CN101041730A - 新型水下吸声橡胶制品及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型水下吸声橡胶制品及制备方法。涉及水下吸声橡胶制品及制备方法。当声音频率在2～80KHz时，吸声系数达到99％，长期浸泡在水中仍保持水质清洁。各组份为合成橡胶100份，氧化锌1－10份，硬脂酸1－5份，防老剂264 0.5－2份，高耐磨炭黑N330 30－45份，轻质碳酸钙0－90份，滑石粉0－50份，芳烃油1－30份，环烷油0－20份，石蜡1－10份，HY－2056树脂15－40份，Na220－3份，DM0－5份；云母粉50－100份，100目的蛭石粉8－15份，20目的蛭石粉8－15份。按照合成胶塑炼；配合剂的顺序加料混炼；冷却后加入硫化剂、促进剂混炼均匀；辊距8mm，≥65℃时，快速加入20目蛭石粉，下片后硫化成型。适用于各种形状和规格的水下吸声橡胶制品。
Description
技术领域：
本发明涉及一种水下吸声橡胶制品及制备方法。特别是一种新型水下吸声橡胶制品及制备方法。
背景技术：
消声水池是在实验室内创建的自由声场，它可以模拟海洋环境，对水声仪器进行鉴定、校正以及进行声导航试验，是研究与发展水声科学以及水声测试仪器生产必不可少的设备之一。而水下吸声橡胶制品是消声水池的敷设材料，其特殊的水下吸声性能使消声水池类似于消声室，是消声水池中的主要部件。
由于水下吸声橡胶制品长期浸泡在消声水池中，因此，应具有长期浸泡在消声水池中工作时，该消声水池的吸声系数稳定不变、水质稳定清洁的特性，而且还应满足橡胶制品本身的物理和化学性能稳定的要求。
目前，国内一些消声水池敷设的水下吸声橡胶制品多采用表1中所列传统配方。
表1
| 配方组分 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 |
| 丁基胶301#丁基胶268#轻质碳酸钙高耐磨炭黑N330云母(100目)芳烃油四川槽黑蛭石粉癸二酸二辛酯 | 100-43.5---305015 | 100--30---1015 | 100--357525-21- | -100-357510-11- |
| 磷苯二甲酸二丁酯滑石粉氧化锌防老D硬脂酸TMTDS石蜡对醌二肟DM溴化酚醛树脂总计 | --511.522----250 | -83.5511.522----250 | --2.5-4--624-274.5 | 105-40.5-----10260.5 |
其中，比较例1和比较例2的配方为硫磺硫化体系；含有硫磺类促进剂TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)和S(硫磺)，由于硫的存在致使该配方制成的橡胶制品在消声水池中长期浸泡后，消声水池往往因含硫化物过量而水质发臭。
因此，为解决水中含硫化物的问题，在橡胶制品配方中避免使用硫磺类促进剂；比较例3、比较例4采用了无硫硫化体系；但是，比较例3的配方中，硫化剂采用对醌二肟，以该配方制作的橡胶制品在水中长期浸泡后，浸泡水会变为深褐色。比较例4的配方中，含有溶水成份(邻苯二甲酸二丁酯)，以该配方制作的橡胶制品长期浸水后，橡胶制品会有析出物析出而污染水质。因此，比较例3和比较例4虽然配方组份中没有硫的存在，当经过多年的水中浸泡后，仍然存在水质变色、发臭的缺陷，使消声水池的工作环境变劣。
为保持水质清洁，水池必须定期换水，因此，使用成本加大，工作效率降低。
发明内容：
本发明旨在提供一种新型水下吸声橡胶制品及制备方法。以本发明的制备方法制备的水下吸声橡胶制品用于消声水池时，可以使声学性能在声音频率2～80KHz时，吸声系数达到99％；并且，其低渗出、低挥发的特性，可以使将其长期浸泡在水中时，仍保持水质清洁，无色，无臭味。避免了目前消声水池所敷设的水下吸声橡胶制品使水质变臭变色，污染工作环境，水池必须定期换水的缺陷。
本发明的技术方案：
本发明的组份包括合成橡胶，配合剂，阻尼吸声填料；其中，各组份的重量比是：
(1)合成橡胶：以100份为配方基础，其中：
丁基橡胶 80-100份，
氯丁胶 0-10份，
氯化丁基胶 0-20份；
(2)配合剂：
活性剂 氧化锌 1-10份，
分散剂 硬脂酸 1-5份，
防老剂 防老剂264 0.5-2份，
补强剂 高耐磨炭黑N330 30-45份，
填充剂 轻质碳酸钙 0-90份，
填充剂 滑石粉 0-50份，
增塑剂 芳烃油 1-30份，
增塑剂 环烷油 0-20份，
增塑剂 石蜡 1-10份，
树脂硫化剂 HY-2056树脂 15-40份，
促进剂Na22 0-3份，
促进剂DM 0-5份；
(3)阻尼吸声填料：
云母粉 50-100份，
100目的蛭石粉 8-15份，
20目的蛭石粉 8-15份。
其中；
防老剂264为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚；
HY-2056树脂为溴化对-特辛基苯酚甲醛树脂；
促进剂Na22为1，-2亚乙基硫脲；
促进剂DM为二硫化二苯并噻唑。
制备方法：
1，混炼：
加料顺序：合成胶塑炼后，加入分散剂硬脂酸、活性剂氧化锌、防老剂264，再加入补强剂高耐磨炭黑N330、云母粉、轻质碳酸钙、滑石粉各组分总量的1/2，再加入增塑剂芳烃油、环烷油、石蜡，再加入100目蛭石粉、剩余的补强剂高耐磨炭黑N330、云母粉及轻质碳酸钙及滑石粉，以上组分混炼时间约16分钟，排胶温度为120～140℃。
2，将冷却后的混炼胶在炼胶机上加入硫化剂、促进剂，混炼均匀，薄通四遍下片待用。
3，加入蛭石粉：
将炼胶机辊距放厚8mm，把混炼胶捣炼均匀，使混炼胶升温至≥65℃，将20目的蛭石粉快速加入混炼胶中，捣炼均匀下片。
4，成型：
用花辊成型机或裁剪出半成品；经165℃×35～50分钟，压力5～20MPa硫化成型。
由于本发明加入了具有特殊阻尼吸声特性的填充剂-云母粉、增塑剂-芳烃油，采用特殊的蛭石粉混合工艺等步骤，因此，其制品具有低频吸声特性。经检测，当工作频率在2～80KHz时，吸声系数达99％。
由于本发明以合成橡胶为基料，采用丁基胶或丁基胶与氯丁胶并用或丁基胶与氯化丁胶并用，采用树脂硫化剂HY-2056树脂作为硫化剂，采用Na22和MD作为促进剂，构成无硫硫化体系及无硫促进体系，组分中不含有硫，避免了由于硫的污染使得水质发臭的弊病。由于树脂硫化剂HY-2056树脂有较高软化点(或熔点)，常温下为结晶状，不溶于水，使得制品具有低渗出、低挥发的性能；并且制品致密性好，可以保持消声水池内水质的清洁。
本发明的制品在消声水池中长期使用时，不仅具有良好的水下吸声效果，并且可以保持消声水池水质的清洁，无臭无味，提高了制品使用寿命，改善了水池工作环境。
综上所述，本发明旨在提供一种新型水下吸声橡胶制品及制备方法。以本发明的制备方法制备的水下吸声橡胶制品用于消声水池时，可以使声学性能在工作频率2～80KHz时，吸声系数达到99％；并且，其低渗出、低挥发的特性，可以使将其长期浸泡在水中时，仍保持水质清洁，无色，无臭味。避免了目前消声水池所敷设的水下吸声橡胶制品使水质变臭变色，污染工作环境，水池必须定期换水的缺陷。
具体实施方式：
实施例1；
各组分的重量比为：
(1)合成橡胶：
丁基橡胶(牌号268或301) 1000g 100份，
(2)配合剂：
氧化锌 50g 5份，
硬脂酸 25g 2.5份，
防老剂264 10g 1份，
高耐磨炭黑N330 350g 35份，
芳烃油 250g 25份，
石蜡 60g 6份，
HY-2056树脂 280g 28份，
共计 1025g， 102.5份；
(3)阻尼吸声填料：
100目的蛭石粉 100g 10份，
20目的蛭石粉 110g 11份，
100目的云母 750g 75份，
共计 960g 96份；
总计 2985g 298.5份。
制备方法是：
1，混炼：
混炼采用X(s)N-75型密炼机，加料顺序：合成胶塑炼后，加入分散剂硬脂酸、活性剂氧化锌、防老剂264，再加入补强剂高耐磨炭黑N330、云母粉、轻质碳酸钙、滑石粉各组分总量的1/2，再加入增塑剂芳烃油、环烷油、石蜡，再加入100目蛭石粉、剩余的补强剂高耐磨炭黑N330、云母粉及轻质碳酸钙及滑石粉，以上组分混炼时间约16分钟，排胶温度为120～140℃。
2，将冷却后的混炼胶在炼胶机上加入硫化剂、促进剂，混炼均匀，薄通四遍，下片待用。
3，加入蛭石粉：
将开炼机辊距放厚至8mm，把混炼胶捣炼均匀，使胶料升温至≥65℃，将20目的蛭石粉快速加入混炼胶中，捣炼三遍下片，将蛭石粉快速加入混炼胶中，捣炼三遍下片；
4，成型：用花辊成型机(或裁剪)出半成品。经165℃×35～50分钟，压力5～20MPa硫化成型，制成本发明的产品新型水下吸声橡胶制品。
实施例2；
各组分的重量比：
(1)合成橡胶：基本量100％
丁基胶(牌号268) 900g 90份，
氯丁胶(牌号230) 100g 10份，
共计 1000g 100份；
(2)配合剂：
氧化锌 50g 5份，
硬脂酸 40g 4份，
防老剂(264) 10g 1份，
高耐磨炭黑N330 350g 35份，
芳烃油 150g 15份，
环烷油 100g 10份，
石蜡 60g 6份，
HY-2056树脂 250g 25份，
共计 1010g 101份；
(3)阻尼吸声填料：
云母(100目) 750g 75份，
100目的蛭石粉 100g 10份，
20目的蛭石粉 120g 12份，
共计 970g 97份，
总计 2980g 298份；
采用实施例1的制备方法，制成本实施例的产品新型水下吸声橡胶制品。
实施例3
各组分的重量比：
(1)合成橡胶 基本量100％
丁基胶(牌号268) 900g 90份，
氯化丁基胶(牌号1068) 100g 10份，
共计 1000g 100份，
(2)配合剂：
氧化锌 50g 5份，
硬脂酸 30g 3份，
防老剂(264) 10g 1份，
高耐磨炭黑N330 350g 35份，
滑石粉 100g 10份，
芳烃油 120g 12份，
石蜡 60g 6份，
HY-2056树脂 220g 22份，
促进剂Na22 2g 0.2份，
促进剂DM 2g 0.2份，
共计 944g 94.4份；
(3)阻尼吸声填料：
云母 700g 70份，
100目的蛭石粉 100g 10份，
20目的蛭石粉 100g 10份，
共计 900g 90份；
总计 2844g 284.4份。
采用实施例1的制备方法，制成本实施例的产品新型水下吸声橡胶制品。
实施例4：
各组分的重量比：
(1)合成橡胶：
丁基胶(牌号268) 800g 80份，
氯化丁基胶(牌号1068) 200g 20份，
共计 1000g 100份；
(2)配合剂：
氧化锌 50g 5份，
硬脂酸 30g 3份，
防老剂(264) 10g 1份，
高耐磨炭黑N330 300g 30份，
轻质碳酸钙 100g 10份，
芳烃油 120g 12份，
环烷油 80g 8份，
石蜡 60g 6份，
HY-2056树脂 200g 20份，
促进剂Na22 4.5g 0.45份，
促进剂DM 4.5g 0.45份，
二丁酯 80g 8份，
共计 1039g 103.9份；
(3)阻尼吸声填料：
云母(100目) 700g 70份，
蛭石粉(100目) 100g 10份，
蛭石粉(100目) 105g 10.5份，
共计 905g 90.5份
总计 2944g 294.4份。
采用实施例1的制备方法，制成本实施例的产品新型水下吸声橡胶制品。
以上实施例1-4的配方均适用于各种形状和规格新型水下吸声橡胶制品。
采用本发明方法所制备的新型水下吸声橡胶制品浸水使用13年后，经环境监测站对浸泡本发明的新型水下吸声橡胶制品的2#水池的南口和北口分别取样，进行废水检测，其结果如下：
2#水池的南口和北口取样检测平均值为；
PH值7.415，悬浮物15.5Mg/L，氨氮0.0355 Mg/L，总磷0.01Mg/L，硫化物0.005Mg/L，化学需氧量13Mg/L，挥发酚0.002Mg/L，总大肠菌群6.45×104个/L，石油类0.1Mg/L。
检测结果证明，浸泡本发明的新型水下吸声橡胶制品的2#水池的水质基本无污染。
Claims (6)
1，一种新型水下吸声橡胶制品，包括合成橡胶，配合剂，阻尼吸声填料；其特征在于各组份的重量比是：
(1)合成橡胶：以100份为配方基础，其中：
丁基橡胶 80-100份，
氯丁胶 0-10份，
氯化丁基胶 0-20份；
(2)配合剂：
活性剂 氧化锌 1-10份，
分散剂 硬脂酸 1-5份，
防老剂 防老剂264 0.5-2份，
补强剂 高耐磨炭黑N330 30-45份，
填充剂 轻质碳酸钙 0-90份，
填充剂 滑石粉 0-50份，
增塑剂 芳烃油 1-30份，
增塑剂 环烷油 0-20份，
增塑剂 石蜡 1-10份，
树脂硫化剂 HY-2056树脂 15-40份，
促进剂Na22 0-3份，
促进剂DM 0-5份；
(3)阻尼吸声填料：
云母粉 50-100份，
100目的蛭石粉 8-15份，
20目的蛭石粉 8-15份。
2，根据权利要求1所述新型水下吸声橡胶制品的制备方法，其特征在于
按照以下重量比进行各组份配料：
各组份的重量比是：
(1)合成橡胶：以100份为配方基础，其中：
丁基橡胶 80-100份，
氯丁胶 0-10份，
氯化丁基胶 0-20份；
(2)配合剂：
活性剂 氧化锌 1-10份，
分散剂 硬脂酸 1-5份，
防老剂 防老剂264 0.5-2份，
补强剂 高耐磨炭黑N330 30-45份，
填充剂 轻质碳酸钙 0-90份，
填充剂 滑石粉 0-50份，
增塑剂 芳烃油 1-30份，
增塑剂 环烷油 0-20份，
增塑剂 石蜡 1-10份，
树脂硫化剂 HY-2056树脂 15-40份，
促进剂Na22 0-3份，
促进剂DM 0-5份；
(3)阻尼吸声填料：
云母粉 50-100份，
100目的蛭石粉 8-15份，
20目的蛭石粉 8-15份；
制备方法：
(1)混炼：
将以上各组分按照以下顺序加料混炼：合成胶塑炼后，加入分散剂硬脂酸、活性剂氧化锌、防老剂264，再加入补强剂高耐磨炭黑N330、云母粉、轻质碳酸钙、滑石粉各组分总量的1/2，再加入增塑剂芳烃油、环烷油、石蜡，再加入100目蛭石粉、剩余的补强剂高耐磨炭黑N330、云母粉及轻质碳酸钙及滑石粉，以上组分混炼时间约16分钟，排胶温度为120～140℃；
(2)将冷却后的混炼胶在炼胶机上加入硫化剂、促进剂，混炼均匀，薄通四遍下片待用；
(3)加入蛭石粉：
将炼胶机辊距放厚8mm，把混炼胶捣炼均匀，使混炼胶升温至≥65℃，将20目的蛭石粉快速加入混炼胶中，捣炼均匀下片；
(4)成型：
用花辊成型机或裁剪出半成品；经165℃×35～50分钟，压力5～20MPa硫化成型。
3，根据权利要求1所述一种新型水下吸声橡胶制品，包括合成橡胶，配合剂，阻尼吸声填料；其特征在于各组份的重量比是：
(1)合成橡胶：
丁基橡胶(牌号268或301) 100份，；
(2)配合剂：
氧化锌 5份，
硬脂酸 2.5份，
防老剂264 1份，
高耐磨炭黑N330 35份，
芳烃油 25份，
石蜡 6份，
HY-2056树脂 28份，
共计 102.5份；
(3)阻尼吸声填料：
100目的蛭石粉 10份，
20目的蛭石粉 11份，
100目的云母 75份，
共计 96份；
总计 298.5份。
4，根据权利要求1所述一种新型水下吸声橡胶制品，包括合成橡胶，配合剂，阻尼吸声填料；其特征在于各组份的重量比是：
(1)合成橡胶：基本量100％
丁基胶(牌号268) 90份，
氯丁胶(牌号230) 10份，
共计 100份；
(2)配合剂：
氧化锌 5份，
硬脂酸 4份，
防老剂(264) 1份，
高耐磨炭黑N330 35份，
芳烃油 15份，
环烷油 10份，
石蜡 6份，
HY-2056树脂 25份，
共计 101份；
(3)阻尼吸声填料：
云母(100目) 75份，
100目的蛭石粉 10份，
20目的蛭石粉 12份，
共计 97份，
总计 298份。
5，根据权利要求1所述一种新型水下吸声橡胶制品，包括合成橡胶，配合剂，阻尼吸声填料；其特征在于各组份的重量比是：
(1)合成橡胶 基本量100％
丁基胶(牌号268) 90份，
氯化丁基胶(牌号1068) 10份，
共计 100份，
(2)配合剂：
氧化锌 5份，
硬脂酸 3份，
防老剂(264) 1份，
高耐磨炭黑N330 35份，
滑石粉 10份，
芳烃油 12份，
石蜡 6份，
HY-2056树脂 22份，
促进剂Na22 0.2份，
促进剂DM 0.2份，
共计 94.4份；
(3)阻尼吸声填料：
云母 70份，
100目的蛭石粉 10份，
20目的蛭石粉 10份，
共计 90份；
总计 284.4份。
6，根据权利要求1所述一种新型水下吸声橡胶制品，包括合成橡胶，配合剂，阻尼吸声填料；其特征在于各组份的重量比是：
(1)合成橡胶：
丁基胶(牌号268) 80份，
氯化丁基胶(牌号1068) 20份，
共计 100份；
(2)配合剂：
氧化锌 5份，
硬脂酸 3份，
防老剂(264) 1份，
高耐磨炭黑N330 30份，
轻质碳酸钙 10份，
芳烃油 12份，
环烷油 8份，
石蜡 6份，
HY-2056树脂 20份，
促进剂Na22 0.45份，
促进剂DM 0.45份，
二丁酯 8份，
共计 103.9份；
(3)阻尼吸声填料：
云母(100目) 70份，
蛭石粉(100目) 10份，
蛭石粉(100目) 10.5份，
共计 90.5份，
总计 294.4份。
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Assignee: Tianjin Zhenhai Rubber Technology Development Co., Ltd. Assignor: Tianjin Rubber Industry Institute Contract record no.: 2010120000106 Denomination of invention: Novel underwater sound absorption rubber product and preparation method thereof Granted publication date: 20090812 License type: Exclusive License Open date: 20070926 Record date: 20100820 |
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