CN104788827A - 一种高性能船舶用橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种高性能船舶用橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能船舶用橡胶材料，其原料按重量份由以下原料组成：三元乙丙橡胶20-40份，聚丙烯20-30份，粉末丁腈橡胶30-40份，硫磺粉0.4-0.6份，促进剂TMTD1.2-1.4份，促进剂CZ1-1.3份，防老剂RD0.8-1.7份，防老剂MB0.5-1份，邻苯二甲酸二丁酯1.2-2.7份，乙二酸二辛酯0.4-0.9份，硬脂酸0.4-0.8份微晶蜡0.9-1.3份，氧化镁3-4份，碳黑N55040-60份，半补强炭黑30-40份，纳米重晶石1-3份。本发明物理机械性能优异，耐热、耐寒、耐油及耐腐蚀性能好，使用寿命长。

Description

一种高性能船舶用橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高性能船舶用橡胶材料及其制备方法。
背景技术
近几年，随着我国市场经济的快速发展，船舶工业作为当今世界基础工业之一获得迅速发展，而对与之配套的船舶用橡胶材料要求不断提高，由于船舶运行环境恶劣，各种事故的发生严重威胁着国家财产安全与工作人员安全，如何制备一种物理机械性能优异，耐热、耐寒、耐油及耐腐蚀性能好，使用寿命长的船舶用橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种高性能船舶用橡胶材料及其制备方法，物理机械性能优异，耐热、耐寒、耐油及耐腐蚀性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种石高性能船舶用橡胶材料，包括基料和辅料；
所述基料按重量份由以下原料组成：
三元乙丙橡胶                  20-40份，
聚丙烯                        20-30份，
粉末丁腈橡胶                  30-40份，
三元乙丙橡胶、聚丙烯和粉末丁腈橡胶的总重量份为100份；
所述辅料按重量份由以下原料组成：
优选地，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯及粉末丁腈橡胶的重量比为30：30：40。
优选地，所述三元乙丙橡胶、硫磺粉、促进剂TMTD及促进剂CZ的重量比为30:0.5:1:1。
优选地，纳米重晶石中粒径为20-60纳米。
一种高性能船舶用橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为70-75℃，得到中间物料；
S2、按配比将粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD、促进剂CZ以及S1得到的中间物料放入开炼机中混炼完全，混炼温度为80-85℃，然后升高温度至90-96℃混炼1-3min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
优选地，在S1中，按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为72℃，得到中间物料。
优选地，在S1中，按配比将粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD、促进剂CZ以及S1得到的中间物料放入开炼机中混炼完全，混炼温度为83℃，然后升高温度至95℃混炼2min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
本发明中，聚丙烯具有优越的耐热及耐腐蚀性能，聚丙烯与粉末丁腈橡胶共同作用，产品物理机械性能优异，耐酸碱性能好，耐热氧性，耐臭氧、耐低温性能好，耐油性能也较优异，在其中加入适量的三元乙丙橡胶，可以显著提高产品的耐候性能和耐热性能，并采用硫磺硫化，合理添加适量硫化促进剂TMTD与促进剂CZ，并配合加入适量的氧化镁，氧化镁具有酸吸收剂的作用，共硫化效果好，可得到综合效果好的胶料，其中使用软化剂邻苯二甲酸二丁酯与乙二酸二辛酯可可减弱大分子链之间的作用力，增加橡胶大分子的柔韧性，改善胶料的流动性和加工性能，改善耐低温性能，大大提高硫化胶耐寒性能，配合添加碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石作为补强剂，并与硬脂酸及微晶蜡共用，润滑性能好，物料混合均匀，胶料耐高低温及导热性能优异，补强填充效果好，耐撕裂，耐曲挠、回弹性能优异；本发明中，上述高性能船舶用橡胶材料物理机械性能优异，耐热、耐寒、耐油及耐腐蚀性能好，使用寿命长。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，一种高性能船舶用橡胶材料，其原料按重量份由以下原料组成：三元乙丙橡胶30份，聚丙烯30份，粉末丁腈橡胶40份，硫磺粉0.6份，促进剂TMTD1.2份，促进剂CZ1.3份，防老剂RD0.8份，防老剂MB1份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，乙二酸二辛酯0.9份，硬脂酸0.4份，微晶蜡1.3份，氧化镁3份，碳黑N55060份，半补强炭黑30份，纳米重晶石3份，其中三元乙丙橡胶、聚丙烯及粉末丁腈橡胶作为基料，在原料中所占的总重量份为100份，纳米重晶石中粒径为20纳米。
在制备过程中，按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为75℃，将得到的物料与按配比称取的粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD及促进剂CZ放入开炼机中混炼完全，混炼温度为80℃，然后升高温度至96℃混炼1min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
实施例2
一种高性能船舶用橡胶材料，其原料按重量份由以下原料组成：三元乙丙橡胶40份，聚丙烯20份，粉末丁腈橡胶40份，硫磺粉0.4份，促进剂TMTD1.4份，促进剂CZ1份，防老剂RD1.7份，防老剂MB0.5份，邻苯二甲酸二丁酯2.7份，乙二酸二辛酯0.4份，硬脂酸0.8份，微晶蜡0.9份，氧化镁4份，碳黑N55040份，半补强炭黑40份，纳米重晶石1份，其中三元乙丙橡胶、聚丙烯及粉末丁腈橡胶作为基料，在原料中所占的总重量份为100份，纳米重晶石中粒径为60纳米。
在制备过程中，按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为70℃，将得到的物料与按配比称取的粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD及促进剂CZ放入开炼机中混炼完全，混炼温度为85℃，然后升高温度至90℃混炼3min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
实施例3
一种高性能船舶用橡胶材料，其原料按重量份由以下原料组成：三元乙丙橡胶30份，聚丙烯30份，粉末丁腈橡胶40份，硫磺粉0.5份，促进剂TMTD1份，促进剂CZ1份，防老剂RD1.5份，防老剂MB0.85份，邻苯二甲酸二丁酯2.5份，乙二酸二辛酯0.5份，硬脂酸0.7份，微晶蜡1.25份，氧化镁3.5份，碳黑N55055份，半补强炭黑32份，纳米重晶石2.5份，其中三元乙丙橡胶、聚丙烯及粉末丁腈橡胶作为基料，在原料中所占的总重量份为100份，纳米重晶石中粒径为45纳米。
在制备过程中，按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为72℃，将得到的物料与按配比称取的粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD及促进剂CZ放入开炼机中混炼完全，混炼温度为83℃，然后升高温度至95℃混炼2min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
在实施例1-3中，聚丙烯具有优越的耐热及耐腐蚀性能，聚丙烯与粉末丁腈橡胶共同作用，产品物理机械性能优异，耐酸碱性能好，耐热氧性，耐臭氧、耐低温性能好，耐油性能也较优异，在其中加入适量的三元乙丙橡胶，可以显著提高产品的耐候性能和耐热性能，并采用硫磺硫化，合理添加适量硫化促进剂TMTD与促进剂CZ，并配合加入适量的氧化镁，氧化镁具有酸吸收剂的作用，共硫化效果好，可得到综合效果好的胶料，其中使用软化剂邻苯二甲酸二丁酯与乙二酸二辛酯可可减弱大分子链之间的作用力，增加橡胶大分子的柔韧性，改善胶料的流动性和加工性能，改善耐低温性能，大大提高硫化胶耐寒性能，配合添加碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石作为补强剂，并与硬脂酸及微晶蜡共用，润滑性能好，物料混合均匀，胶料耐高低温及导热性能优异，补强填充效果好，耐撕裂，耐曲挠、回弹性能优异；本发明中，上述高性能船舶用橡胶材料物理机械性能优异，耐热、耐寒、耐油及耐腐蚀性能好，使用寿命长。
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 (7)

1.一种高性能船舶用橡胶材料，其特征在于，包括基料和辅料；
所述基料按重量份由以下原料组成：
三元乙丙橡胶                  20-40份，
聚丙烯                        20-30份，
粉末丁腈橡胶                  30-40份，
三元乙丙橡胶、聚丙烯和粉末丁腈橡胶的总重量份为100份；
所述辅料按重量份由以下原料组成：
2.根据权利要求1所述的高性能船舶用橡胶材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯及粉末丁腈橡胶的重量比为30：30：40。
3.根据权利要求1所述的高性能船舶用橡胶材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶、硫磺粉、促进剂TMTD及促进剂CZ的重量比为30:0.5:1:1。
4.根据权利要求1所述的高性能船舶用橡胶材料，其特征在于，纳米重晶石中粒径为20-60纳米。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高性能船舶用橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为70-75℃，得到中间物料；
S2、按配比将粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD、促进剂CZ以及S1得到的中间物料放入开炼机中混炼完全，混炼温度为80-85℃，然后升高温度至90-96℃混炼1-3min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
6.根据权利要求5所述的高性能船舶用橡胶材料的制备方法，其特征在于，在S1中，按配比将三元乙丙橡胶、聚丙烯、硫磺粉、防老剂RD、防老剂MB、邻苯二甲酸二丁酯、乙二酸二辛酯、硬脂酸、微晶蜡及氧化镁送入密炼机中混炼均匀，混炼温度为72℃，得到中间物料。
7.根据权利要求1所述的高性能船舶用橡胶材料，其特征在于，在S1中，按配比将粉末丁腈橡胶、碳黑N550、半补强炭黑及纳米重晶石、促进剂TMTD、促进剂CZ以及S1得到的中间物料放入开炼机中混炼完全，混炼温度为83℃，然后升高温度至95℃混炼2min，加工成型得到高性能船舶用橡胶材料。
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