CN103450517B - 抗剪复合橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗剪复合橡胶材料及其制备方法。该橡胶由天然橡胶加入配合剂橡胶粘合剂RS、硬脂酸、月桂酸、氧化锌、二硫化四甲基秋兰姆、2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、N-苯基-α-萘胺、N-环已基-N′-苯基对苯二胺、气相白炭黑、高定伸半补强炉黑、医用凡士林、六甲氧基甲基蜜胺和硫磺制备而成。本发明抗剪复合橡胶的制备方法，包括以下步骤：1）将天然橡胶破胶后在开炼机上进行塑炼；2）依次加入除医用凡士林、六甲氧基甲基蜜胺、硫磺之外的其他配合剂，在开炼机上混炼均匀；3）再依次加入医用凡士林、六甲氧基甲基蜜胺、硫磺进行混炼并压延出片。本发明制备的抗剪复合橡胶粘合剪切强度、10％形变弹性模量高，硬度低，耐老化、稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种用于柔性接头的抗剪复合橡胶及其制备方法。
背景技术
柔性接头是固体火箭发动机柔性喷管的执行部件，其利用金属的刚性和弹性件的超弹性以实现喷管的可动部分与固定部分间的密封，在喷管中起到运动、密封、载荷传递和推力向量控制的重要作用。柔性接头由若干同心环状球体的弹性件和金属件相互交替地粘接在一起。柔性接头的弹性件采用天然橡胶类材料制作，柔性接头的弹性力矩与弹性件材料的剪切模量成正比，因此需要选用剪切模量尽量低的材料，要求具有抗剪、高弹性能和与金属热硫化良好粘合的性能。
一般天然橡胶类材料与金属热硫化粘合后的剪切强度在0.8～2.2MPa，10％形变弹性模量≤2MPa，固体火箭发动机喷管用柔性接头的工作环境要求橡胶类材料与金属热硫化粘合后的剪切强度≥4.5MPa，10％形变弹性模量≥2MPa。现有天然橡胶特性不满足柔性接头使用要求，存在粘接剪切强度不高的缺点。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术存在的缺点，研制出一种与金属粘合性能优良、10％形变弹性模量高的抗剪复合橡胶材料及其制备方法。该橡胶具有高弹性能，且与金属热硫化粘接能获得高的剪切强度，同时，其制备方法操作简单，可适用于大规模生产。
为实现上述发明目的，本发明的抗剪复合橡胶由天然橡胶为主体，加入配合剂制备而成，其中，所述天然橡胶按质量为100重量份计时，所述配合剂包括：质量为2～2.5重量份的橡胶粘合剂RS、质量为0.6～0.9重量份的硬脂酸、质量为1.2～1.6重量份的月桂酸、质量为3.2～4重量份的氧化锌、质量为0.28～0.8重量份的二硫化四甲基秋兰姆、质量为1.8～2.0重量份的2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、质量为2～3重量份的N-苯基-α-萘胺、质量为1.5～2.0重量份的N-环已基-N′-苯基对苯二胺、质量为10～12重量份的气相白炭黑、质量为6～9重量份的高定伸半补强炉黑、质量为2.5～3重量份的医用凡士林、质量为1.5～2重量份的六甲氧基甲基蜜胺和质量为0.65～0.85重量份的硫磺。
进一步地，所述天然橡胶按质量为100重量份计时，所述配合剂包括：质量为2～2.3重量份的橡胶粘合剂RS、质量为0.7～0.9重量份的硬脂酸、质量为1.2～1.5重量份的月桂酸、质量为3.2～3.8重量份的氧化锌、质量为0.28～0.6重量份的二硫化四甲基秋兰姆、质量为1.8～2.0重量份的2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、质量为2～2.5重量份N-苯基-α-萘胺、质量为1.5～1.8重量份的N-环已基-N′-苯基对苯二胺、质量为10～12重量份的气相白炭黑、质量为6～8重量份的高定伸半补强炉黑、质量为2.5～2.8重量份的医用凡士林、质量为1.5～1.8重量份的六甲氧基甲基蜜胺和质量为0.65～0.8重量份的硫磺。
本发明抗剪复合橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1）按照上述配比准备主要材料天然橡胶和配合剂各组分；然后将天然橡胶破胶后在开炼机上进行塑炼；
2）向塑炼胶中依次加橡胶粘合剂RS、硬脂酸、月桂酸、氧化锌、二硫化四甲基秋兰姆、2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、N-苯基-α-萘胺、N-环已基-N′-苯基对苯二胺、气相白炭黑、高定伸半补强炉黑，在开炼机上进行混炼均匀；
3）向混炼胶中依次加入医用凡士林、六甲氧基甲基蜜胺、硫磺进行混炼并压延出片。
进一步地，所述步骤1）中，塑炼时开炼机辊温为30～45℃。
进一步地，所述步骤2）、步骤3）中，混炼时开炼机辊温为40～50℃。本发明的抗剪复合橡胶，采用天然橡胶为主体材料，天然橡胶具有良好的弹性，但没有粘合性能，加入配合剂后能有效提高橡胶制品的粘合性能和10％形变弹性模量。
配合剂中的橡胶粘合剂RS能增进橡胶的粘合性能，增塑剂硬脂酸、月桂酸使橡胶料软化便于加工，能将橡胶分子分开，从而降低其玻璃化转变温度、未硫化胶熔融粘度和硫化胶硬度，在混炼初期加入。
配合剂中的活性剂氧化锌同二硫化四甲基秋兰姆、2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑配合使用增加促进剂的活性，减少促进剂用量和缩短橡胶硫化时间，需同硫化剂分开投料，以免发生焦烧。
配合剂中的防老剂N-苯基-α-萘胺、N-环已基-N′-苯基对苯二胺，有防止胶凝的作用，一般分散快，常在混炼初期较前顺序中加入。
气相白碳黑（SiO2）为补强填充剂，用量较大，能改善橡胶的力学性能，与软化剂医用凡士林、粘合剂六甲氧基甲基蜜胺分开投料，以防炭黑结团。
硫磺为硫化剂，硫磺融点较低，100℃以上即发生液化结团，难以分散。硫磺一般在混炼最后阶段加入，并要求操作迅速完成。
在制备时，先对天然橡胶进行塑炼的目的是使其满足混炼胶工艺性能和制品性能对橡胶可塑度的要求，然后再进行混炼，混炼初期加入橡胶粘合剂RS，混炼后期加入粘合剂六甲氧基甲基蜜胺可以有效地提高橡胶与金属的粘合性能；气相白碳黑与高定伸半补强炉黑并用，提高橡胶的力学性能，如拉伸强度、撕裂强度、定伸应力，且胶料加工性能好，硬度低，高弹性。
实践证明，利用本发明的抗剪复合橡胶与表面涂覆粘合剂的金属硫化后制作的柔性接头，其粘合剪切强度、10％形变弹性模量满足设计要求，且硬度低，耐老化、在储存期10年内性能和结构保持稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的抗剪复合橡胶及其制备方法做进一步地说明。
本具体实施方式的抗剪复合橡胶由天然橡胶为主体，加入配合剂制备而成，其中，天然橡胶为烟片胶。
实施例1
本实施例中，天然橡胶的质量为100重量份，配合剂中各组分及质量分别如下：
1）橡胶粘合剂RS：2.5重量份；
2）硬脂酸（C18H36O2）：0.6重量份；
3）月桂酸：1.2重量份；
4）氧化锌：3.2重量份；
5）二硫化四甲基秋兰姆：0.28重量份；
6）2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑：1.8重量份；
7）N-苯基-α-萘胺：2重量份；
8）N-环已基-N′-苯基对苯二胺：1.5重量份；
9）气相白炭黑：10重量份；
10）高定伸半补强炉黑：6重量份；
11）医用凡士林：2.5重量份；
12）六甲氧基甲基蜜胺：1.5重量份；
13）硫磺：0.65重量份；
将上述材料制备成抗剪复合橡胶的制备方法依次包括以下步骤：
1）塑炼：将破胶后的天然橡胶在开炼机上先以1～2mm的小辊距通过2～3次后，将胶片扭转90°重新投入辊隙内，往复5次以上，每段不超过20min，控制辊温在30～45℃；塑炼后停放4h方可进入混炼。
2）将开炼机辊距调至2～3mm，将塑炼胶投入开炼机两辊缝隙中滚压1～2min，后依次加入间苯二酚、硬脂酸、月桂酸、氧化锌、二硫化四甲基秋兰姆、2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、N-苯基-α-萘胺、N-环已基-N′-苯基对苯二胺、气相白炭黑、高定伸半补强炉黑，每段加料后打三角包通过，控制辊温在40～50℃。
3）向混炼胶中依次加入医用凡士林、六甲氧基甲基蜜胺、硫磺进行混炼，每段加料后打三角包通过，压延试样用胶片，待试样各检测数据合格后，根据柔性接头弹性件胶片厚度要求压延出片，控制辊温在40～50℃。
实施例2
本实施例中，除高定伸半补强炉黑为8重量份外，其他与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，除六甲氧基甲基蜜胺为2重量份外，其他与实施例1相同。
实施例4
本实施例中，除橡胶粘合剂RS为2.3重量份外，其他与实施例1相同。
实施例5
本实施例中，除气相白炭黑为12重量份外，其他与实施例1相同。
对上述各实施例所制备得到的抗剪复合橡胶硫化后进行力学测试，各项检测结果详见表1：
表1抗剪复合橡胶的力学性能
上述检测数据表明，本发明的抗剪复合橡胶表现出优良的力学性能，其剪切强度≥4.5Mpa，剪切模量≤0.6Mpa，10％形变弹性模量≥2MPa，邵氏硬度＜40°，拉伸强度≥20MPa，满足柔性接头弹性件橡胶性能要求。
Claims (5)
1.一种抗剪复合橡胶，其特征在于：该橡胶以天然橡胶为主体，加入配合剂制备而成，其中，所述天然橡胶按质量为100重量份计时，所述配合剂组分及质量分别为：
质量为2～2.5重量份的橡胶粘合剂RS、质量为0.6～0.9重量份的硬脂酸、质量为1.2～1.6重量份的月桂酸、质量为3.2～4重量份的氧化锌、质量为0.28～0.8重量份的二硫化四甲基秋兰姆、质量为1.8～2.0重量份的2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、质量为2～3重量份的N-苯基-α-萘胺、质量为1.5～2.0重量份的N-环已基-N′-苯基对苯二胺、质量为10～12重量份的气相白炭黑、质量为6～9重量份的高定伸半补强炉黑、质量为2.5～3重量份的医用凡士林、质量为1.5～2重量份的六甲氧基甲基蜜胺和质量为0.65～0.85重量份的硫磺。
2.根据权利要求1所述的抗剪复合橡胶，其特征在于：所述天然橡胶按质量为100重量份计时，所述配合剂组分及质量分别为：
质量为2～2.3重量份的橡胶粘合剂RS、质量为0.7～0.9重量份的硬脂酸、质量为1.2～1.5重量份的月桂酸、质量为3.2～3.8重量份的氧化锌、质量为0.28～0.6重量份的二硫化四甲基秋兰姆、质量为1.8～2.0重量份的2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、质量为2～2.5重量份N-苯基-α-萘胺、质量为1.5～1.8重量份的N-环已基-N′-苯基对苯二胺、质量为10～12重量份的气相白炭黑、质量为6～8重量份的高定伸半补强炉黑、质量为2.5～2.8重量份的医用凡士林、质量为1.5～1.8重量份的六甲氧基甲基蜜胺和质量为0.65～0.8重量份的硫磺。
3.一种权利要求1所述抗剪复合橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按上述重量份数准备天然橡胶和配合剂各组分；然后将天然橡胶破胶后在开炼机上进行塑炼；
2）向塑炼胶中依次加橡胶粘合剂RS、硬脂酸、月桂酸、氧化锌、二硫化四甲基秋兰姆、2-（4-吗啉基硫醇基）苯并噻唑、N-苯基-α-萘胺、N-环已基-N′-苯基对苯二胺、气相白炭黑、高定伸半补强炉黑，在开炼机上进行混炼均匀；
3）向混炼胶中依次加入医用凡士林、六甲氧基甲基蜜胺、硫磺进行混炼并压延出片。
4.根据权利要求3所述抗剪复合橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，塑炼时开炼机辊温为30～45℃。
5.根据权利要求3或4所述抗剪复合橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤2）、步骤3）中，混炼时开炼机辊温为40～50℃。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102504361A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-06-20 | 浙江大学 | 一种耐热氧老化天然橡胶纳米复合材料及其制备方法 |
| CN102702589A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-10-03 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 丁苯石棉防热复合橡胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 天然橡胶织物胶膜胶料配方设计;刘彦君等;《世界橡胶工业》;20111031;第38卷(第10期);1-6 * |
| 肖琰.天然橡胶硫化胶的热氧老化研究.《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技I辑》.2006,(第7期), * |
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