CN102367298A - 一种高耐热耐油老化橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种高耐热耐油老化橡胶及其制备方法 Download PDF

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杨建辉
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Abstract

本发明公开了高耐热耐油老化橡胶，其由A、B两部分橡胶胶料等比例混炼而成，A胶料：丁腈胶N4185-95、硫磺0.3-0.5、氧化锌4-6、硬脂酸3-4、防老剂RD1-2、防老剂4010NA1-2、微晶蜡3-4、快压出炭黑N66015-25、高耐磨炭黑N33010-15、二辛酯18-22、硫酸钙25-35、促进剂DM3-4、促进剂TMTD1-2、促进剂TETD1-2，B胶料：丁腈胶N23060-80、氯丁胶CR12120-40、氧化镁0.3-0.6、硬脂酸0.5-3、抗氧剂2246、防老剂RD2-8、防老剂40203-10、防老剂RDA2-8、莱茵蜡3-10、防老剂MB0.5-1.5、防老剂H0.5-1.5、炭黑N33910-20、N660炭黑5-15、菜籽油3-8、二辛酯4-12、氧化钙2-8、纳米氧化锌3-10、防焦剂0.1-0.5、硫磺0.3-1、促进剂CBS0.5-1.5、促进剂Na-220.4-1.5。此橡胶胶料具有良好的耐热耐油老化、耐撕裂、抗动态疲劳性能优异，适合生产汽车橡胶减震产品。

Description

一种高耐热耐油老化橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶硫化领域，具体涉及一种高耐热耐油老化橡胶及其制备方法。
背景技术
高耐热耐油老化橡胶配方的加工过程中各工序工艺要求，材料选用的要求都应严谨，正常天然橡胶老化要求是(70℃×96h)老化系数是0.98，抗拉强度-13％，扯断率-14％，硬度+5sh.A；本发明通过调正配方，用此配方生产出的橡胶品，各项性能都有较大提高，其中老化条件提升到(100℃×70h)抗拉强度为-15％，扯断率为-16％，硬度为+3sh.A。
发明内容
本发明提供了一种高耐热耐油老化橡胶及其制备方法，此橡胶配方生产出的橡胶减震产品具有良好的综合性能，耐热耐油老化、耐撕裂、抗动态疲劳性能优异，与金属粘结性好。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种高耐热耐油老化橡胶，其特征在于其由A、B两部分橡胶胶料等比例混炼而成，其两部分组成原料的重量份为：
A胶料：
丁腈胶N41 85-95、硫磺0.3-0.5、纳米氧化锌4-6、硬脂酸3-4、防老剂RD1-2、防老剂4010NA 1-2、微晶蜡3-4、快压出炭黑N660 15-25、高耐磨炭黑N33010-15、二辛酯18-22、硫酸钙25-35、促进剂DM 3-4、促进剂TMTD 1-2、促进剂TETD 1-2，
B胶料：
丁腈胶N230 60-80、氯丁胶CR121 20-40、氧化镁0.3-0.6、硬脂酸0.5-3、抗氧剂2246、防老剂RD 2-8、防老剂4020 3-10、防老剂RDA 2-8、莱茵蜡3-10、防老剂MB 0.5-1.5、防老剂H 0.5-1.5、炭黑N339 10-20、N660炭黑5-15、菜籽油3-8、二辛酯4-12、氧化钙2-8、纳米氧化锌3-10、防焦剂0.1-0.5、硫磺0.3-1、促进剂CBS 0.5-1.5、促进剂Na-22 0.4-1.5。
所述的高耐热耐油老化橡胶，其特征在于：其由A、B两部分橡胶胶料等比例混炼而成，其两部分组成原料的重量份为：
A胶料：
丁腈胶N41 90硫磺0.4、纳米氧化锌5、硬脂酸2、防老剂RD 1.5、防老剂4010NA 1.5、微晶蜡2、快压出炭黑N660 15、高耐磨炭黑N330 10、二辛酯20、碳酸钙30、促进剂DM 2、促进剂TMTD 1、促进剂TETD1，
B胶料：
丁腈胶N230 70、氯丁胶CR121 30、氧化镁0.4、硬脂酸2、防老剂RD 5、防老剂4020 5、防老剂RDA 3、莱茵蜡8、防老剂MB 0.8、防老剂H 0.9、炭黑N339 15、炭黑N660 8、菜籽油5、二辛酯8、氧化钙7、纳米氧化锌4、防焦剂CTP0.3、硫磺0.5、促进剂CBS 1、促进剂Na-22 0.8。
所述的高耐热耐油老化橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
一、A胶料的制备
(1)塑炼：启动密炼机，将丁腈胶N41投入密炼机中进行塑炼，塑炼15-25分钟后，当温度达到110-120℃，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(2)混炼：将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、防老剂类、微晶蜡，混炼3-4分钟后，加入碳酸钙继续混炼2-3分钟后，再将炭黑类分两次加入其中混炼，先加入2/3炭黑混炼2-3分钟，再加剩余1/3炭黑，翻炼2-3分钟，再加二辛酯充分混炼3-4分钟后，当温度达到85-90℃时，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(3)硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，再将促进剂类等加入混炼胶中，薄通5-7遍即可得到A胶料，开炼机的加工温度≤60℃；
二、B胶料的制备
(1)塑炼：启动密炼机，将天然橡胶和氯丁胶投入密炼机中进行塑炼，15-25分钟后，至两种胶充分融合，当温度达到115-125℃，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(2)混炼：将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂类、莱茵蜡，混炼3-4分钟后，加入氧化钙、氧化镁继续混炼2-3分钟后，再将炭黑分两次加入其中混炼，先加入2/3炭黑混炼2-3分钟，再加剩余1/3炭黑，翻炼2-3分钟，再加菜籽油、二辛酯充分混炼3-4分钟后，当温度达到85-90℃时，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(3)硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，先加入纳米氧化锌、再将硫化剂类、促进剂类、防焦剂类加入混炼胶中，薄通5-7遍即可得到橡胶胶料，开炼机的加工温度≤60℃；
将上述制得的A胶料和B胶料等比例混合后，加入到开炼机中，再次进行混炼，薄通6-8遍，即可制的本发明的橡胶复合材料。
本发明的有益效果：
配方中炭黑和硫化体系选用中超炭黑N339和通用炉黑N660，和常规硫化体系相结合，改善了硫化胶的耐屈挠疲劳和动态疲劳性能。
本发明的混炼胶可以替代要求45度(邵氏)天然橡胶的减震块产品；在类似产品同行使用的胶料老化性能能超高30～150％。采用A、B料混炼，提高其耐油性。具体优点为：
1、深黑色胶料，混炼胶流动性好，易于硫化加工，合格率高；
2、具有良好的综合性能，与金属粘结性强；力学性能、疲劳性能、耐老化等性能都较高，适合生产天然橡胶耐热耐油氧老化要求高的汽车橡胶减震产品。
具体实施方式
实施例中所用的份，均为重量份。
实施例一：
A胶料的制备：
称取丁腈胶N41 90硫磺0.4、纳米氧化锌5、硬脂酸2、防老剂RD 1.5、防老剂4010NA 1.5、微晶蜡2、快压出炭黑N660 15、高耐磨炭黑N330 10、二辛酯20、碳酸钙30、促进剂DM 2、促进剂TMTD1、促进剂TETD1，
(1)塑炼：启动密炼机，将丁腈胶N41投入密炼机中进行塑炼，塑炼15-25分钟后，当温度达到110-120℃，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(2)混炼：将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、防老剂类、微晶蜡，混炼3-4分钟后，加入硫酸钙继续混炼2-3分钟后，再将炭黑类分两次加入其中混炼，先加入2/3炭黑混炼2-3分钟，再加剩余1/3炭黑，翻炼2-3分钟，再加二辛酯充分混炼3-4分钟后，当温度达到110-120℃时，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(3)硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，再将促进剂类等加入混炼胶中，薄通5-7遍即可得到A胶料，开炼机的加工温度≤60℃；
B胶料的制备：
称取丁腈胶N230 70份、氯丁胶CR121 30、氧化镁0.4、硬脂酸2、防老剂RD 5、防老剂40205、防老剂RDA 3、莱茵蜡8、防老剂MB 0.8、防老剂H 0.9、炭黑N339 15、炭黑N660 8、菜籽油5、二辛酯8、氧化钙7、纳米氧化锌4、防焦剂CTP0.3、硫磺0.5、促进剂CBS 1、促进剂Na-22 0.8。
(1)塑炼：启动密炼机，将天然橡胶和氯丁胶投入密炼机中进行塑炼，15-25分钟后，至两种胶充分融合，当温度达到120℃，开始排料，排料后停放冷却23-25小时；
(2)混炼：将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入纳米氧化锌、硬脂酸、防老剂类、莱茵蜡，混炼3-4分钟后，加入氧化钙、氧化镁继续混炼2-3分钟后，再将炭黑分两次加入其中混炼，先加入2/3炭黑混炼3分钟，再加剩余1/3炭黑，翻炼2分钟，再加菜籽油、二辛酯充分混炼4分钟后，当温度达到85℃时，开始排料，排料后停放冷却24小时；
(3)硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，再将硫化剂类、促进剂类、防焦剂类加入混炼胶中，薄通6遍即可得到橡胶胶料，开炼机的加工温度≤60℃。
将上述制得的A胶料和B胶料等重量比例混合后，加入到开炼机中，再次进行混炼，薄通6-8遍，即可制的本发明的橡胶材料。
试验数据
用本发明的高耐热耐油老化橡胶料与普通减震器隔振块所用的胶料物理性能对比如下表1。
表1
Figure BDA0000088714460000041
从表1可以看出用本发明的橡胶胶料硫化出的减震器隔振块产品，综合性能比较好，其中热老化性能比普通减震器隔振块提高很多。耐油性能按照ASTM D471标准进行检测，浸油后的膨胀率为7％。
试验数据
用本发明的高耐热耐油老化橡胶料与普通减震器隔振块所用的胶料物理性能对比如下表2。
表2
Figure BDA0000088714460000051
取一块本发明橡胶块，常温下放入机油中浸泡24小时，擦洗后放置5小时，重量增加不超过7％。具有耐油性。

Claims (3)

1.一种高耐热耐油老化橡胶，其特征在于其由A、B两部分橡胶胶料等比例混炼而成，其两部分组成原料的重量份为：
A胶料：
丁腈胶N41 85-95、硫磺0.3-0.5、纳米氧化锌4-6、硬脂酸3-4、防老剂RD 1-2、防老剂4010NA 1-2、微晶蜡3-4、快压出炭黑N660 15-25、高耐磨炭黑N330 10-15、二辛酯 18-22、硫酸钙25-35、促进剂DM 3-4、促进剂TMTD 1-2、促进剂TETD 1-2，
B胶料：
丁腈胶N230 60-80、氯丁胶CR121 20-40、氧化镁0.3-0.6、硬脂酸0.5-3、抗氧剂2246、防老剂RD 2-8、防老剂4020 3-10、防老剂RDA 2-8、莱茵蜡3-10、防老剂MB 0.5-1.5、防老剂H 0.5-1.5、 炭黑N339 10-20、N660炭黑5-15、菜籽油3-8、二辛酯4-12、氧化钙2-8、纳米氧化锌3-10、防焦剂0.1-0.5、硫磺0.3-1、促进剂CBS 0.5-1.5、促进剂Na-22 0.4-1.5 。
2.根据权利要求1所述的高耐热耐油老化橡胶，其特征在于：其由A、B两部分橡胶胶料等比例混炼而成，其两部分组成原料的重量份为：
A胶料：
丁腈胶N41  90  硫磺0.4、纳米氧化锌5、硬脂酸2、防老剂RD 1.5、防老剂4010NA 1.5、微晶蜡2、快压出炭黑N660 15、高耐磨炭黑N330 10、二辛酯 20、碳酸钙30、促进剂DM 2、促进剂TMTD 1、促进剂TETD1，
B胶料：
丁腈胶N230 70、氯丁胶CR121 30、氧化镁0.4、硬脂酸2、防老剂RD 5、防老剂4020 5、防老剂RDA 3、莱茵蜡8、防老剂MB 0.8、防老剂H 0.9、炭黑N339 15、炭黑N660 8、菜籽油5、二辛酯8、氧化钙7、纳米氧化锌4、防焦剂CTP0.3、硫磺0.5、促进剂CBS 1、促进剂Na-22 0.8 。
3.如权利要求1所述的高耐热耐油老化橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 
一、A胶料的制备
（1）塑炼：启动密炼机，将丁腈胶N41投入密炼机中进行塑炼，塑炼15-25分钟后，当温度达到110-120℃，开始排料，排料后停放冷却23-25小时； 
（2）混炼：将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入氧化锌、硬脂酸、防老剂类、微晶蜡，混炼3-4分钟后，加入碳酸钙继续混炼2-3分钟后， 再将炭黑类分两次加入其中混炼，先加入2/3 炭黑混炼2-3分钟，再加剩余1/3炭黑，翻炼2-3分钟，再加二辛酯充分混炼3-4分钟后，当温度达到85-90℃时，开始排料，排料后停放冷却23-25小时； 
（3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，再将促进剂类等加入混炼胶中，薄通5-7遍即可得到A胶料， 开炼机的加工温度≤60℃； 
二、B胶料的制备
（1）塑炼：启动密炼机，将天然橡胶和氯丁胶投入密炼机中进行塑炼，15-25分钟后，至两种胶充分融合，当温度达到115-125℃，开始排料，排料后停放冷却23-25小时； 
（2）混炼：将上述冷却后的塑炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂类、莱茵蜡，混炼3-4分钟后，加入氧化钙、氧化镁继续混炼2-3分钟后， 再将炭黑分两次加入其中混炼，先加入2/3 炭黑混炼2-3分钟，再加剩余1/3炭黑，翻炼2-3分钟，再加菜籽油、二辛酯充分混炼3-4分钟后，当温度达到85-90℃时，开始排料，排料后停放冷却23-25小时； 
（3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，先加入纳米氧化锌、再将硫化剂类、促进剂类、防焦剂类加入混炼胶中，薄通5-7遍即可得到橡胶胶料， 开炼机的加工温度≤60℃；
将上述制得的A胶料和B胶料等比例混合后，加入到开炼机中，再次进行混炼，薄通6-8遍，即可制的本发明的橡胶复合材料。
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