CN103601928B - 一种高强度丁腈橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度丁腈橡胶材料，由以重量份计的以下组分：丁腈橡胶为100份，气相二氧化硅为70~80份，氧化锌为6~8份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为15~20份，硬脂酸为2~3份，促进剂M为10~12份，有机硅改性酚醛树脂为16~28份；依次通过塑炼、混炼、陈放、硫化的工艺制备而成。得到的高强度丁腈橡胶的常温抗拉强度为20~28MPa，断裂伸长率为40~80%，密度1.21~1.26g/cm3，邵氏硬度为42~58；其且制备方法设计合理，具有极好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于丁腈橡胶材料技术领域，具体涉及一种高强度丁腈橡胶材料。
背景技术
丁腈橡胶又称丁二烯一丙烯腈橡胶，简称NBR，平均分子量70万左右。丁腈橡胶具有优良的耐油性，其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管、胶管、密封件、发泡等，也用于制作胶板和耐磨零件。科研生产的发展对丁腈橡胶材料提出了更高的要求，不仅需要其具备较高的强度，而且需要较低的硬度和密度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度丁腈橡胶材料，以达到具备高强度且低硬度和密度的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度丁腈橡胶材料，由以重量份计的以下组分制成：丁腈橡胶DN401为100份，气相二氧化硅为70~80份，氧化锌为6~8份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为15~20份，硬脂酸为2~3份，促进剂M为10~12份，有机硅改性酚醛树脂为16~28份。
其具体的制备步骤为：
1）塑炼：将丁腈橡胶在双辊炼胶机进行塑炼，先加入一半邻苯二甲酸二丁酯，炼制30min后，再加入余下的一半进行炼制，结束后，室温下存放3天，再炼制40min，存放4天后，得到塑炼胶；
2）混炼：根据配方比例，称取余下的原材料，在110℃下烘干2h，向塑炼胶内加入余下原材料进行炼制，然后薄通5次，薄通厚度为1mm，然后压制出2mm厚的胶片，可转入下工序；
3）陈放：所炼制的2mm厚的胶片在室温下存放7天，每天炼制一次，每次薄通次数不少于10次，薄通厚度为1mm，炼制结束后，压制出2mm厚的胶片，在室温下存放，结束陈放后，可转入下工序；
4）硫化：压制出胶片，放入模具，加压至2MPa，升温至120℃，保温20min，继续升温至155℃，保温30min，然后，保压，停止加热，随炉冷却至室温后，脱模；
通过上述步骤得到高强度丁腈橡胶材料。
所述的高强度丁腈橡胶材料的常温抗拉强度为20 ~28MPa，断裂伸长率为40~80%，密度1.21 ~1.26g/cm3，邵氏硬度为42~58。
本发明提供的一种高强度丁腈橡胶材料，在技术方案，加入气相二氧化硅和有机硅改性酚醛树脂可以提高材料的强度，而且确保材料的硬度和密度不提高；塑炼过程中，采用分次加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，提高塑炼效果，存放4天，可以有效完成增塑剂在丁腈橡胶内的迁移；陈放过程中，多次薄通多次压制胶片存放模式，是通过机械混合与分子迁移的两种形式，以达到混合均匀的目的；硫化过程中，阶梯型硫化模式，可确保材料受热均匀，硫化完整，从而获得最佳性能。通过以上技术方案，研制和生产了多批次的丁腈橡胶材料，其达到了高强度、低硬度和低密度的技术效果。该技术方案科学合理，具有极好的推广应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
一种高强度丁腈橡胶材料，材料配比以重量份计，丁腈橡胶DN401为100份，气相二氧化硅为70份，氧化锌为6份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为15份，硬脂酸为2份，促进剂M为10份，有机硅改性酚醛树脂为16份；
且采用以下步骤进行加工：
1）塑炼：将丁腈橡胶在双辊炼胶机进行塑炼，先加入一半邻苯二甲酸二丁酯，炼制30min后，再加入余下的一半进行炼制，结束后，室温下存放3天，再炼制40min，存放4天后，得到塑炼胶；
2）混炼：根据配方比例，称取余下的原材料，在110℃下烘干2h，向塑炼胶内加入余下原材料进行炼制，然后薄通5次，薄通厚度为1mm，然后压制出2mm厚的胶片，可转入下工序；
3）陈放：所炼制的2mm厚的胶片在室温下存放7天，每天炼制一次，每次薄通次数不少于10次，薄通厚度为1mm，炼制结束后，压制出2mm厚的胶片，在室温下存放，结束陈放后，可转入下工序；
4）硫化：压制出胶片，放入模具，加压至2MPa，升温至120℃，保温20min，继续升温至155℃，保温30min，然后，保压，停止加热，随炉冷却至室温后，脱模；
通过上述步骤得到高强度丁腈橡胶材料。
所得的一种高强度丁腈橡胶材料的常温抗拉强度为20MPa，断裂伸长率为70%，密度为1.21g/cm3，邵氏硬度为45。
实施例2：
一种高强度丁腈橡胶材料，材料配比以重量份计，丁腈橡胶DN401为100份，气相二氧化硅为80份，氧化锌为8份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为20份，硬脂酸为3份，促进剂M为12份，有机硅改性酚醛树脂为28份；
且采用以下步骤进行加工：
1）塑炼：将丁腈橡胶在双辊炼胶机进行塑炼，先加入一半邻苯二甲酸二丁酯，炼制30min后，再加入余下的一半进行炼制，结束后，室温下存放3天，再炼制40min，存放4天后，得到塑炼胶；
2）混炼：根据配方比例，称取余下的原材料，在110℃下烘干2h，向塑炼胶内加入余下原材料进行炼制，然后薄通5次，薄通厚度为1mm，然后压制出2mm厚的胶片，可转入下工序；
3）陈放：所炼制的2mm厚的胶片在室温下存放7天，每天炼制一次，每次薄通次数不少于10次，薄通厚度为1mm，炼制结束后，压制出2mm厚的胶片，在室温下存放，结束陈放后，可转入下工序；
4）硫化：压制出胶片，放入模具，加压至2MPa，升温至120℃，保温20min，继续升温至155℃，保温30min，然后，保压，停止加热，随炉冷却至室温后，脱模；
通过上述步骤得到高强度丁腈橡胶材料。
所得的一种高强度丁腈橡胶材料的常温抗拉强度为27MPa，断裂伸长率为40%，密度为1.26g/cm3，邵氏硬度为58。
实施例3：
一种高强度丁腈橡胶材料，材料配比以重量份计，丁腈橡胶DN401为100份，气相二氧化硅为75份，氧化锌为7份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为17份，硬脂酸为1.5份，促进剂M为11份，有机硅改性酚醛树脂为22份；
且采用一下步骤进行加工：
1）塑炼：将丁腈橡胶在双辊炼胶机进行塑炼，先加入一半邻苯二甲酸二丁酯，炼制30min后，再加入余下的一半进行炼制，结束后，室温下存放3天，再炼制40min，存放4天后，得到塑炼胶；
2）混炼：根据配方比例，称取余下的原材料，在110℃下烘干2h，向塑炼胶内加入余下原材料进行炼制，然后薄通5次，薄通厚度为1mm，然后压制出2mm厚的胶片，可转入下工序；
3）陈放：所炼制的2mm厚的胶片在室温下存放7天，每天炼制一次，每次薄通次数不少于10次，薄通厚度为1mm，炼制结束后，压制出2mm厚的胶片，在室温下存放，结束陈放后，可转入下工序；
4）硫化：压制出胶片，放入模具，加压至2MPa，升温至120℃，保温20min，继续升温至155℃，保温30min，然后，保压，停止加热，随炉冷却至室温后，脱模；
通过上述步骤得到高强度丁腈橡胶材料。
所得的一种高强度丁腈橡胶材料的常温抗拉强度为24MPa，断裂伸长率为60%，密度为1.24g/cm3，邵氏硬度为50。
实施例4：
一种高强度丁腈橡胶材料，材料配比以重量份计，丁腈橡胶DN401为100份，气相二氧化硅为70份，氧化锌为6份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为20份，硬脂酸为3份，促进剂M为12份，有机硅改性酚醛树脂为28份；
且采用以下步骤进行加工：
1）塑炼：将丁腈橡胶在双辊炼胶机进行塑炼，先加入一半邻苯二甲酸二丁酯，炼制30min后，再加入余下的一半进行炼制，结束后，室温下存放3天，再炼制40min，存放4天后，得到塑炼胶；
2）混炼：根据配方比例，称取余下的原材料，在110℃下烘干2h，向塑炼胶内加入余下原材料进行炼制，然后薄通5次，薄通厚度为1mm，然后压制出2mm厚的胶片，可转入下工序；
3）陈放：所炼制的2mm厚的胶片在室温下存放7天，每天炼制一次，每次薄通次数不少于10次，薄通厚度为1mm，炼制结束后，压制出2mm厚的胶片，在室温下存放，结束陈放后，可转入下工序；
4）硫化：压制出胶片，放入模具，加压至2MPa，升温至120℃，保温20min，继续升温至155℃，保温30min，然后，保压，停止加热，随炉冷却至室温后，脱模；
通过上述步骤得到高强度丁腈橡胶材料。
所得的一种高强度丁腈橡胶材料的常温抗拉强度为28MPa，断裂伸长率为80%，密度为1.22g/cm3，邵氏硬度为42。
Claims (2)
1.一种高强度丁腈橡胶材料，其特征在于：由以重量份计的以下组分制成：丁腈橡胶DN401为100份，气相二氧化硅为70~80份，氧化锌为6~8份，硫磺为3份，邻苯二甲酸二丁酯为15~20份，硬脂酸为2~3份，促进剂M为10~12份，有机硅改性酚醛树脂为16~28份；
其具体的制备步骤为：
1）塑炼：将丁腈橡胶在双辊炼胶机进行塑炼，先加入一半邻苯二甲酸二丁酯，炼制30min后，再加入余下的一半进行炼制，结束后，室温下存放3天，再炼制40min，存放4天后，得到塑炼胶；
2）混炼：根据配方比例，称取余下的原材料，将原材料均在110℃下烘干2h，向塑炼胶内加入余下原材料进行炼制，然后薄通5次，薄通厚度为1mm，然后压制出2mm厚的胶片，可转入下工序；
3）陈放：所炼制的2mm厚的胶片在室温下存放7天，每天炼制一次，每次薄通次数不少于10次，薄通厚度为1mm，炼制结束后，压制出2mm厚的胶片，在室温下存放，结束陈放后，可转入下工序；
4）硫化：压制出胶片，放入模具，加压，压强为2MPa，升温至120℃，保温20min，继续升温至155℃，保温30min，然后，保压，停止加热，随炉冷却至室温后，脱模；
通过上述步骤得到高强度丁腈橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的高强度丁腈橡胶材料，其特征在于：所述的高强度丁腈橡胶材料的常温抗拉强度为20 ~28MPa，断裂伸长率为40~80%，密度1.21 ~1.26g/cm3，邵氏硬度为42~58。
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