CN101698732B - 耐酸、抗老化橡胶材料组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸、抗老化橡胶材料组合物及其制备方法，所述组合物包括以下重量份的原料：氯化聚乙烯100份，氧化铅10～15份，稳定剂2～5份，硫化剂2.5～5份，助硫化剂1.5～3份，石蜡1～3份，滑石粉10～40份，硫酸钡20～80份，炭黑10～50份，氯化石蜡52#10～25份。将原料顺序投入密炼机中，温度110～130℃炼胶5～10分钟，再在开炼机上返胶混炼3～5分钟，将混炼后的中间料重新加入到密炼机内，加入硫化剂，100～120℃下混炼1分钟，之后在开炼机上返胶混炼3～5分钟，压成成品。本发明的组合物具有良好的抗老化和耐酸性能，适用于制造化工行业中在酸性条件下工作的胶垫，密封圈等。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶制品技术领域，具体涉及一种抗老化以及耐酸的橡胶材料组合物及其制备方法。
背景技术
在工业生产中，管道连接一般是通过法兰连接，法兰间加橡胶垫做密封，还有一些容器、设备等都使用橡胶垫圈做密封垫圈，这些橡胶垫、密封垫圈多数是用天然橡胶、丁苯橡胶等加工而成，这些普通胶垫材料一般耐温性能差、耐臭氧老化性能差，也不耐酸，因此很容易老化、被腐蚀，尤其是在酸性介质中。而在化工行业，通过管道运输酸及酸性物料，以及利用容器、设备储存、使用酸性物料的情况又比较普遍，这样在检修更换不及时的情况下，密封垫圈很容易因为腐蚀老化导致密封不严，造成物料的跑冒滴漏现象，不仅浪费原材物料还会腐蚀设备，严重时甚至会造成停车。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种耐酸、抗老化橡胶材料组合物，使用这种组合物生产的橡胶制品具有良好的抗老化和耐酸性能。
本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种具有耐酸、抗老化性能的橡胶材料组合物的制备方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
耐酸、抗老化橡胶材料组合物，所述组合物包括以下组分：
氯化聚乙烯 100重量份，
氧化铅 10～15重量份，
稳定剂 2～5重量份，
硫化剂 2.5～5重量份，
助硫化剂 1.5～3重量份。
石蜡 1～3重量份，
滑石粉 10～40重量份，
硫酸钡 20～80重量份，
炭黑 10～50重量份，
氯化石蜡52# 10～25重量份。
所述的氯化聚乙烯为CPE135B。
所述的稳定剂为防老剂RD、抗氧剂BLE、抗氧剂1076、三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和硬脂酸铅中的一种或一种以上的组合物。
所述的硫化剂选自过氧化二异丙苯、1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷，其中优选的是过氧化二异丙苯或1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯。
所述的助硫化剂选自三烯丙基异三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
耐酸、抗老化橡胶材料组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按如下重量份准备各原料组分：氯化聚乙烯100份，氧化铅10～15份，稳定剂2～5份，硫化剂2.5～5份，助硫化剂1.5～3份，石蜡1～3份，滑石粉10～40份，硫酸钡20～80份，炭黑10～50份，氯化石蜡52#10～25份；
(2)将准备好的原料组分按以下顺序投入到密炼机中：氯化聚乙烯、稳定剂、氧化铅、石蜡、滑石粉、炭黑、助硫化剂、硫酸钡、氯化石蜡52#，将以上原料在密炼机中炼胶5～10分钟，保持密炼温度为110～130℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼3～5分钟，然后在压片机上压成适合加工的连续片状中间料；
(3)将步骤(2)中得到的片状中间料重新加入到密炼机内，加入硫化剂、后，混炼1分钟，混炼温度为100～120℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼3～5分钟，然后在压片机上压成成品。
所述的氯化聚乙烯为CPE135B。
所述的稳定剂为防老剂RD、抗氧剂BLE、抗氧剂1076、三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和硬脂酸铅中的一种或一种以上的组合物。
所述的硫化剂选自过氧化二异丙苯、1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷，其中优选的是过氧化二异丙苯或1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯。
所述的助硫化剂选自三烯丙基异三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的耐酸、抗老化橡胶材料组合物，具有良好的抗老化和耐酸性能，用于加工制作橡胶制品，尤其是设备容器的密封垫圈，替代目前普通使用的橡胶垫圈，使用寿命可延长一年以上，适用于化工行业，尤其是在酸性条件下工作的胶垫或密封圈。
本发明耐酸、抗老化橡胶材料组合物的耐老化和耐酸性能指标：
1、热老化性能：在135±2℃热老化箱实验168h后：拉伸强度保留率≥100％，伸长率保留率≥95％；
2、耐臭氧老化性能：浓度0.0250.03％的臭氧中，在25℃保持30h，无裂纹现象；
3、耐酸试验参数：50％醋酸溶液，70℃，浸泡7天，体积变化率≤7％
25％盐酸溶液，70℃，浸泡7天，体积变化率≤5％
60％硝酸溶液，50℃，浸泡7天，体积变化率≤4％
70％硫酸溶液，100℃，浸泡7天，体积变化率≤6％
25％铬酸溶液，80℃，浸泡7天，体积变化率≤1％。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
(1)准备以下原料：CPE135B 50公斤、防老剂RD 1.0公斤、过氧化二异丙苯1.5公斤、氧化铅6公斤、石蜡1公斤、滑石粉5公斤、炭黑12公斤、硫酸钡25公斤、三烯丙基异三聚氰酸酯1公斤、氯化石蜡52#8公斤。
(2)将准备好的各原料组分按以下顺序投入到密炼机中：氯化聚乙烯、防老剂RD、氧化铅、石蜡、滑石粉、炭黑、硫酸钡、三烯丙基异三聚氰酸酯、氯化石蜡52#，将以上原料在密炼机中炼胶5分钟，保持密炼温度为120℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼3分钟，然后在压片机上压成适合加工的连续片状中间料。
(3)将步骤(2)中得到的片状中间料重新加入到密炼机内，加入过氧化二异丙苯后混炼1分钟，混炼温度为100℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼3分钟，然后在压片机上压成成品橡胶片。
实施例2
(1)准备以下原料：CPE135B100公斤、抗氧剂BLE 2公斤、1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯3公斤、氧化铅10公斤、石蜡1公斤、滑石粉40公斤、炭黑50公斤、硫酸钡40公斤、三聚氰酸三烯丙酯3公斤、氯化石蜡52#12公斤。
(2)将准备好的各原料按以下顺序投入到密炼机中：氯化聚乙烯、抗氧剂BLE、氧化铅、石蜡、滑石粉、炭黑、硫酸钡、三聚氰酸三烯丙酯、氯化石蜡52#，将以上原料在密炼机中炼胶8分钟，保持密炼温度为120℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼4分钟，然后在压片机上压成适合加工的连续片状中间料。
(3)将步骤(2)中得到的片状中间料重新加入到密炼机内，加入1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯后混炼1分钟，混炼温度为110℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼4分钟，然后在压片机上压成成品橡胶片。
实施例3
(1)准备以下原料：CPE135B100公斤、抗氧剂1076与三盐基硫酸铅的混合物(混合比例为1∶3)4.5公斤、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷4公斤、氧化铅14公斤、石蜡3公斤、滑石粉20公斤、炭黑10公斤、硫酸钡80公斤、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1.5公斤、氯化石蜡52#24公斤。
(2)将准备好的各原料按以下顺序投入到密炼机中：氯化聚乙烯、抗氧剂1076与三盐基硫酸铅的混合物、氧化铅、石蜡、滑石粉、炭黑、硫酸钡、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、氯化石蜡52#，将以上原料在密炼机中炼胶10分钟，保持密炼温度为110℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼5分钟，然后在压片机上压成适合加工的连续片状中间料。
(3)将步骤(2)中得到的片状中间料重新加入到密炼机内，加入2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷后混炼1分钟，混炼温度为100℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼5分钟，然后在压片机上压成成品橡胶片。
本发明的主要原材料氯化聚乙烯是一种饱和橡胶，无毒无味，具有优良的耐热氧化、臭氧老化、耐酸碱和耐化学药品性能。本发明氯化聚乙烯优先选择CPE135B，CPE135B为无规结构的饱和性弹性体，几乎无结晶，它具有较低的塑化温度及门尼粘度，加工性能优良，从而赋予制品优异的耐候性、耐屈挠性，以及耐酸和耐老化性能。
本发明中使用的稳定剂：防老剂RD、抗氧剂BLE和抗氧剂1076均为市售助剂产品。
根据加工耐酸胶垫、密封圈的规格型号，选择适当的模具，使用平板硫化机硫化，把氯化聚乙烯耐酸胶垫材料加工成适合工业生产的各种胶垫、密封圈等。一般硫化温度控制在160-180℃之间，硫化时间在3-10分钟左右。
本发明的耐酸、抗老化橡胶材料组合物，用于加工制作密封垫圈，替代目前使用的普通橡胶垫圈，尤其是在酸性条件下工作的胶垫或密封圈，还可用于制作其它在酸性条件下工作的衬胶以及胶辊等，能延长橡胶制品的使用寿命。
Claims (8)
1.耐酸、抗老化橡胶材料组合物，其特征在于所述组合物包括以下组分：
氯化聚乙烯 100重量份，
氧化铅 10～15重量份，
稳定剂 2～5重量份，
硫化剂 2.5～5重量份，
助硫化剂 1.5～3重量份，
石蜡 1～3重量份，
滑石粉 10～40重量份，
硫酸钡 20～80重量份，
炭黑 10～50重量份，
氯化石蜡52# 10～25重量份。
2.根据权利要求1所述的耐酸、抗老化橡胶材料组合物，其特征在于：所述的氯化聚乙烯为CPE135B。
3.根据权利要求1所述的耐酸、抗老化橡胶材料组合物，其特征在于：所述的稳定剂为防老剂RD、抗氧剂BLE、抗氧剂1076、三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和硬脂酸铅中的一种或一种以上的组合物。
4.根据权利要求1所述的耐酸、抗老化橡胶材料组合物，其特征在于：所述的硫化剂选自过氧化二异丙苯、1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷；所述的助硫化剂选自三烯丙基异三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
5.耐酸、抗老化橡胶材料组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按如下重量份准备各原料组分：氯化聚乙烯100份，氧化铅10～15份，稳定剂2～5份，硫化剂2.5～5份，助硫化剂1.5～3份，石蜡1～3份，滑石粉10～40份，硫酸钡20～80份，炭黑10～50份，氯化石蜡52#10～25份；
(2)将准备好的原料组分按以下顺序投入到密炼机中：氯化聚乙烯、稳定剂、氧化铅、石蜡、滑石粉、炭黑、助硫化剂、硫酸钡、氯化石蜡52#，将以上原料在密炼机中炼胶5～10分钟，保持密炼温度为110～130℃，密炼出料后 再在开炼机上返胶混炼3～5分钟，然后在压片机上压成适合加工的连续片状中间料；
(3)将步骤(2)中得到的片状中间料重新加入到密炼机内，加入硫化剂后，混炼1分钟，混炼温度为100～120℃，密炼出料后再在开炼机上返胶混炼3～5分钟，然后在压片机上压成成品。
6.根据权利要求5所述的耐酸、抗老化橡胶材料组合物的制备方法，其特征在于：所述的氯化聚乙烯为CPE135B。
7.根据权利要求5所述的耐酸、抗老化橡胶材料组合物的制备方法，其特征在于：所述的稳定剂为防老剂RD、抗氧剂BLE、抗氧剂1076、三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅和硬脂酸铅中的一种或一种以上的组合物。
8.根据权利要求5所述的耐酸、抗老化橡胶材料组合物的制备方法，其特征在于：所述的硫化剂选自过氧化二异丙苯、1，4双(叔丁基过氧乙丙基)苯或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷；所述的助硫化剂选自三烯丙基异三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
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