CN100572431C

CN100572431C - 一种改进橡胶气密性的方法

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Publication number: CN100572431C
Application number: CNB2005100692569A
Authority: CN
Inventors: 严晓敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: CN1861669A

Abstract

本发明涉及一种改进橡胶气密性的方法。由于填料与橡胶间界面对材料气密性影响很大，对填料进行改性，减小其和橡胶界面间的空隙可显著改进气密性。方法是将填料浸于一定浓度的改性用橡胶溶液中、迴流搅拌后蒸馏干燥，再将它与橡胶硫化配方混匀后，在压机上加压硫化而成。填料为空心微球、蛭石、云母粉、石墨粉、碳黑、二硫化钼粉及轻质碳酸钙，用作改性的橡胶为丁基橡胶、卤化丁基橡胶、反式-聚异戊二烯及杜仲胶。

Description

一种改进橡胶气密性的方法

高速子午胎的出现，提出了发展在高气压下保持气密性弹性材料的要求。为迎合这一要求，国际上出现了高气密性的丁基橡胶及卤化丁基橡胶序列。然而，由于这种材料的合成技术难度很高，目前国际上只有少数几个国家能生产。我国虽然已引进了这一材料的生产线，但由于产品质量仍未过关，迄今这种材料仍需大量进口，从而要花费大量外汇。如何改变这种局面，在目前情况下，靠自己力量合成出新品种的高气密性橡胶是不可能的。因此如何寻找新思路用新方法对已有的橡胶，比如：将再生丁基橡胶或者普通合成橡胶进行改性，提高气密性，获得既便宜，来源充足又可大规模生产的高气密性材料将是改变这种局面的一条捷径。

本发明就是在此前提下，分析了弹性体内影响气密性的各种微观因素后，提出的制备高气密性弹性体的新方法。

本发明的基本思路是将内胎材料内用量很大的几种填料进行选择，并对它们表面进行处理，改善其与橡胶的相容性，减少两者界面之间的间隙，以达到提高气密性的目的。

这些选用的填料为：云母粉、蛭石、石墨粉、二硫化钼粉、空心微球、轻质碳酸钙、碳黑；用于作填料表面改性剂的材料为丁基橡胶、卤化丁基橡胶、反式-聚异戊二烯及杜仲胶。它们的用量为填料重量的2～10％。处理方法是先将橡胶溶于非极性溶剂中，配成重量分数5％的溶液，按计量将填料加入其中，充分搅拌后，溶剂蒸干回收。

具体方法为：

用填料重量2～10％的气密性橡胶对填料进行表面改性处理，对所述填料表面进行改性用的气密性橡胶为反式-聚异戊二烯、丁基橡胶、卤化丁基橡胶及杜仲胶，处理方法是将选择的填料分别浸于含2～8％改性用气密性橡胶的非极性溶剂中，迴流并充分搅拌均匀后，减压蒸馏充分干燥备用；再用这种改性的填料与要改性的普通橡胶配方混合，加压硫化而成。

对其表面进行改性的填料为空心微球、蛭石、云母粉、石墨粉、二硫化钼粉、碳黑及轻质碳酸钙。

本发明基本配方的组成为：

主组分橡胶100重量份，硫化活性剂ZnO 1～6重量份，MgO1～4重量份，防老剂1～3重量份，软化剂1～2重量份，改性后的填料10～80重量份，树脂1～5重量份，操作油1～5重量份，改性橡胶5～50重量份，促进剂1～2重量份，硫磺1～3重量份。

其中软化剂为硬脂酸；防老剂为A、D、RD、4010或4010NA中的一种或几种；树脂为增粘树脂、古玛龙树脂或酚醛树脂；改性橡胶为反式-聚异戊二烯、丁基橡胶、再生丁基橡胶、卤化丁基橡胶及杜仲胶；促进剂为M、DM、TMTD、CZ、或NORS中的一种或几种。

将基本配方在辊筒上于45～75摄氏度混匀，并在压机上于145～155摄氏度0.3～1Mpa压力下硫化25～35分钟。

实施例1：以再生丁基橡胶为主配方的高气密性弹性体的制备：

配方：再生丁基橡胶100份：ZnO 5份；MgO 2份；硬脂酸1份；表面用5％氯化丁基橡胶处理的空心微球12份：表面用8％氯化丁基橡胶处理的云母粉45份；氯化丁基橡胶18份；古玛龙树脂3份；机油3份；DM 1份；TMTD 1份；硫磺2份。

将上述组份在辊筒上于45摄氏度混匀后，在压机上于145摄氏度加压硫化工30分钟，得1.5毫米厚的样品。

所得样品性能：

透气性：60摄氏度压力差0.7Mpa下极微；

80摄氏度压力差0.7Mpa下100立方厘米/(平方米·24小时)

抗拉强度：7MPa，

断裂伸长率：500％，

残余变形：70％

实施例2：以丁苯橡胶为主配方的高气密性弹性体的制备：

配方：丁苯橡胶100份；ZnO 6份；MgO 2份；硬脂酸3份；40101份；表面用5％氯化丁基橡胶处理的空心微球25份；再生丁基橡胶60份；氯化丁基橡胶24份；古玛龙树脂4份；机油23份；DM 1.2份；TMTD 1.2份：硫磺3份。

将上述组份在辊筒上于65摄氏度混匀后，在压机上于145摄氏度加压硫化30分钟，得1.5毫米厚的样品。

所得样品性能：

透气性：22摄氏度极微

60摄氏度0.7Mpa下100立方厘米/(平方米·24小时)

抗拉强度：8MPa，

断裂伸长率：500％，

残余变形：30％

为体现本发明对橡胶气密性的改进效果，以下从文献引用对比样品的数据加以说明(参考值引自《橡胶制品实用配方大全》化学工业出版社1999年出版)：

例1，配方：丁基橡胶100份；ZaO 5份；硬脂酸1份；通用炉黑70份；环烷油30份DM 0.51份；TMTD 1.5份；硫磺1.5份。

透气性：20摄氏度338立方厘米/(平方米·24小时)

例2，配方：丁基橡胶85份；三元乙丙橡胶15份；ZnO 5份；硬脂酸0.5份：

通用炉黑65份：环烷油25份；增粘树脂3份；TMTD 1.5份：M 0.5；硫磺0.5份。

透气性：20摄氏度600立方厘米/(平方米·24小时)

本方法不但能改善再生丁基橡胶及其它普通合成橡胶的气密性而且也能进一步提高丁基橡胶、卤化丁基橡胶、反式-聚异戊二烯及杜仲胶的气密性。同时使用这种经过改性的填料在混料时还可大大减少粉尘并节省能量。

Claims

1，一种改进再生丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶或顺丁橡胶气密性的方法，其特征在于用填料重量2～10％的气密性橡胶对填料进行表面改性处理，对所述填料表面进行改性用的气密性橡胶为反式-聚异戊二烯、丁基橡胶、卤化丁基橡胶及杜仲胶，处理方法是将选择的填料分别浸于含2～8％改性用气密性橡胶的非极性溶剂中，迴流并充分搅拌均匀后，减压蒸馏充分干燥备用；再用这种改性的填料与要改性的普通橡胶配方混合，加压硫化而成。

2，如权利要求1所述改进再生丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶或顺丁橡胶气密性的方法，其特征在于对其表面进行改性的填料为空心微球、蛭石、云母粉、石墨粉、二硫化钼粉、碳黑及轻质碳酸钙。

3，如权利要求1所述改进再生丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶或顺丁橡胶气密性的方法，其特征在于基本配方的组成为：

4，如权利要求3所述改进再生丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶或顺丁橡胶气密性的方法，其特征在于软化剂为硬脂酸；防老剂为A、D、RD、4010或4010NA中的一种或几种；树脂为增粘树脂；改性橡胶为反式-聚异戊二烯、丁基橡胶、再生丁基橡胶、卤化丁基橡胶及杜仲胶；促进剂为M、DM、TMTD、CZ、或NORS中的一种或几种。

5，如权利要求3所述改进再生丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶或顺丁橡胶气密性的方法，其特征在于软化剂为硬脂酸；防老剂为A、D、RD、4010或4010NA中的一种或几种；树脂为古玛龙树脂或酚醛树脂；改性橡胶为反式-聚异戊二烯、丁基橡胶、再生丁基橡胶、卤化丁基橡胶及杜仲胶；促进剂为M、DM、TMTD、CZ、或NORS中的一种或几种。

6，如权利要求3所述改进再生丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶或顺丁橡胶气密性的方法，其特征在于将基本配方在辊筒上于45～75摄氏度混匀，并在压机上于145～155摄氏度0.3～1Mpa压力下硫化25～35分钟。