CN105111554A - 一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶52-55份，氯丁橡胶27-30份，天然橡胶20-25份，硅烷偶联剂A-151？1.8-2.2份，炭黑16-19份，方解石粉11-15份，陶土10-13份，重晶石粉7-10份，氧化镁4-7份，硫磺1.4-1.8份，促进剂DM？2.2-2.6份，促进剂H？1.5-1.8份，防老剂616？2.5-3份，防老剂DFC-34？1.2-1.6份。本发明强度高、抗撕裂性能好且耐高温、耐油性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
背景技术
橡胶材料属于非极性物质，根据相似相溶原理，橡胶材料往往易在油液中溶解，这样不利于橡胶材料在分布有油液的环境中使用，而一些橡胶材料需要在高温环境下使用，另外，橡胶材料在使用过程中往往面临各种外力的作用，这些都会导致橡胶材料的物理力学性能变化。为了提高橡胶材料的耐高温或耐油的性能，人们在制备橡胶材料的过程中添加配合剂，然而这种方式仍然满足不了需求，如何制备一种耐高温、耐油性能优异且强度高、抗撕裂的橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，强度高、抗撕裂性能好且耐高温、耐油性能优异。
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶52-55份，氯丁橡胶27-30份，天然橡胶20-25份，硅烷偶联剂A-1511.8-2.2份，炭黑16-19份，方解石粉11-15份，陶土10-13份，重晶石粉7-10份，氧化镁4-7份，硫磺1.4-1.8份，促进剂DM2.2-2.6份，促进剂H1.5-1.8份，防老剂6162.5-3份，防老剂DFC-341.2-1.6份；
其中，氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将丁腈橡胶和氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包，再加入方解石粉、云母粉和钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入氧化锌、氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A；再将物料A薄通，下片，放置，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶；
制备过程中，预热密炼机，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，然后排胶，出片，静置冷却得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
优选地，天然橡胶的含水量为6-7wt％。
优选地，氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶的重量比为53-54：28-29：22-23。
优选地，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶53-54份，氯丁橡胶28-29份，天然橡胶22-23份，硅烷偶联剂A-1511.9-2.1份，炭黑17-18份，方解石粉12-13份，陶土11-12份，重晶石粉8-9份，氧化镁5-6份，硫磺1.5-1.6份，促进剂DM2.4-2.5份，促进剂H1.6-1.7份，防老剂6162.6-2.8份，防老剂DFC-341.3-1.5份。
优选地，氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将50-53份丁腈橡胶和24-27份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包7-9次，再加入12-15份方解石粉、5-8份云母粉和1.6-1.9份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入6-9份氧化锌、4-6份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为150-155℃，一次硫化时间为17-20min，一次硫化过程中搅拌速度为102-108rpm；再将物料A薄通，下片，放置20-22h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为175-180℃，二次硫化时间为40-45min，二次硫化过程中搅拌速度为100-110rpm。
优选地，氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将51-52份丁腈橡胶和25-26份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包8-9次，再加入13-14份方解石粉、6-7份云母粉和1.7-1.8份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入7-8份氧化锌、4.5-5份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为152-154℃，一次硫化时间为18-19min，一次硫化过程中搅拌速度为105-106rpm；再将物料A薄通，下片，放置20.5-21h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为176-178℃，二次硫化时间为42-44min，二次硫化过程中搅拌速度为104-108rpm。
优选地，制备过程中，预热密炼机到75-80℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼25-30min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.6-1MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在120-125℃，然后排胶，出片，静置冷却20-22h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
优选地，制备过程中，预热密炼机到76-78℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼26-28min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.7-0.8MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在122-124℃，然后排胶，出片，静置冷却20.5-21h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
本发明采用氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶作为主料，使本发明具备优良的耐油、耐高温性能，同时使本发明强度高、抗撕裂性能优异；其中氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将丁腈橡胶和氟醚橡胶通过一次硫化、二次硫化融合，橡胶分子间形成的“网状结构”含有牢固的C-C键，使本发明具备高强度，而氟醚橡胶是玩基乙烯基单体代替氟橡胶中全氟丙烯单体的共聚物，具有极佳的耐候性，能够在高温和低温条件下保持本发明的强度、耐油、耐磨等特性，同时由于氟醚橡胶分子主链上碳原子链接氟原子，形成了键距短、键能极大的C-F键，而氟原子密集地包围着C-C主键，进一步保护主链不被冲击、破坏，使本发明具备优良的耐候性、强度、耐油性能、抗撕裂性能；以硫磺、促进剂DM、促进剂H构成的硫化体系具有硫化速度快、安全系数高的特点，能够显著提高各种主料分子间交联程度，大大增强本发明的强度、抗撕裂性能和耐高温、耐油性能；炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁作为填充补强材料的添加，能够在硅烷偶联剂A-151的作用下，均匀地分散在橡胶主料分子之间，进一步提高了本发明强度和抗撕裂性能；防老剂616、防老剂DFC-34的添加，增强了本发明的抗氧化、耐老化性能，延长本发明的使用寿命。
具体实施方式
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
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶55份，氯丁橡胶27份，天然橡胶25份，硅烷偶联剂A-1511.8份，炭黑19份，方解石粉11份，陶土13份，重晶石粉7份，氧化镁7份，硫磺1.4份，促进剂DM2.6份，促进剂H1.5份，防老剂6163份，防老剂DFC-341.2份；
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将53份丁腈橡胶和24份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包9次，再加入12份方解石粉、8份云母粉和1.6份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入9份氧化锌、4份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为155℃，一次硫化时间为17min，一次硫化过程中搅拌速度为108rpm；再将物料A薄通，下片，放置20h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为180℃，二次硫化时间为40min，二次硫化过程中搅拌速度为110rpm；
制备过程中，预热密炼机到75℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼30min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.6MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在125℃，然后排胶，出片，静置冷却20h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶52份，氯丁橡胶30份，天然橡胶20份，硅烷偶联剂A-1512.2份，炭黑16份，方解石粉15份，陶土10份，重晶石粉10份，氧化镁4份，硫磺1.8份，促进剂DM2.2，促进剂H1.8份，防老剂6162.5份，防老剂DFC-341.6份；
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将50份丁腈橡胶和27份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包7次，再加入15份方解石粉、5份云母粉和1.9份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入6份氧化锌、6份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为150℃，一次硫化时间为20min，一次硫化过程中搅拌速度为102rpm；再将物料A薄通，下片，放置22h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为175℃，二次硫化时间为45min，二次硫化过程中搅拌速度为100rpm；
制备过程中，预热密炼机到80℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼25min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压1MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在120℃，然后排胶，出片，静置冷却22h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶54份，氯丁橡胶28份，天然橡胶23份，硅烷偶联剂A-1511.9份，炭黑18份，方解石粉12份，陶土12份，重晶石粉8份，氧化镁6份，硫磺1.5份，促进剂DM2.5份，促进剂H1.6份，防老剂6162.8份，防老剂DFC-341.3份；
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将52份丁腈橡胶和25份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包9次，再加入13份方解石粉、7份云母粉和1.7份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入8份氧化锌、4.5份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为154℃，一次硫化时间为18min，一次硫化过程中搅拌速度为106rpm；再将物料A薄通，下片，放置20.5h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为178℃，二次硫化时间为42min，二次硫化过程中搅拌速度为108rpm；
制备过程中，预热密炼机到76℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼28min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.7MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在124℃，然后排胶，出片，静置冷却20.5h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
实施例4
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶53份，氯丁橡胶29份，天然橡胶22份，硅烷偶联剂A-1512.1份，炭黑17份，方解石粉13份，陶土11份，重晶石粉9份，氧化镁5份，硫磺1.6份，促进剂DM2.4份，促进剂H1.7份，防老剂6162.6份，防老剂DFC-341.5份；
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将51份丁腈橡胶和26份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包8次，再加入14份方解石粉、6份云母粉和1.8份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入7份氧化锌、5份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为152℃，一次硫化时间为19min，一次硫化过程中搅拌速度为105rpm；再将物料A薄通，下片，放置21h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为176℃，二次硫化时间为44min，二次硫化过程中搅拌速度为104rpm；
制备过程中，预热密炼机到78℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼26min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.8MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在122℃，然后排胶，出片，静置冷却21h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
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 (8)
1.一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶52-55份，氯丁橡胶27-30份，天然橡胶20-25份，硅烷偶联剂A-1511.8-2.2份，炭黑16-19份，方解石粉11-15份，陶土10-13份，重晶石粉7-10份，氧化镁4-7份，硫磺1.4-1.8份，促进剂DM2.2-2.6份，促进剂H1.5-1.8份，防老剂6162.5-3份，防老剂DFC-341.2-1.6份；
其中，氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将丁腈橡胶和氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包，再加入方解石粉、云母粉和钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入氧化锌、氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A；再将物料A薄通，下片，放置，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶；
制备过程中，预热密炼机，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，然后排胶，出片，静置冷却得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
2.根据权利要求1所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，天然橡胶的含水量为6-7wt％。
3.根据权利要求1或2所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶的重量比为53-54：28-29：22-23。
4.根据权利要求1-3任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氟醚改性丁腈橡胶53-54份，氯丁橡胶28-29份，天然橡胶22-23份，硅烷偶联剂A-1511.9-2.1份，炭黑17-18份，方解石粉12-13份，陶土11-12份，重晶石粉8-9份，氧化镁5-6份，硫磺1.5-1.6份，促进剂DM2.4-2.5份，促进剂H1.6-1.7份，防老剂6162.6-2.8份，防老剂DFC-341.3-1.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将50-53份丁腈橡胶和24-27份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包7-9次，再加入12-15份方解石粉、5-8份云母粉和1.6-1.9份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入6-9份氧化锌、4-6份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为150-155℃，一次硫化时间为17-20min，一次硫化过程中搅拌速度为102-108rpm；再将物料A薄通，下片，放置20-22h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为175-180℃，二次硫化时间为40-45min，二次硫化过程中搅拌速度为100-110rpm。
6.根据权利要求1-5任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中，将51-52份丁腈橡胶和25-26份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料，过程中打三角包8-9次，再加入13-14份方解石粉、6-7份云母粉和1.7-1.8份钛酸酯偶联剂，混炼均匀后加入7-8份氧化锌、4.5-5份氧化镁，继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A，一次硫化温度为152-154℃，一次硫化时间为18-19min，一次硫化过程中搅拌速度为105-106rpm；再将物料A薄通，下片，放置20.5-21h后，投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶，二次硫化温度为176-178℃，二次硫化时间为42-44min，二次硫化过程中搅拌速度为104-108rpm。
7.根据权利要求1-6任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，制备过程中，预热密炼机到75-80℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼25-30min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.6-1MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在120-125℃，然后排胶，出片，静置冷却20-22h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
8.根据权利要求1-7任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料，其特征在于，制备过程中，预热密炼机到76-78℃，投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼26-28min后得到物料B，再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼，混炼均匀后，抽真空挤出得到物料C，维持负压0.7-0.8MPa，将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料；将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼，温度控制在122-124℃，然后排胶，出片，静置冷却20.5-21h，得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
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