CN104017281A - 一种船用高性能橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用高性能橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B50-65份，丁苯橡胶25-30份，三元乙丙橡胶20-30份，金属氧化物硫化体系0.5-1.2份，双马来酰亚胺1.2-1.8份，硫化剂BIBP1-3份，氧化镁2-5份，硬脂酸钙1-3份，硬脂酸钡1-3份，白炭黑30-40份，纳米碳酸钙15-20份，滑石粉13-24份，煅烧陶土35-45份，烷基磺酸苯酯1-3份，邻苯二甲酸二辛酯1-3份，防老剂RD0.8-1.3份，防老剂4040NA1-1.65份，二硫化四甲基秋兰姆1-1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5-2份。

Description

一种船用高性能橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种船用高性能橡胶材料。
背景技术
众所周知无论从机械性、耐热、耐腐蚀以及灾害防护角度考虑，船舶所使用的橡胶材料在维持船舶正常运行方面起到至关重要的作用，在具体应用过程中，橡胶材料必须能抵抗日晒、老化及酸碱侵蚀，且能承受高温、严寒等严酷的气候条件，同时在意外灾害情况下仍能暂时保证其正常运行。
橡胶材料在船舶中的工作环境非常恶劣，既要保证耐磨性能好，又要耐海水腐蚀，还要耐油耐高温。目前的船舶所使用的橡胶材料虽能满足船舶的一般需求，但很多船东从船舶的安全运行起见，防止船舶营运中船舶装置所使用的橡胶材料的损坏，约一年进坞更换一次使用橡胶材料的装置，不仅增大了营运成本，还制约了一些需要连续长时间执行特殊任务的船舶的安全运行。
现有技术中氯化聚乙烯是一种将高密度聚乙烯分子结构中仲碳原子上的氢原子经氯原子取代后得到的一种高分子无规氯化物。氯质量分数为35％左右的氯化聚乙烯,其分子结构中不含有双键,因而具有强度高、弹性好、耐油、耐溶剂、耐热老化、加工性能良好、高填充、产量大、价格低等优点，适用于船舶的恶劣环境。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种船用高性能橡胶材料，具有良好的机械性能和优异的抗老化、耐磨、耐高温、耐油、耐腐蚀性能，足以维持在船舶的复杂环境中使用。
本发明提出的一种船用高性能橡胶材料,其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B50-65份，丁苯橡胶25-30份，三元乙丙橡胶20-30份，金属氧化物硫化体系0.5-1.2份，双马来酰亚胺1.2-1.8份，硫化剂BIBP1-3份，氧化镁2-5份，硬脂酸钙1-3份，硬脂酸钡1-3份，白炭黑30-40份，纳米碳酸钙15-20份，滑石粉13-24份，煅烧陶土35-45份，烷基磺酸苯酯1-3份，邻苯二甲酸二辛酯1-3份，防老剂RD0.8-1.3份，防老剂4040NA1-1.65份，二硫化四甲基秋兰姆1-1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5-2份；
S1、首先将氯化聚乙烯135B、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼30-45s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至80-85℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至110-125℃，密炼时间为1-3min，其中在120-123℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放12-16h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至130-135℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为13-16MPa，硫化温度为150-160℃，硫化时间为3-5min得到船用高性能橡胶材料。
具体实施例中，氯化聚乙烯135B的重量份可以为50份、53份、55份、57份、59份、61份、63份、64份、65份，丁苯橡胶的重量份可以为25份、26份、27份、28份、29份、30份，三元乙丙橡胶的重量份可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份，金属氧化物硫化体系的重量份可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份，双马来酰亚胺的重量份可以为1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份，硫化剂BIBP的重量份可以为1.0份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2.0份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3.0份，氧化镁的重量份可以为2.0份、2.3份、3.0份、3.5份、4.0份、4.7份、5.0份，硬脂酸钙的重量份可以为1.0份、1.3份、2.0份、2.7份、3.0份，硬脂酸钡的重量份可以为1.0份、1.3份、2.0份、2.7份、3.0份，白炭黑的重量份可以为30份、31份、33份、35份、36份、37份、39份、40份，纳米碳酸钙的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份，滑石粉的重量份可以为13份、15份、17份、19份、20份、22份、24份，煅烧陶土的重量份可以为35份、37份、39份、41份、43份、45份，烷基磺酸苯酯的重量份可以为1.0份、1.3份、2.0份、2.7份、3.0份，邻苯二甲酸二辛酯的重量份可以为1.0份、1.3份、2.0份、2.7份、3.0份，防老剂RD的重量份可以为0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份，防老剂4040NA的重量份可以为1.00份、1.19份、1.23份、1.34份、1.45份、1.56份、1.65份，二硫化四甲基秋兰姆的重量份可以为1.0份、1.1份、1.2份、1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺的重量份可以为1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2.0份。
优选的，氯化聚乙烯中氯含量为35.5-36.3％。
优选的，所述氯化聚乙烯、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶的重量比为50-65：25-30：20-30。
优选的，所述氯化聚乙烯与白炭黑的重量比为50-65:35-40。
优选的，在S3中，密炼温度为115-120℃，密炼时间为1.5-2min。
优选的，在S5中，平板压力为14.5-15.2MPa，硫化温度为152-155℃，硫化时间为3-4min。
本发明采用氯化聚乙烯、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶为主料，并采用金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺和硫化剂BIBP作为硫化剂，保证本发明具有优良的抗老化、耐磨、耐高温、耐油、耐腐蚀性能，硬脂酸钙、硬脂酸钡、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、二硫化四甲基秋兰姆、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺与上述组分联合作用，使制品的100％定伸应力、硬度、拉伸强度、撕裂强度、拉断伸长率和回弹性达到统一，通过添加适量的白炭黑、纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土及防老剂，可减小分子间隙，进一步提高本发明的抗老化、耐磨性能，适于在船舶的复杂环境中使用。
具体实施方式
本发明提出的一种船用高性能橡胶材料,其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B50-65份，丁苯橡胶25-30份，三元乙丙橡胶20-30份，金属氧化物硫化体系0.5-1.2份，双马来酰亚胺1.2-1.8份，硫化剂BIBP1-3份，氧化镁2-5份，硬脂酸钙1-3份，硬脂酸钡1-3份，白炭黑30-40份，纳米碳酸钙15-20份，滑石粉13-24份，煅烧陶土35-45份，烷基磺酸苯酯1-3份，邻苯二甲酸二辛酯1-3份，防老剂RD0.8-1.3份，防老剂4040NA1-1.65份，二硫化四甲基秋兰姆1-1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5-2份；
S1、首先将氯化聚乙烯135B、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼30-45s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至80-85℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至110-125℃，密炼时间为1-3min，其中在120-123℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放12-16h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至130-135℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为13-16MPa，硫化温度为150-160℃，硫化时间为3-5min得到船用高性能橡胶材料。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种船用高性能橡胶材料,其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B50份，丁苯橡胶30份，三元乙丙橡胶20份，金属氧化物硫化体系1.2份，双马来酰亚胺1.2份，硫化剂BIBP3份，氧化镁2份，硬脂酸钙3份，硬脂酸钡1份，白炭黑40份，纳米碳酸钙15份，滑石粉24份，煅烧陶土35份，烷基磺酸苯酯3份，邻苯二甲酸二辛酯1份，防老剂RD1.3份，防老剂4040NA1份，二硫化四甲基秋兰姆1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5份；
S1、首先将氯化聚乙烯135B、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼45s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至80℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至125℃，密炼时间为1min，其中在123℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放12h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至135℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为13MPa，硫化温度为160℃，硫化时间为3min得到船用高性能橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种船用高性能橡胶材料,其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B65份，丁苯橡胶25份，三元乙丙橡胶30份，金属氧化物硫化体系0.5份，双马来酰亚胺1.8份，硫化剂BIBP1份，氧化镁5份，硬脂酸钙1份，硬脂酸钡3份，白炭黑30份，纳米碳酸钙20份，滑石粉13份，煅烧陶土45份，烷基磺酸苯酯1份，邻苯二甲酸二辛酯3份，防老剂RD0.8份，防老剂4040NA1.65份，二硫化四甲基秋兰姆1份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份；
S1、首先将氯化聚乙烯135B、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼30s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至85℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至110℃，密炼时间为3min，其中在120℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放16h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至130℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为16MPa，硫化温度为150℃，硫化时间为5min得到船用高性能橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种船用高性能橡胶材料,其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B53份，丁苯橡胶28份，三元乙丙橡胶22份，金属氧化物硫化体系1份，双马来酰亚胺1.3份，硫化剂BIBP2.6份，氧化镁2.3份，硬脂酸钙2.7份，硬脂酸钡1.3份，白炭黑39份，纳米碳酸钙16份，滑石粉22份，煅烧陶土37份，烷基磺酸苯酯2.7份，邻苯二甲酸二辛酯1.3份，防老剂RD1.2份，防老剂4040NA1.19份，二硫化四甲基秋兰姆1.2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.6份，其中氯化聚乙烯中氯含量为35.5％；
S1、首先将氯化聚乙烯135B、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼43s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至81℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至120℃，密炼时间为1.5min，其中在122℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放13h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至134℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为15.2MPa，硫化温度为152℃，硫化时间为4min得到船用高性能橡胶材料。
实施例4
本发明提出的一种船用高性能橡胶材料,其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B63份，丁苯橡胶26份，三元乙丙橡胶27份，金属氧化物硫化体系0.7份，双马来酰亚胺1.7份，硫化剂BIBP1.2份，氧化镁4.7份，硬脂酸钙1.3份，硬脂酸钡2.7份，白炭黑33份，纳米碳酸钙18份，滑石粉15份，煅烧陶土43份，烷基磺酸苯酯1.3份，邻苯二甲酸二辛酯2.7份，防老剂RD0.9份，防老剂4040NA1.56份，二硫化四甲基秋兰姆1.1份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.9份，其中氯化聚乙烯中氯含量为36.3％；
S1、首先将氯化聚乙烯135B、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼33s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至84℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至115℃，密炼时间为2min，其中在121℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放15h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至131℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为14.5MPa，硫化温度为155℃，硫化时间为3.5min得到船用高性能橡胶材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种船用高性能橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B50-65份，丁苯橡胶25-30份，三元乙丙橡胶20-30份，金属氧化物硫化体系0.5-1.2份，双马来酰亚胺1.2-1.8份，硫化剂BIBP1-3份，氧化镁2-5份，硬脂酸钙1-3份，硬脂酸钡1-3份，白炭黑30-40份，纳米碳酸钙15-20份，滑石粉13-24份，煅烧陶土35-45份，烷基磺酸苯酯1-3份，邻苯二甲酸二辛酯1-3份，防老剂RD0.8-1.3份，防老剂4040NA1-1.65份，二硫化四甲基秋兰姆1-1.3份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5-2份；
S1、首先将氯化聚乙烯、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶送入密炼机中混炼30-45s；
S2、然后加入氧化镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、纳米碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、烷基磺酸苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂4040NA混炼至80-85℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至110-125℃，密炼时间为1-3min，其中在120-123℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放12-16h后加入金属氧化物硫化体系、双马来酰亚胺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆及N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺混炼至130-135℃排胶得到中间物；
S5、将S4制备的中间物置于平板硫化机上进行硫化，平板压力为13-16MPa，硫化温度为150-160℃，硫化时间为3-5min得到船用高性能橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的船用高性能橡胶材料，其特征在于，氯化聚乙烯中氯含量为35.5-36.3％。
3.根据权利要求1所述的船用高性能橡胶材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯、丁苯橡胶及三元乙丙橡胶的重量比为50-65：25-30：20-30。
4.根据权利要求1所述的船用高性能橡胶材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯与白炭黑的重量比为50-65:35-40。
5.根据权利要求1所述的船用高性能橡胶材料，其特征在于，在S3中，密炼温度为115-120℃，密炼时间为1.5-2min。
6.根据权利要求1所述的船用高性能橡胶材料，其特征在于，在S5中，平板压力为14.5-15.2MPa，硫化温度为152-155℃，硫化时间为3-4min。
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