CN103804733B - 一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料及其制备方法，本发明的主体基材采用天然橡胶和丁腈橡胶并用，进一步，将丁腈橡胶和天然橡胶分别在开炼机上薄通后再将两者混匀，然后通过添加细粒子高结构纳米炭黑提高橡胶材料硬度等，通过本发明所获得的橡胶材料具有较高硬度和较低压缩永久变形，确保材料在振动状态下的挤压变形小、隔振作用时间长，同时静态压缩变形可控，耐烟雾和油雾及润滑油性能好的特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种橡胶隔振材料及其制备方法,具体涉及一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料及其制备方法。
【背景技术】
已知的，汽轮机水泵机组由汽轮机、水泵、公共机架以及位于公共机架内的油泵组成，机组轴系通过齿轮驱动油泵对汽轮机和水泵的轴承进行润滑；而汽轮给水泵机组产生振动的原因主要有：汽轮机转子旋转不平衡、水泵叶轮旋转不平衡、轴系连接误差带来的振动、轴带油泵齿轮啮合引起的振动、水泵机组内流体产生的压力脉动力、汽轮机叶轮叶片转子击打气体产生的振动以及轴承的振动等等。同时，汽轮机在工作环境中的烟雾浓度为2mg/m3、油雾浓度为50mg/m3，致使其工作环境极为恶劣；为了减轻汽轮机给水泵机组产生的振动，目前在机组外伸平台与托架之间，托架下方放置隔振器；由于普通隔振器不能满足在工作状态下，通过隔振块后基频降低2dB，总振级降低8dB的要求，急需研发一种耐介质性能优良，满足汽轮机隔振要求的隔振器。
【发明内容】
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料及其制备方法，本发明的主体基材采用天然橡胶和丁腈橡胶并用，然后通过添加细粒子高结构纳米炭黑提高橡胶材料硬度等，通过本发明所获得的橡胶材料具有静态压缩变形可控，耐烟雾和油雾及润滑油性能好的特点。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料，所述橡胶材料的组分按重量份包括：
一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述方法首先将丁腈橡胶和天然橡胶分别在开炼机上薄通1～5次，将薄通后的丁腈橡胶和天然橡胶在开炼机上混匀，然后依次加入氧化锌5～7份，硬脂酸1～3份，防老剂RD4～6份，防老剂AW6～8份,防老剂4010NA20～30份,纳米炭黑40～65份，硫化助剂3～8份，硫磺1～4份，促进剂TMTD2～4份，促进剂DTDM2～4份混炼均匀后出片形成片状混炼胶，进一步将混炼胶在平板硫化机上进行一段硫化，此时控制硫化温度为140℃～150℃，硫化时间为10～20分钟，硫化压力为8～12MPa即可得到所需的橡胶材料。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述天然橡胶的门尼粘度为50～60。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为35～41％，门尼粘度为30～100。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述纳米炭黑为高补强型中超耐磨炉黑或高耐磨炭黑。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述高补强型中超耐磨炉黑的型号为N220或N242或N285。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述高耐磨炭黑的型号为N330或N339。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述防老剂RD为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉，防老剂AW为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体，防老剂4010NA为N-异丙基-N，-苯基对苯二胺。
所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述促进剂TMTD为四甲基秋兰姆二硫化合物，促进剂DMDT为4,4二硫代二玛琳。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明所述的一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料及其制备方法，本发明的主体基材采用天然橡胶和丁腈橡胶并用，然后通过添加细粒子高结构纳米炭黑提高橡胶材料硬度等，通过本发明所获得的橡胶材料具有较高硬度和较低压缩永久变形，确保材料在振动状态下的挤压变形小、隔振作用时间长，同时静态压缩变形可控，耐烟雾和油雾及润滑油性能好的特点。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
本发明所述的一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料，所述橡胶材料的组分按重量份包括：
一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，所述方法首先将丁腈橡胶和天然橡胶分别在开炼机上薄通1～5次，所述天然橡胶的门尼粘度为50～60，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为35～41％，门尼粘度为30～100，将薄通后的丁腈橡胶和天然橡胶在开炼机上混匀，其中丁腈橡胶分子链中含有丙烯腈基，具有较好的耐化学腐蚀、耐老化、耐疲劳性能及高温压缩永久变形性能，同时天然橡胶阻尼系数较小，其综合性能最好，耐疲劳性能好，生热低、蠕变小等，综合上述两个胶种的优势进行互补，结合机组实际使用工况，选择二者并用；然后依次加入氧化锌5～7份，硬脂酸1～3份，防老剂RD4～6份，防老剂AW6～8份,防老剂4010NA20～30份,纳米炭黑40～65份，硫化助剂3～8份，硫磺1～4份，促进剂TMTD2～4份，促进剂DTDM2～4份混炼均匀后出片形成片状混炼胶，进一步将混炼胶在平板硫化机上进行一段硫化，此时控制硫化温度为140℃～150℃，硫化时间为10～20分钟，硫化压力为8～12MPa即可得到所需的橡胶材料，其中所述的纳米炭黑为高补强型中超耐磨炉黑或高耐磨炭黑，这两种不同类型的细粒子炭黑可以提高硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度等性能，以提高材料抵抗高压的能力，所述高补强型中超耐磨炉黑的型号为N220或N242或N285，所述高耐磨炭黑的型号为N330或N339；所述防老剂RD为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉，防老剂AW为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体，防老剂4010NA为N-异丙基-N，-苯基对苯二胺；所述促进剂TMTD为四甲基秋兰姆二硫化合物，促进剂DMDT为4,4二硫代二玛琳。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
按照表1所示的配方进行各组分的称量，然后按照本发明所述的制备方法制得混炼胶后以145℃×10min，10Mpa硫化的工艺条件制备所需的橡胶材料。
表1 汽轮机水泵机组橡胶隔振材料配方(1)
| 序号 | 原材料名称 | 用量(份) |
| 1 | 丁腈橡胶 | 85 |
| 2 | 天然橡胶 | 15 |
| 3 | 氧化锌 | 5 |
| 4 | 硬脂酸 | 1 |
| 5 | 防老剂RD | 4 |
| 6 | 防老剂AW | 4 |
| 7 | 防老剂4010NA | 20 |
| 8 | 纳米炭黑 | 40 |
| 9 | 促进剂TMTD | 2 |
| 10 | 促进剂DTDM | 2 |
| 11 | 硫磺 | 4 |
| 12 | 硫化助剂 | 3 |
按照配方(1)制备的橡胶材料的拉伸强度为12.7MPa拉断伸长率为511％，压缩永久变形为14.9％，邵A硬度为52，橡胶材料在L-TSA68号机油中浸泡72h后的重量变化率为1.35％，体积变化率为1.74％。
实施例2
按照表2所示的配方进行各组分的称量，然后按照本发明所述的制备方法制得混炼胶后以145℃×10min，10Mpa硫化的工艺条件制备所需的橡胶材料。
表2 汽轮机水泵机组橡胶隔振材料配方(2)
| 序号 | 原材料名称 | 用量(份) |
| 1 | 丁腈橡胶 | 65 |
| 2 | 天然橡胶 | 35 |
| 3 | 氧化锌 | 6 |
| 4 | 硬脂酸 | 2 |
| 5 | 防老剂RD | 6 |
| 6 | 防老剂AW | 6 |
| 7 | 防老剂4010NA | 40 |
| 8 | 纳米炭黑 | 50 |
| 9 | 促进剂TMTD | 4 |
| 10 | 促进剂DTDM | 4 |
| 11 | 硫磺 | 4 |
| 12 | 硫化助剂 | 8 |
按照配方(1)制备的橡胶材料的拉伸强度为14.9MPa拉断伸长率为529％，压缩永久变形为14.0％，邵A硬度为53，橡胶材料在L-TSA68号机油中浸泡72h后的重量变化率为1.40％，体积变化率为1.59％。
实施例3
按照表3所示的配方进行各组分的称量，然后按照本发明所述的制备方法制得混炼胶后以145℃×10min，10Mpa硫化的工艺条件制备所需的橡胶材料。
表3 汽轮机水泵机组橡胶隔振材料配方(3)
| 序号 | 原材料名称 | 用量(份) |
| 1 | 丁腈橡胶 | 75 |
| 2 | 天然橡胶 | 20 |
| 3 | 氧化锌 | 7 |
| 4 | 硬脂酸 | 3 |
| 5 | 防老剂RD | 5 |
| 6 | 防老剂AW | 5 |
| 7 | 防老剂4010NA | 30 |
| 8 | 纳米炭黑 | 65 |
| 9 | 促进剂TMTD | 3 |
| 10 | 促进剂DTDM | 3 |
| 11 | 硫磺 | 4 |
| 12 | 硫化助剂 | 5 |
按照配方(1)制备的橡胶材料的拉伸强度为13.5MPa拉断伸长率为510％，压缩永久变形为13.2％，，邵A硬度为52，橡胶材料在L-TSA68号机油中浸泡72h后的重量变化率为1.38％，体积变化率为1.61％。
通过采用本发明制备的橡胶隔振材料制备的隔振器能满足水泵机组隔振，经过实验总振级降低10dB，隔振效果良好，同时还具有较优异的耐介质性能、适中的硬度、较优异的耐老化性能，较低的压缩永久变形，确保其在机组主要激振频率范围在70Hz-540Hz范围内，机组受到垂直和轴向载荷的工作状态下，能够保证较长时间的隔振效果，且安装工艺简单，可满足实际工程应用。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (9)
1.一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料，其特征是：所述橡胶材料的组分按重量份包括：
丁腈橡胶 65～85份；
天然橡胶 15～35份；
氧化锌 5～7份；
硬脂酸 1～3份；
防老剂RD 4～6份；
防老剂AW 6～8份；
防老剂4010NA 20～30份；
纳米炭黑 40～65份；
硫化助剂 3～8份；
硫磺 1～4份；
促进剂TMTD 2～4份；
促进剂DTDM 2～4份。
2.实施权利要求1所述的一种汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述方法首先将丁腈橡胶和天然橡胶分别在开炼机上薄通1～5次，将薄通后的丁腈橡胶和天然橡胶在开炼机上混匀，然后依次加入氧化锌5～7份，硬脂酸1～3份，防老剂RD4～6份，防老剂AW6～8份, 防老剂4010NA20～30份,纳米炭黑40～65份，硫化助剂3～8份，硫磺1～4份，促进剂TMTD2～4份，促进剂DTDM2～4份混炼均匀后出片形成片状混炼胶，进一步将混炼胶在平板硫化机上进行一段硫化，此时控制硫化温度为140℃～150℃，硫化时间为10～20分钟，硫化压力为8～12MPa 即可得到所需的橡胶材料。
3. 根据权利要求2所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述天然橡胶的门尼粘度为50～60。
4. 根据权利要求2所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为35～41%，门尼粘度为30～100。
5. 根据权利要求2所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述纳米炭黑为高补强型中超耐磨炉黑或高耐磨炭黑。
6. 根据权利要求5所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述高补强型中超耐磨炉黑的型号为N220。
7. 根据权利要求5所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述高耐磨炭黑的型号为N330。
8. 根据权利要求2所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述防老剂RD为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉，防老剂AW为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体，防老剂4010NA为N-异丙基-N，-苯基对苯二胺。
9. 根据权利要求2所述的汽轮机水泵机组用隔振橡胶材料的制备方法，其特征是：所述促进剂TMTD为四甲基秋兰姆二硫化合物，促进剂DMDT为4,4二硫代二吗啉。
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