CN104212007A - 一种磁性减震橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁性减震橡胶材料，涉及汽车用橡胶领域，所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶98～102份、硫磺1～3份、硬脂酸1～3份、氯化锌4～6份、N-芳基-N烷基对苯二铵1～3份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.5～1.5份、均匀剂1～3份、二硫化苯并噻唑0.5～1.0份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1～2份、领苯二甲酸二辛酯0.4～1.2份、炭黑26～32份和锶铁氧体磁性纳米粒子30～60份，本发明还公开了一种磁性减震橡胶材料的制备方法，包括胶料混炼，硫化和磁化三个工艺步骤，该种方法制备出的橡胶材料磁性能优异，减震性能优良，且力学性能优异，抗拉、抗剪性能好，断裂伸长率高，不易损坏，制备工艺简单，易掌握。
Description
技术领域
本发明涉及汽车用橡胶领域，具体涉及一种磁性减震橡胶材料和一种磁性减震橡胶材料的制备方法。
背景技术
磁性橡胶是一种向橡胶基材中加入不同种类的磁性粒子制备得到的功能性复合材料，从磁性能上来分，磁性橡胶也可以分为软磁性和硬磁性橡胶两种，它是带有磁性的弹性体材料的总称，磁性橡胶用途相当广泛，随着科技的不断进步，磁性橡胶的应用也出现日新月异的变化，在密封条、密封圈、电磁屏蔽、减震等领域得到广泛的应用，如电冰箱密封条、计算机存储及记忆装置、电磁屏蔽装置、电视音响、教具、玩具及医疗器械，申请号为CN 201410243323.3公开了一种磁性橡胶材料，其特征在于包括如下组分：标胶60～80份；氯丁胶25～35份；炭黑20～30份；二丁脂15～25份；氧化锌3～7份；氧化镁1～5份；镍锌铁氧体40～50份；硬脂酸1.5～2.5份；促进剂M0.3～0.7份；促进剂DM0.5～1.5份；促进剂NA-220.3～0.7份；促进剂TT0.03～0.07份；防老剂40100.4～0.8份；防老剂RD0.4～0.8份；硫磺1.4～1.8份以重量份计，该发明使用混炼、硫化等步骤有效提高材料可塑度，可塑度在0.55以上；本发明在充磁后再进行硫化，可永久的保持材料的磁性，但是该种橡胶材料的力学性能较差，减震性弱，且制备方法较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种耐腐蚀性、耐臭氧性、耐紫外线性好，力学性能优异，耐磨性强的磁性减震橡胶材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种磁性减震橡胶材料，所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶98～102份、硫磺1～3份、硬脂酸1～3份、氯化锌4～6份、N-芳基-N烷基对苯二铵1～3份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.5～1.5份、均匀剂1～3份、二硫化苯并噻唑0.5～1.0份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1～2份、领苯二甲酸二辛酯0.4～1.2份、炭黑26～32份和锶铁氧体磁性纳米粒子30～60份。
优选的，所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶100份、硫磺1.2份、硬脂酸2份、氯化锌5份、N-芳基-N烷基对苯二铵2份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.8份、均匀剂1～3份、二硫化苯并噻唑0.8份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1.5份、领苯二甲酸二辛酯0.9份、炭黑30份和锶铁氧体磁性纳米粒子40份。
一种磁性减震橡胶材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进行，
(1)胶料混炼：先将开炼机升至一定温度，加入丁晴橡胶胶料塑炼5～10min，先添加硫磺，再按顺序加入硬脂酸、氧化锌、N-芳基-N烷基对苯二铵、2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉均匀剂、磁粉、炭黑和领苯二甲酸二辛酯，最后加入二硫化苯并噻唑、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰和锶铁氧体磁性纳米粒子，待均匀后出片，控制混炼时间为26～35min；
(2)硫化：将模具预热到150～160℃，将步骤(1)中制得的混炼胶在室温下放置23～25h后裁剪、称量并放入涂有脱模剂的模具中，在25t平板硫化机上加压到13～18MPa，保温保压30～40min，取出模具，将硫化后的材料在室温下放置48～50h；
(3)磁化：将步骤(2)中制得的材料放入磁化仪中进行充磁处理。
优选的，所述步骤(1)中开炼机的预热温度为40～45℃。
优选的，所述步骤(1)中控制混炼过程中开炼机的辊温为50～60℃。
优选的，所述步骤(3)中所用的磁化仪为TSK-H1540电容充磁机磁化仪。
采用本发明的技术方案，采用硬磁锶铁氧体磁粉添加到丁腈橡胶基材中，制备具有类似磁流弹性体性质的硬磁磁性减震橡胶，制备出的产品的性能可以随着外加磁场的变化而变化，本方法中通过优化磁性减震橡胶材料的化学成分配比，严格控制制备过程中混炼、硫化以及磁化工艺过程中的各个工艺参数，使得制备出的橡胶材料磁性能优异，不易退磁，减震性能优良，能够起到很好的减震作用，且力学性能优异，抗拉、抗剪性能好，断裂伸长率高，不易损坏，制备工艺简单，易掌握。
具体实施方式
实施例1：
一种磁性减震橡胶材料及其制备方法，所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶100份、硫磺1.2份、硬脂酸1份、氯化锌4份、N-芳基-N烷基对苯二铵3份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.8份、均匀剂1份、二硫化苯并噻唑0.8份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1.5份、领苯二甲酸二辛酯1.2份、炭黑30份和锶铁氧体磁性纳米粒子45份。
一种磁性减震橡胶材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进行，
(1)胶料混炼：先将开炼机升至42℃，加入丁晴橡胶胶料塑炼6min，先添加硫磺，再按顺序加入硬脂酸、氧化锌、N-芳基-N烷基对苯二铵、2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉均匀剂、磁粉、炭黑和领苯二甲酸二辛酯，最后加入二硫化苯并噻唑、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰和锶铁氧体磁性纳米粒子，待均匀后出片，控制混炼时间为27min，控制开炼机的辊温为50℃；
(2)硫化：将模具预热到150℃，将步骤(1)中制得的混炼胶在室温下放置23h后裁剪、称量并放入涂有脱模剂的模具中，在25t平板硫化机上加压到14MPa，保温保压30min，取出模具，将硫化后的材料在室温下放置48h；
(3)磁化：将步骤(2)中制得的材料放入TSK-H1540电容充磁机磁化仪中进行充磁处理。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶100份、硫磺1.2份、硬脂酸2份、氯化锌5份、N-芳基-N烷基对苯二铵2份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.8份、均匀剂2份、二硫化苯并噻唑0.8份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1.5份、领苯二甲酸二辛酯0.9份、炭黑30份和锶铁氧体磁性纳米粒子40份；所述步骤(1)中，控制开炼机预热温度为43℃，控制混炼时间为28min，控制开炼机的辊温为55℃；所述步骤(2)中，控制模具预热温度为155℃，控制混炼胶的放置时间为24h，控制硫化机的压力为15MPa，保温保压35min，硫化后放置49h。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶100份、硫磺1.5份、硬脂酸3份、氯化锌4份、N-芳基-N烷基对苯二铵2份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.9份、均匀剂3份、二硫化苯并噻唑0.8份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1.8份、领苯二甲酸二辛酯1份、炭黑32份和锶铁氧体磁性纳米粒子50份；所述步骤(1)中，控制开炼机预热温度为45℃，控制混炼时间为33min，控制开炼机的辊温为58℃；所述步骤(2)中，控制模具预热温度为159℃，控制混炼胶的放置时间为25h，控制硫化机的压力为16MPa，保温保压38min，硫化后放置49h。
经过以上工艺步骤后，取出磁性减震橡胶样品，待测：
由以上数据可知，制备出的磁性减震橡胶样品的饱和磁化强度高，充磁性好，在0～40℃之间橡胶材料处于高弹态，减震性能优异，且是一种永磁性的橡胶复合材料，拉断伸长率在800％以上，不易被拉断，且制备工艺简单，易操作。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种磁性减震橡胶材料，其特征在于：所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶98～102份、硫磺1～3份、硬脂酸1～3份、氯化锌4～6份、N-芳基-N烷基对苯二铵1～3份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.5～1.5份、均匀剂1～3份、二硫化苯并噻唑0.5～1.0份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1～2份、领苯二甲酸二辛酯0.4～1.2份、炭黑26～32份和锶铁氧体磁性纳米粒子30～60份。
2.根据权利要求1所述的一种磁性减震橡胶材料，其特征在于：所述磁性减震橡胶材料的化学成分配比包括丁晴橡胶100份、硫磺1.2份、硬脂酸2份、氯化锌5份、N-芳基-N烷基对苯二铵2份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉0.8份、均匀剂1～3份、二硫化苯并噻唑0.8份、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰1.5份、领苯二甲酸二辛酯0.9份、炭黑30份和锶铁氧体磁性纳米粒子40份。
3. 一种根据权利要求1或2所述的磁性减震橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述的制备工艺按照以下步骤进行，
（1）胶料混炼：先将开炼机升至一定温度，加入丁晴橡胶胶料塑炼5～10min，先添加硫磺，再按顺序加入硬脂酸、氧化锌、N-芳基-N烷基对苯二铵、2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉均匀剂、磁粉、炭黑和领苯二甲酸二辛酯，最后加入二硫化苯并噻唑、N-环乙基-2-并噻唑次磺酰和锶铁氧体磁性纳米粒子，待均匀后出片，控制混炼时间为26～35min；
（2）硫化：将模具预热到150～160℃，将步骤（1）中制得的混炼胶在室温下放置23～25h后裁剪、称量并放入涂有脱模剂的模具中，在25t平板硫化机上加压到13～18MPa，保温保压30～40min，取出模具，将硫化后的材料在室温下放置48～50h；
（3）磁化：将步骤（2）中制得的材料放入磁化仪中进行充磁处理。
4. 根据权利要求3所述的一种磁性减震橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中开炼机的预热温度为40～45℃。
5. 根据权利要求3所述的一种磁性减震橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中控制混炼过程中开炼机的辊温为50～60℃。
6. 根据权利要求3所述的一种磁性减震橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中所用的磁化仪为TSK-H1540电容充磁机磁化仪。
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