CN103992646A - 耐低温橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐低温橡胶组合物,其由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶40-60、氢化丁腈橡胶20-40、氟橡胶15-25、羟基氟硅油5-10、过氧化苯甲酰2-4、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3-5、凡士林4-8、低分子聚乙烯蜡3-6、沉淀白炭黑20-30、钛白粉10-15、钛酸钾晶须5-10、改性硅藻土10-15、纳米氧化锌2-5、醋酸锰1-2。本发明橡胶组合物生产出的橡胶制品具有极佳的耐低温性能,同时具有优良的拉伸强度、抗撕裂性、耐化学腐蚀性和耐老化性,完全满足我国北方严寒地区的使用要求,拓宽了橡胶的使用范围,提高了橡胶的使用寿命,应用前景广阔。

Description

耐低温橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种耐低温橡胶组合物,属于橡胶材料领域。 
背景技术
橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料,在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。橡胶是国民经济的重要基础产业之一,它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品,而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。在我国北方严寒地区,大多数橡胶制品由于耐低温性差容易出现脆化开裂现象,限制了橡胶的使用范围。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温橡胶组合物,该组合物制得的橡胶具有极佳的耐低温性能,低温脆化温度达到-70℃以下,完全满足我国北方严寒地区的使用要求。 
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下: 
耐低温橡胶组合物,由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶40-60、氢化丁腈橡胶20-40、氟橡胶15-25、羟基氟硅油5-10、过氧化苯甲酰2-4、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3-5、凡士林4-8、低分子聚乙烯蜡3-6、沉淀白炭黑20-30、钛白粉10-15、钛酸钾晶须5-10、改性硅藻土10-15、纳米氧化锌2-5、醋酸锰1-2、二苯基硅二醇3-6、六甲基环三硅氧烷 4-8、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 8-14、 尼龙酸二异丁酯5-10、防老剂 1-2、促进剂 1-2。
优选地,耐低温橡胶组合物,由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶50、氢化丁腈橡胶30、氟橡胶20、羟基氟硅油8、过氧化苯甲酰3、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4、凡士林6、低分子聚乙烯蜡5、沉淀白炭黑25、钛白粉12、钛酸钾晶须8、改性硅藻土12、纳米氧化锌3、醋酸锰1.5、二苯基硅二醇4、六甲基环三硅氧烷6、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 12、 尼龙酸二异丁酯7、防老剂 1.5、促进剂 1.5。 
所述改性硅藻土的制备方法如下:(1)将硅藻土和去离子水按重量比1:4-6的比例制成浆液,用浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH至3.5-4.5,在50-60℃水浴温度下搅拌0.5-1h,静置5-10min,抽滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,研磨,过200-300目筛,待用;(2)将上述过筛后的硅藻土埋封在炭粉中,在640-720℃温度下煅烧1-2h,然后升温至980-1060℃继续煅烧20-30min,自然冷却至室温;(3)步骤(2)处理的硅藻土加去离子水打浆制成浓度为40-50%的浆液,加入相当于硅藻土重量25-35%的丙烯酸丁醋、10-15%的二乙烯苯、2-3%的十二烷基硫酸钠和1-2%的乳化剂OP-15,在60-70℃水浴温度下搅拌0.5-1h,再加入相当于硅藻土重量20-30%的甲基丙烯酸甲酷和2-3%的过硫酸铵,在75-85℃水浴温度下搅拌2-3h,抽滤,真空干燥;(4)上述步骤(3)处理的硅藻土加入4-6%的二甲基硅油、2-3%的聚甘油单硬脂酸酯、1-2%的异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、3-5%的废旧橡胶粉和0.5-1%的羟基锡酸锌,高速分散20-30mim,烘干即可。 
所述防老剂选自2-硫醇基苯并噻唑锌盐、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N,N-二苯基对苯二胺、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体中的一种或多种。 
所述促进剂选自4,4'-二硫代二吗啉、二邻甲苯胍、2-(4-吗啉硫代)苯并噻唑、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、一硫化四甲基秋兰姆其中的一种或多种。
本发明的有益效果: 
    本发明橡胶组合物生产出的橡胶制品具有极佳的耐低温性能,低温脆化温度达到-70℃以下,同时具有优良的拉伸强度、抗撕裂性、耐化学腐蚀性和耐老化性,完全满足我国北方严寒地区的使用要求,拓宽了橡胶的使用范围,提高了橡胶的使用寿命,应用前景广阔。 
具体实施方式
实施例1 
耐低温橡胶组合物,由以下重量(kg)的原料制成:低苯基硅橡胶40、氢化丁腈橡胶20、氟橡胶15、羟基氟硅油5、过氧化苯甲酰2、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3、凡士林4、低分子聚乙烯蜡3、沉淀白炭黑20、钛白粉10、钛酸钾晶须5、改性硅藻土10、纳米氧化锌2、醋酸锰1、二苯基硅二醇3、六甲基环三硅氧烷 4、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 8、 尼龙酸二异丁酯5、2-硫醇基苯并噻唑锌盐 1、一硫化四甲基秋兰姆 1。
所述改性硅藻土的制备方法如下:(1)将硅藻土和去离子水按重量比1:4的比例制成浆液,用浓度为15%的盐酸溶液调节浆液PH至3.5,在50℃水浴温度下搅拌1h,静置10min,抽滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,研磨,过200目筛,待用;(2)将上述过筛后的硅藻土埋封在炭粉中,在640℃温度下煅烧2h,然后升温至980℃继续煅烧30min,自然冷却至室温;(3)步骤(2)处理的硅藻土加去离子水打浆制成浓度为40%的浆液,加入相当于硅藻土重量25%的丙烯酸丁醋、10%的二乙烯苯、2%的十二烷基硫酸钠和1%的乳化剂OP-15,在60℃水浴温度下搅拌1h,再加入相当于硅藻土重量20%的甲基丙烯酸甲酷和2%的过硫酸铵,在75℃水浴温度下搅拌3h,抽滤,真空干燥;(4)上述步骤(3)处理的硅藻土加入4%的二甲基硅油、2%的聚甘油单硬脂酸酯、1%的异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、3%的废旧橡胶粉和0.5%的羟基锡酸锌,高速分散20mim,烘干即可。 
实施例2 
    耐低温橡胶组合物,由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶50、氢化丁腈橡胶30、氟橡胶20、羟基氟硅油8、过氧化苯甲酰3、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4、凡士林6、低分子聚乙烯蜡5、沉淀白炭黑25、钛白粉12、钛酸钾晶须8、改性硅藻土12、纳米氧化锌3、醋酸锰1.5、二苯基硅二醇4、六甲基环三硅氧烷6、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 12、 尼龙酸二异丁酯 7、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚) 1.5、4,4'-二硫代二吗啉 1.5。
所述改性硅藻土的制备方法如下:(1)将硅藻土和去离子水按重量比1:5的比例制成浆液,用浓度为18%的盐酸溶液调节浆液PH至4,在55℃水浴温度下搅拌45min,静置8min,抽滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,研磨,过250目筛,待用;(2)将上述过筛后的硅藻土埋封在炭粉中,在680℃温度下煅烧1.5h,然后升温至1020℃继续煅烧25min,自然冷却至室温;(3)步骤(2)处理的硅藻土加去离子水打浆制成浓度为45%的浆液,加入相当于硅藻土重量30%的丙烯酸丁醋、12%的二乙烯苯、2.5%的十二烷基硫酸钠和1.5%的乳化剂OP-15,在65℃水浴温度下搅拌40min,再加入相当于硅藻土重量25%的甲基丙烯酸甲酷和2.5%的过硫酸铵,在80℃水浴温度下搅拌2.5h,抽滤,真空干燥;(4)上述步骤(3)处理的硅藻土加入5%的二甲基硅油、2.5%的聚甘油单硬脂酸酯、1.5%的异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、4%的废旧橡胶粉和0.7%的羟基锡酸锌,高速分散25mim,烘干即可。 
实施例3 
耐低温橡胶组合物,由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶60、氢化丁腈橡胶40、氟橡胶25、羟基氟硅油10、过氧化苯甲酰4、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5、凡士林8、低分子聚乙烯蜡6、沉淀白炭黑30、钛白粉15、钛酸钾晶须10、改性硅藻土15、纳米氧化锌5、醋酸锰2、二苯基硅二醇6、六甲基环三硅氧烷 8、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 14、 尼龙酸二异丁酯10、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚) 2、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌 2。
所述改性硅藻土的制备方法如下:(1)将硅藻土和去离子水按重量比1:6的比例制成浆液,用浓度为20%的盐酸溶液调节浆液PH至4.5,在60℃水浴温度下搅拌0.5h,静置5min,抽滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,研磨,过300目筛,待用;(2)将上述过筛后的硅藻土埋封在炭粉中,在720℃温度下煅烧1h,然后升温至1060℃继续煅烧20min,自然冷却至室温;(3)步骤(2)处理的硅藻土加去离子水打浆制成浓度为50%的浆液,加入相当于硅藻土重量35%的丙烯酸丁醋、15%的二乙烯苯、3%的十二烷基硫酸钠和2%的乳化剂OP-15,在70℃水浴温度下搅拌0.5h,再加入相当于硅藻土重量30%的甲基丙烯酸甲酷和3%的过硫酸铵,在85℃水浴温度下搅拌2h,抽滤,真空干燥;(4)上述步骤(3)处理的硅藻土加入6%的二甲基硅油、3%的聚甘油单硬脂酸酯、2%的异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、5%的废旧橡胶粉和1%的羟基锡酸锌,高速分散30mim,烘干即可。 
实施例1、2、3 橡胶组合物所生产的橡胶制品性能检测结果如表1 所示。   
 表1  实施例1、2、3 橡胶组合物所生产的橡胶制品性能检测结果

Claims (5)

1.耐低温橡胶组合物,其特征在于,由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶40-60、氢化丁腈橡胶20-40、氟橡胶15-25、羟基氟硅油5-10、过氧化苯甲酰2-4、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3-5、凡士林4-8、低分子聚乙烯蜡3-6、沉淀白炭黑20-30、钛白粉10-15、钛酸钾晶须5-10、改性硅藻土10-15、纳米氧化锌2-5、醋酸锰1-2、二苯基硅二醇3-6、六甲基环三硅氧烷 4-8、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 8-14、 尼龙酸二异丁酯5-10、防老剂 1-2、促进剂 1-2。
2.根据权利要求1所述的耐低温橡胶组合物,其特征在于,由以下重量份的原料制成:低苯基硅橡胶50、氢化丁腈橡胶30、氟橡胶20、羟基氟硅油8、过氧化苯甲酰3、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4、凡士林6、低分子聚乙烯蜡5、沉淀白炭黑25、钛白粉12、钛酸钾晶须8、改性硅藻土12、纳米氧化锌3、醋酸锰1.5、二苯基硅二醇4、六甲基环三硅氧烷6、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯 12、 尼龙酸二异丁酯7、防老剂 1.5、促进剂 1.5。
3.根据权利要求1或2所述的耐低温橡胶组合物,其特征在于,所述改性硅藻土的制备方法如下:(1)将硅藻土和去离子水按重量比1:4-6的比例制成浆液,用浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH至3.5-4.5,在50-60℃水浴温度下搅拌0.5-1h,静置5-10min,抽滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,研磨,过200-300目筛,待用;(2)将上述过筛后的硅藻土埋封在炭粉中,在640-720℃温度下煅烧1-2h,然后升温至980-1060℃继续煅烧20-30min,自然冷却至室温;(3)步骤(2)处理的硅藻土加去离子水打浆制成浓度为40-50%的浆液,加入相当于硅藻土重量25-35%的丙烯酸丁醋、10-15%的二乙烯苯、2-3%的十二烷基硫酸钠和1-2%的乳化剂OP-15,在60-70℃水浴温度下搅拌0.5-1h,再加入相当于硅藻土重量20-30%的甲基丙烯酸甲酷和2-3%的过硫酸铵,在75-85℃水浴温度下搅拌2-3h,抽滤,真空干燥;(4)上述步骤(3)处理的硅藻土加入4-6%的二甲基硅油、2-3%的聚甘油单硬脂酸酯、1-2%的异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、3-5%的废旧橡胶粉和0.5-1%的羟基锡酸锌,高速分散20-30mim,烘干即可。
4.根据权利要求1或2所述的耐低温橡胶组合物,其特征在于,所述防老剂选自2-硫醇基苯并噻唑锌盐、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N,N-二苯基对苯二胺、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体中的一种或多种。
5.  根据权利要求1或2所述的耐低温橡胶组合物,其特征在于,所述促进剂选自4,4'-二硫代二吗啉、二邻甲苯胍、2-(4-吗啉硫代)苯并噻唑、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、一硫化四甲基秋兰姆其中的一种或多种。
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