CN104017282A - 一种船用高强耐老化橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用高强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B 60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，氯磺化聚乙烯15-25份，过氧化物硫化剂1-3份，共硫化剂TAIC 1-2份，氧化镁7-10份，白炭黑15-30份，纳米碳酸钙5-10份，超细滑石粉15-20份，煅烧陶土30-40份，偏苯三酸三辛酯2.5-3.2份，邻苯二甲酸二辛酯2-5份，防老剂RD 0.5-1.5份，防老剂NBC 0.8-1.3份，二硫化四甲基秋兰姆0.5-2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份。本发明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。

Description

一种船用高强耐老化橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种船用高强耐老化橡胶材料。
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。
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强耐老化橡胶材料，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强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，氯磺化聚乙烯15-25份，过氧化物硫化剂1-3份，共硫化剂TAIC1-2份，氧化镁7-10份，白炭黑15-30份，纳米碳酸钙5-10份，超细滑石粉15-20份，煅烧陶土30-40份，偏苯三酸三辛酯2.5-3.2份、邻苯二甲酸二辛酯2-5份，防老剂RD0.5-1.5份，防老剂NBC0.8-1.3份，二硫化四甲基秋兰姆0.5-2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份；S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼1-2min；S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至85-92℃；S3、然后加入白炭黑密炼至115-125℃，密炼时间为20-40s，其中在117-119℃进行提栓操作；S4、将S3制备的物料停放12-16h后加入过氧化物硫化剂、共硫化剂TAIC、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14.5-18MPa，硫化温度为155-165℃，硫化时间为2-5min得到船用高强耐老化橡胶材料。
具体实施例中，氯化聚乙烯140B的重量份可以为60份、63份、65份、67份、69份、71份、73份、75份、77份、79份、80份；三元乙丙橡胶的重量份可以为20份、21份、23份、25份、27份、29份、30份；氯磺化聚乙烯的重量份可以为15份、17份、19份、21份、23份、25份；过氧化物硫化剂的重量份可以为1.0份、1.3份、1.7份、2.1份、2.3份、2.5份、2.7份、2.9份、3.0份；共硫化剂TAIC的重量份可以为1.0份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2.0份；氧化镁的重量份可以为7.0份、7.3份、8.0份、8.5份、9.0份、9.7份、10.0份；白炭黑的重量份可以为15份、17份、19份、21份、23份、25份、27份、30份；纳米碳酸钙的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份；超细滑石粉的重量份可以为15份、16份、17份、18份、19份、20份；煅烧陶土的重量份可以为30份、33份、35份、37份、38份、40份；偏苯三酸三辛酯的重量份可以为2.5份、2.7份、2.9份、3.0份、3.2份；邻苯二甲酸二辛酯的重量份可以为2份、3份、4份、5份；防老剂RD的重量份可以为0.5份、0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份；防老剂NBC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；二硫化四甲基秋兰姆的重量份可以为0.5份、0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份、1.7份、2份；N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺的重量份可以为1.0份、1.3份、1.5份、1.7份、1.9份、2.1份、2.3份、2.7份、3.0份。
优选的，所述过氧化物硫化剂为过氧化苯甲酰、1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧)基己烷、1,4-双叔丁基过氧二异丙基苯、过氧苯甲酸叔丁脂、二异丙苯基过氧化物、叔丁基异丙苯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷、二叔丁基过氧化物及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔的一种或多种。
优选的，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5-36.3％，门尼粘度ML(1+4)125℃为60-80，挥发物≤0.25％。
优选的，硬脂酸铅中铅含量为27.3-27.9％，且过0.075mm筛的通过率为99.5％。
本发明采用氯化聚乙烯140B与三元乙丙橡胶为主料配合添加适量氯磺化聚乙烯，并采用过氧化物硫化剂与共硫化剂TAIC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，偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、二硫化四甲基秋兰姆及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强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，氯磺化聚乙烯15-25份，过氧化物硫化剂1-3份，共硫化剂TAIC1-2份，氧化镁7-10份，白炭黑15-30份，纳米碳酸钙5-10份，超细滑石粉15-20份，煅烧陶土30-40份，偏苯三酸三辛酯2.5-3.2份，邻苯二甲酸二辛酯2-5份，防老剂RD0.5-1.5份，防老剂NBC0.8-1.3份，二硫化四甲基秋兰姆0.5-2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份；
S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼1-2min；
S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至85-92℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至115-125℃，密炼时间为20-40s，其中在117-119℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放12-16h后加入过氧化物硫化剂、共硫化剂TAIC、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14.5-18MPa，硫化温度为155-165℃，硫化时间为2-5min得到船用高强耐老化橡胶材料。
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强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B60份，三元乙丙橡胶30份，氯磺化聚乙烯15份，2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷3份，共硫化剂TAIC1份，氧化镁10份，白炭黑15份，纳米碳酸钙10份，超细滑石粉15份，煅烧陶土40份，偏苯三酸三辛酯2.5份，邻苯二甲酸二辛酯5份，防老剂RD0.5份，防老剂NBC1.3份，二硫化四甲基秋兰姆0.5份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份；
S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼1min；
S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至92℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至115℃，密炼时间为40s，其中在117℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放16h后加入2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷、共硫化剂TAIC、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18MPa，硫化温度为155℃，硫化时间为5min得到船用高强耐老化橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种船用高强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B80份，三元乙丙橡胶20份，氯磺化聚乙烯25份，过氧化苯甲酰1份，共硫化剂TAIC2份，氧化镁7份，白炭黑30份，纳米碳酸钙5份，超细滑石粉20份，煅烧陶土30份，偏苯三酸三辛酯3.2份，邻苯二甲酸二辛酯2份，防老剂RD1.5份，防老剂NBC0.8份，二硫化四甲基秋兰姆2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份；
S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼2min；
S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至85℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至125℃，密炼时间为20s，其中在119℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放12h后加入过氧化苯甲酰、共硫化剂TAIC、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14.5MPa，硫化温度为165℃，硫化时间为2min得到船用高强耐老化橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种船用高强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B65份，三元乙丙橡胶27份，氯磺化聚乙烯17份，2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧)基己烷2.7份，共硫化剂TAIC1.3份，氧化镁8份，白炭黑17份，纳米碳酸钙9份，超细滑石粉17份，煅烧陶土37份，偏苯三酸三辛酯2.7份，邻苯二甲酸二辛酯4份，防老剂RD0.7份，防老剂NBC1.1份，二硫化四甲基秋兰姆0.7份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺2.7份，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5％，氯化聚乙烯的门尼粘度ML(1+4)125℃为80，氯化聚乙烯的挥发物为0.13％，硬脂酸铅中铅含量为27.3％，且硬脂酸铅过0.075mm筛的通过率为99.5％；
S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼1.7min；
S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至87℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至123℃，密炼时间为23s，其中在118.5℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放15h后加入2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧)基己烷、共硫化剂TAIC、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17MPa，硫化温度为157℃，硫化时间为4.5min得到船用高强耐老化橡胶材料。
实施例4
本发明提出的一种船用高强耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B75份，三元乙丙橡胶23份，氯磺化聚乙烯23份，二叔丁基过氧化物及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1.7份，共硫化剂TAIC1.7份，氧化镁9份，白炭黑27份，纳米碳酸钙6份，超细滑石粉19份，煅烧陶土33份，偏苯三酸三辛酯3份，邻苯二甲酸二辛酯3份，防老剂RD1.3份，防老剂NBC0.9份，二硫化四甲基秋兰姆1.7份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.3份，其中氯化聚乙烯的氯含量为36.3％，氯化聚乙烯的门尼粘度ML(1+4)125℃为60，氯化聚乙烯的挥发物为0.25％，硬脂酸铅中铅含量为27.9％，且硬脂酸铅过0.075mm筛的通过率为99.5％；
S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼1.2min；
S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至91℃；
S3、然后加入白炭黑密炼至117℃，密炼时间为37s，其中在117.5℃进行提栓操作；
S4、将S3制备的物料停放13h后加入二叔丁基过氧化物及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔、共硫化剂TAIC、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133℃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15MPa，硫化温度为163℃，硫化时间为2.3min得到船用高强耐老化橡胶材料。
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 (4)

1.一种船用高强耐老化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯140B60-80份，三元乙丙橡胶20-30份，氯磺化聚乙烯15-25份，过氧化物硫化剂1-3份，共硫化剂TAIC1-2份，氧化镁7-10份，白炭黑15-30份，纳米碳酸钙5-10份，超细滑石粉15-20份，煅烧陶土30-40份，偏苯三酸三辛酯2.5-3.2份，邻苯二甲酸二辛酯2-5份，防老剂RD0.5-1.5份，防老剂NBC0.8-1.3份，二硫化四甲基秋兰姆0.5-2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份；S1、首先将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶及氯磺化聚乙烯送入密炼机中混炼1-2min；S2、然后加入纳米碳酸钙、超细滑石粉、煅烧陶土、偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、防老剂RD及防老剂NBC混炼至85-92℃；S3、然后加入白炭黑密炼至115-125℃，密炼时间为20-40s，其中在117-119℃进行提栓操作；S4、将S3制备的物料停放12-16h后加入过氧化物硫化剂、共硫化剂TAIC、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14.5-18MPa，硫化温度为155-165℃，硫化时间为2-5min得到船用高强耐老化橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的船用高强耐老化橡胶材料，其特征在于，所述过氧化物硫化剂为过氧化苯甲酰、1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧)基己烷、1,4-双叔丁基过氧二异丙基苯、过氧苯甲酸叔丁脂、二异丙苯基过氧化物、叔丁基异丙苯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷、二叔丁基过氧化物及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的船用高强耐老化橡胶材料，其特征在于，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5-36.3％，门尼粘度ML(1+4)125℃为60-80，挥发物≤0.25％。
4.根据权利要求1所述的船用高强耐老化橡胶材料，其特征在于，硬脂酸铅中铅含量为27.3-27.9％，且过0.075mm筛的通过率为99.5％。
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