，在165℃，塑炼时间10min；加入聚四氟乙烯、松香在160℃塑炼4min；加入甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、硬脂酸、炭黑以及超细滑石粉、石英粉、硫酸钡、齐聚脂，在160℃塑炼6min，停机，翻仓出料，凉至65℃以下使用。
c、在开炼机中加入促进剂DM、硫化剂TRA、硫化活化剂一氧化铅，60℃条件下，吃料完毕后，打上三角包四遍，在辊钜0.5～0.8mm下薄通六遍，下3～4mm厚片待用。
配制的橡胶可用于制备胶辊。经检测，其相对密度1.7；邵氏强度83°；拉伸强度19.6mpa；弹力32％；扯断伸长率300％；阿克隆磨耗0.052/cm2；工作温度85℃；耐酸性极强；含胶量43.1％。
实施例2～6见下表：
实施例2-6的制备方法与实施例1相同，只是工艺参数以及原料组分用量有所不同，但均具有本发明所述效果。
Claims (9)
1、一种超耐强酸橡胶材料，其特征在于它含有以下重量份比的原料：
氯磺化聚乙烯橡胶70～80份；氯化聚乙烯橡胶20～30份；氟橡胶10～15份；聚四氟乙烯2～4份；甲基丙烯酸锌5～10份；甲基丙烯酸镁3～6份；炭黑15～60份；填料5～30份；齐聚酯5～20份；硫化剂2～3份；促进剂0.5～2份。
2、根据权利要求1所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述的氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶的重量份比为70份、30份、10份。
3、根据权利要求1所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述的氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶的重量份比为75份、25份、15份。
4、根据权利要求1、2或3所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述的填料为石英粉或硫酸钡或超细滑石粉或由所述这些物质的两种或三种组成的混合物。
5、根据权利要求1、2或3所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述的炭黑为N220炭黑或N220炭黑与N110炭黑组成的混合物。
6、根据权利要求1、2或3所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述的硫化剂为TRA硫化剂。
7、根据权利要求1、2或3所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述的氯磺化聚乙烯橡胶为CSM-40。
8、根据权利要求1、2或3所述的超耐强酸橡胶材料，其特征在于所述原料中含有重量份比为0～20份的硫化活化剂。
9、一种制备超耐强酸橡胶材料的方法，其特征在于它包括以下步骤：
a、按权利要求1所述原料及重量配比称取各组份；
b、将氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氟橡胶置于密炼机中，在160～170℃条件下，塑炼时间4min～10min；加入聚四氟乙烯粉在160～170℃条件下，塑炼时间4min～6min；加入甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、炭黑、填料、齐聚酯，在155～165℃塑炼6min～8min，停机，翻仓出料，凉至65℃以下使用；
c、在开炼机中加入硫化剂、促进剂、硫化活化剂，在≤65℃条件下，吃料完毕后，打上三角包四遍，在辊距0.5～0.8mm下薄通六遍，下3～4mm厚片，待用。
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