CN102952295B - 一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶，其由A、B两部分橡胶胶料等比例混炼而成。本发明配方中硅灰石本身具有优越的耐温性，通过对其进行表面改性，提高硅灰石在聚合物体系中的分散性，从而提高橡胶的耐温性；石墨经包覆改性后表面包覆了更多的有机基团，有利于改善石墨与橡胶间的结合作用，促使形成较多的导热网链，提高胶料的热导率和刚度性能等其他力学性能。本发明生产出来的橡胶具有良好的综合性能，与金属粘结性强；力学性能、耐疲劳性能、耐热、油、老化等性能都较高，适合生产天然橡胶耐热耐臭氧要求高的汽车发动机悬置装置。

Description

一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶

技术领域

本发明涉及一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶，属于橡胶材料领域。

背景技术

汽车发动机悬置是用来隔振振动及提供支承的结构件,其主体性能结构件为橡胶材料成型件,因工作环境为前机舱,工作温度-40℃～60℃,且有臭氧老化损害,从而对橡胶材料的材料性能要求较高。

发明内容：

    本发明的目的是提供为一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶,满足橡胶零部件的耐久疲劳性能及刚度性能。

本发明采用的技术方案：

    一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶其由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：

    天然橡胶 65-80、丁苯胶25-45、半补强炭黑20-30、活性碳酸钙10-20、氧化锌0.4-0.6、氧化钙0.5-1、改性硅灰石2-5、古马隆树脂3-6、氯化石蜡2-4、硬脂酸1-2、菜籽油3-6、硬脂酸铅1-2、硬脂酸钙1-2、硫磺0.5-1、防老剂BLE 0.5-1.5、促进剂DM 0.5-1、抗氧化剂168 0.5-1，

    B胶料：

    天然橡胶 60-70、丁腈胶20-30、改性石墨15-20、钛白粉 10-15、氧化锌0.2-0.4、氧化镁 0.5-0.8、邻苯二甲酸二丁脂4-8、烟片胶2-5、莱茵蜡2-4、硬脂酸1-2、菜籽油2-5、硬脂酸钡2-3、硫磺0.4-0.6、促进剂TMTD 0.2-0.5、防老剂ODA 0.5-1、抗氧化剂1010 0.5-1。

    所述的改性硅灰石由下列方法制得：将硅灰石加入高速搅拌机中，启动搅拌并加热升温，待温度达到80-90℃时，加入2-3%的钛酸酯偶联剂NDZ-105、1-2%硅烷偶联剂KR-792和1-2%的硬脂酸，高速搅拌10-20min，取出烘干、粉碎、研磨成200-300目粉末即可。

    所述的改性石墨由下列方法制得：取下列重量份的原料：50-60份甲基丙烯酸甲酯、30-40份丙烯酸丁酯、10-15份二乙二醇双丙烯酸酯、2-4份丙烯酸、60-80份石墨、1-2份乳化剂OP-10、0.2-0.5份K₂S₂O₈，按上述配比将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、二乙二醇双丙烯酸酯、丙烯酸、石墨和乳化剂OP-10加入到反应釜中，再加入适量的水，以200-30r/min转速搅拌乳化均匀，升温至75-80℃，加入K₂S₂O₈，温度保持在80-90℃，反应2-3小时，冷却抽滤，真空干燥即可。

    所述的耐臭氧耐热型天然混合橡胶的制备方法，包括以下步骤：

    A胶料：

    （1）捏炼：启动捏炼机，将天然橡胶和丁苯胶投入捏炼机中进行捏炼，15-25 min后，至两种胶充分融合，当温度达到105-115℃，开始排料，排料后停放冷却22-25 分钟；

    （2）混炼：将上述冷却后的捏炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂BLE、古马隆树脂、活性碳酸钙、氯化石蜡，混炼3-4 min后，加入氧化锌、氧化钙继续混炼2-3min后，再将半补强炭黑、改性硅灰石加入其中混炼5-6min，再加菜籽油、硬脂酸铅、硬脂酸钙充分混炼3-4min后，当温度达到85-90℃时，开始排料，排料后停放冷却22-25分钟；

    （3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，将硫磺、促进剂DM、抗氧化剂168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℃；

    B胶料：

    （1）捏炼：启动捏炼机，将天然橡胶和丁腈胶投入捏炼机中进行捏炼，15-25 min后，至两种胶充分融合，当温度达到110-120℃，开始排料，排料后停放冷却22-25 分钟；

    （2）混炼：将上述冷却后的捏炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂ODA、邻苯二甲酸二丁脂、烟片胶、钛白粉、莱茵蜡，混炼3-4 min后，加入氧化锌、氧化镁继续混炼2-3min后，再将改性石墨加入其中混炼4-5min，再加菜籽油、硬脂酸钡充分混炼3-4min后，当温度达到80-85℃时，开始排料，排料后停放冷却22-25分钟；

    （3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，将硫磺、促进剂TMTD、抗氧化剂1010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材料。

本发明的有益效果：

本发明配方中硅灰石本身具有优越的耐温性，通过对其进行表面改性，提高硅灰石在聚合物体系中的分散性，从而提高橡胶的耐温性；石墨经包覆改性后表面包覆了更多的有机基团，有利于改善石墨与橡胶间的结合作用，促使形成较多的导热网链，提高胶料的热导率和刚度性能等其他力学性能。本发明生产出来的橡胶具有良好的综合性能，与金属粘结性强；力学性能、耐疲劳性能、耐热、油、老化等性能都较高，适合生产天然橡胶耐热耐臭氧要求高的汽车发动机悬置装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例

    一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶其由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：

    天然橡胶78份、丁苯胶36份、半补强炭黑25份、活性碳酸钙15份、氧化锌0.5份、氧化钙0.8份、改性硅灰石5份、古马隆树脂4份、氯化石蜡3份、硬脂酸1.5份、菜籽油4份、硬脂酸铅1份、硬脂酸钙2份、硫磺0.8份、防老剂BLE 1份、促进剂DM 0.8份、抗氧化剂168 0.8份，

    B胶料：

    天然橡胶65份、丁腈胶24份、改性石墨18份、钛白粉 12份、氧化锌0.3份、氧化镁 0.8份、邻苯二甲酸二丁脂5份、烟片胶4份、莱茵蜡3份、硬脂酸1份、菜籽油3份、硬脂酸钡2.5份、硫磺0.5份、促进剂TMTD0.3份、防老剂ODA 0.6份、抗氧化剂1010 0.5份。

    所述的改性硅灰石由下列方法制得：将硅灰石加入高速搅拌机中，启动搅拌并加热升温，待温度达到85℃时，加入3%的钛酸酯偶联剂NDZ-105、2%硅烷偶联剂KR-792和2%的硬脂酸，高速搅拌20min，取出烘干、粉碎、研磨成200目粉末即可。

    所述的改性石墨由下列方法制得：取下列重量份的原料：55份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸丁酯、12份二乙二醇双丙烯酸酯、3份丙烯酸、70份石墨、-1.5份乳化剂OP-10、0.3份K₂S₂O₈，按上述配比将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、二乙二醇双丙烯酸酯、丙烯酸、石墨和乳化剂OP-10加入到反应釜中，再加入适量的水，以300r/min转速搅拌乳化均匀，升温至78℃，加入K₂S₂O₈，温度保持在85℃，反应3小时，冷却抽滤，真空干燥即可。

    一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶的制备方法，包括以下步骤：

    A胶料：

    （1）捏炼：启动捏炼机，将天然橡胶和丁苯胶投入捏炼机中进行捏炼，20 min后，至两种胶充分融合，当温度达到108℃，开始排料，排料后停放冷却25 分钟；

    （2）混炼：将上述冷却后的捏炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂BLE、古马隆树脂、活性碳酸钙、氯化石蜡，混炼4 min后，加入氧化锌、氧化钙继续混炼3min后，再将半补强炭黑、改性硅灰石加入其中混炼5min，再加菜籽油、硬脂酸铅、硬脂酸钙充分混炼4min后，当温度达到85℃时，开始排料，排料后停放冷却25分钟；

    （3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，将硫磺、促进剂DM、抗氧化剂168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℃；

    B胶料：

    （1）捏炼：启动捏炼机，将天然橡胶和丁腈胶投入捏炼机中进行捏炼，25 min后，至两种胶充分融合，当温度达到115℃，开始排料，排料后停放冷却25 分钟；

    （2）混炼：将上述冷却后的捏炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂ODA、邻苯二甲酸二丁脂、烟片胶、钛白粉、莱茵蜡，混炼4 min后，加入氧化锌、氧化镁继续混炼3min后，再将改性石墨加入其中混炼5min，再加菜籽油、硬脂酸钡充分混炼3min后，当温度达到80℃时，开始排料，排料后停放冷却25分钟；

    （3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，将硫磺、促进剂TMTD、抗氧化剂1010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 胶料等比例混合后，加入到开炼机中，再次进行混炼，薄通8遍，即可制的本发明的橡胶材料。

用本发明的耐臭氧耐热型天然混合橡胶橡胶料制成的汽车发动机悬置与普通汽车发动机悬置的物理性能对比如下表1。

表1

项目	普通橡胶	本发明橡胶
			拉伸强度（MPa）	25.64	30.15
冲击强度纵向（KJ/㎡ ）	8.36	9.83
			冲击强度横向（KJ/㎡ ）	5.16	6.21
维卡软化点（℃）	168	194
			纵向尺寸变化率（％）	52	43

用本发明的耐臭氧耐热型天然混合橡胶橡胶料制成的汽车发动机悬置在臭氧浓度为50PPM，环境温度为40℃，拉伸20%（GB/T 7762),至少600小时不出现龟裂。

Claims (2)

1.一种耐臭氧耐热型天然混合橡胶，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：

天然橡胶 65-80、丁苯胶25-45、半补强炭黑20-30、活性碳酸钙10-20、氧化锌0.4-0.6、氧化钙0.5-1、改性硅灰石2-5、古马隆树脂3-6、氯化石蜡2-4、硬脂酸1-2、菜籽油3-6、硬脂酸铅1-2、硬脂酸钙1-2、硫磺0.5-1、防老剂BLE 0.5-1.5、促进剂DM 0.5-1、抗氧化剂168 0.5-1，

B胶料：

天然橡胶 60-70、丁腈胶20-30、改性石墨15-20、钛白粉 10-15、氧化锌0.2-0.4、氧化镁 0.5-0.8、邻苯二甲酸二丁脂4-8、烟片胶2-5、莱茵蜡2-4、硬脂酸1-2、菜籽油2-5、硬脂酸钡2-3、硫磺0.4-0.6、促进剂TMTD 0.2-0.5、防老剂ODA 0.5-1、抗氧化剂1010 0.5-1；

所述的改性石墨由下列方法制得：取下列重量份的原料：50-60份甲基丙烯酸甲酯、30-40份丙烯酸丁酯、10-15份二乙二醇双丙烯酸酯、2-4份丙烯酸、60-80份石墨、1-2份乳化剂OP-10、0.2-0.5份K₂S₂O₈，按上述配比将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、二乙二醇双丙烯酸酯、丙烯酸、石墨和乳化剂OP-10加入到反应釜中，再加入适量的水，以200-300r/min转速搅拌乳化均匀，升温至75-80℃，加入K₂S₂O₈，温度保持在80-90℃，反应2-3小时，冷却抽滤，真空干燥即可；

所述的改性硅灰石由下列方法制得：将硅灰石加入高速搅拌机中，启动搅拌并加热升温，待温度达到80-90℃时，加入2-3%的钛酸酯偶联剂NDZ-105、1-2%硅烷偶联剂KH-792和1-2%的硬脂酸，高速搅拌10-20min，取出烘干、粉碎、研磨成200-300目粉末即可。

2.一种如权利要求1所述的耐臭氧耐热型天然混合橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A胶料：

（1）捏炼：启动捏炼机，将天然橡胶和丁苯胶投入捏炼机中进行捏炼，15-25 min后，至两种胶充分融合，当温度达到105-115℃，开始排料，排料后停放冷却22-25分钟；

（2）混炼：将上述冷却后的捏炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂BLE、古马隆树脂、活性碳酸钙、氯化石蜡，混炼3-4 min后，加入氧化锌、氧化钙继续混炼2-3min后，再将半补强炭黑、改性硅灰石加入其中混炼5-6min，再加菜籽油、硬脂酸铅、硬脂酸钙充分混炼3-4min后，当温度达到85-90℃时，开始排料，排料后停放冷却22-25分钟；

（3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，将硫磺、促进剂DM、抗氧化剂168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℃；

B胶料：

（1）捏炼：启动捏炼机，将天然橡胶和丁腈胶投入捏炼机中进行捏炼，15-25 min后，至两种胶充分融合，当温度达到110-120℃，开始排料，排料后停放冷却22-25 分钟；

（2）混炼：将上述冷却后的捏炼胶加入到密炼机中，再加入硬脂酸、防老剂ODA、邻苯二甲酸二丁脂、烟片胶、钛白粉、莱茵蜡，混炼3-4 min后，加入氧化锌、氧化镁继续混炼2-3min后，再将改性石墨加入其中混炼4-5min，再加菜籽油、硬脂酸钡充分混炼3-4min后，当温度达到80-85℃时，开始排料，排料后停放冷却22-25分钟；

（3）硫化体系添加：将上述混炼料投入开炼机中，将硫磺、促进剂TMTD、抗氧化剂1010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，即可制得。