CN105153498B - 一种nbr/pvc/mxdp高耐磨橡胶材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，涉及一种橡胶材料的制备方法，配比例以重量计，其组分包括NBR/PVC合金100份、耐磨剂1‑14份、炭黑50‑60份、硫化活性剂6‑8份、防老剂1‑3份、软化剂4‑6份、交联剂2‑3份、助交联剂0.5‑1份、增塑剂1‑20份。将NBR/PVC合金加入到转矩流变仪中，然后加入三元尼龙；将转矩后的NBR/PVC合金与三元尼龙混合物在开炼机上薄通4次，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、防老剂，防护蜡，混炼均匀后依次加入炭黑、增塑剂，进一步混炼最后加入DCP、TAIC；之后混炼胶、硫化。本发明通过三元尼龙的使用以及橡胶采用NBR/PVC合金，使硫化胶的拉伸强度及耐磨性提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶材料的制备方法，特别是涉及一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法。
背景技术
橡胶衬板具有重量轻、耗电少、维修方便、产品成本低、经济效益好、噪音低等优点，已广泛应用于矿山筛选，但现如今橡胶衬板耐磨性差及使用寿命短是如今面临的最大难题，所以开发耐磨性好、使用寿命长的橡胶衬板是势在必行的。NBR/PVC合金具有较好的耐油性、耐热性、耐磨性、气密性和耐化学腐蚀性；三元尼龙的耐蠕变和抗疲劳性能优异，耐磨性能较好，摩擦系数小，磨耗量小，适用于一些需要长期磨耗的部位，并且由于其本身具有内润滑作用，所以使用中不需要润滑，自身就可以克服或减少在动态条件下使用时的生热现象，保持材料的稳定性；因此，在丁腈橡胶中添加三元尼龙会大幅度的提高硫化胶的物理机械性能，另外，采用NBR/PVC合金来生产橡胶衬板，并在其中添加三元尼龙、NAPM及液体丁腈未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，该方法通过三元尼龙的添加，可以大幅度提高硫化胶的拉伸强度及耐磨性，防老剂采用NAPM，硫化胶的抗老化性能明显提高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，所述方法包括以下混炼胶及其硫化胶的过程：
a.先将NBR/PVC合金加入到165℃的转矩流变仪中，转1分半，然后加入三元尼龙，转9分钟后取出待用；
b.将转矩后的NBR/PVC合金与三元尼龙混合物在开炼机上薄通4次，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、防老剂，防护蜡，混炼均匀后依次加入炭黑、增塑剂，进一步混炼最后加入DCP、TAIC；之后将混炼胶打包10次，混合均匀下片，停放24小时待用；
c.将停放24小时的胶片返炼重新下片，留以待用；
d.将步骤c中的反炼胶放到平板硫化机上进行硫化，温度控制在160℃，硫化时间用硫变仪测得而定；到达时间后，取出硫化胶，将其自然冷却，即得到丁腈硫化胶，用于测定力学性能。
所述的一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，所述高耐磨橡胶材料配比例以重量计，NBR/PVC合金 100份、耐磨剂1-14份、炭黑50-60份、硫化活性剂6-8份、防老剂1-3份、软化剂4-6份、交联剂2-3份、助交联剂0.5-1份、增塑剂 1-20份。
所述的一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，所述材料橡胶采用NBR/PVC合金，耐磨剂采用三元尼龙。
所述的一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，所述硫化胶力学性能的检测，将4所描述的硫化胶放入热空气老化箱中在150℃下经历72小时后，取出样品，自然冷却，即得到老化后样品，用于测定老化后硫化胶力学性能。
本发明耐磨剂为三元尼龙（MXDP），炭黑为中超耐磨炉黑（N234）和超耐磨炉黑（N115)，硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸，防老剂为N-4(苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺（NAPM），软化剂为古马隆，交联剂为过氧化二异丙苯（DCP），助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC），增塑剂为液体丁腈（LNBR）和防护蜡。
防老剂采用NAPM，由上海奉贤联工助剂厂提供；
炭黑采用N115，由朝阳黑猫伍兴岐炭黑有限责任公司提供。
本发明的优点与效果是：
1、本发明公开了一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，通过三元尼龙的添加，可以大幅度提高硫化胶的拉伸强度及耐磨性。
2、本发明公开了一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，防老剂采用NAPM，硫化胶的抗老化性能明显提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明所用的原料和试剂包括：丁腈橡胶（NBR），3345，宁波顺泽橡胶有限公司。氧化锌（ZnO），工业级，大连氧化锌厂。硬脂酸，工业级，沈阳市新化试剂厂。古马隆，市售。DCP，工业级，国药集团制药有限公司。NAPM，工业级，上海奉贤联工助剂厂。TAIC，工业级，市售。防护蜡，分析纯，市售。LNBR，X820，深圳市佳迪达化工有限公司。N234，工业级，朝阳黑猫伍兴岐炭黑有限责任公司，N115，工业级，朝阳黑猫伍兴岐炭黑有限责任公司。三元尼龙（MXDP），X820，深圳市佳迪达化工有限公司。
本发明所用的仪器设备包括：
双辊开放式炼胶机，XK-160，青岛环球机械股份有限公司。流变仪，UR-2030SD，优肯科技股份有限公司。平板硫化机，XLB-DQ400×400×2E，青岛环球机械股份有限公司。冲片机，CP-25，上海化工机械四厂。邵尔橡塑硬度计，XHS，营口市材料试验机厂。微机电子控制万能试验机，RGL-RH2000-A，台湾高铁科技股份有限公司。老化试验箱，GT-7017-M型，台湾高铁科技股份有限公司。
以下给出15个实施例和一个对比例，但须指出，本发明的实施不限于以下实施方式。
实施例1 一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，配比以重量计，其组分包括：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 9份、三元尼龙 3份。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其混炼胶及其硫化胶的制备步骤：
1.先将NBR/PVC合金加入到165℃的转矩流变仪中，转1分钟，然后加入三元尼龙，转8分钟后取出待用；
2.将转矩后的NBR/PVC合金与三元尼龙混合物在开炼机上薄通3次，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、防老剂，防护蜡，混炼均匀后依次加入炭黑、增塑剂，进一步混炼最后加入DCP、TAIC；之后将混炼胶打包12次，混合均匀下片，停放24小时待用；
3.将停放24小时的胶片返炼重新下片，留以待用。
4.将步骤c中的反炼胶放到平板硫化机上进行硫化，温度控制在160℃，硫化时间用硫变仪测得而定；到达时间后，取出硫化胶，将其自然冷却，即得到丁腈硫化胶，用于测定力学性能。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料硫化胶老化后样品的制备方法：
将上述硫化胶放入热空气老化箱中在150℃下经历72小时后，取出样品，自然冷却，即得到老化后样品，用于测定老化后硫化胶力学性能。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1；其硫化胶的性能测试分为拉伸性能测试，按GB/T 528—2009进行；邵尔硬度测试，按GB/T531.1—2008进行；磨耗性能测试：按GB/T 1689—2014进行，样品老化过程按照GB/T3512—2014标准进行。本实施例中所述的一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例2 本实施例与实施例1的区别在于，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 9份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例3 本实施例与实施例1的区别在于，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 9份、三元尼龙 9份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例4 本实施例与实施例1的区别在于，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 9份、三元尼龙 12份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例5本实施例与实施例1的区别在于，降低了LNBR的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例6本实施例与实施例1的区别在于，降低了LNBR的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 6份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例7本实施例与实施例1的区别在于，提高了LNBR的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 12份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例8本实施例与实施例1的区别在于，改变了LNBR的使用量，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 15份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例9本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 50份、炭黑N115 5份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例10本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 45份、炭黑N115 10份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例11本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 40份、炭黑N115 15份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例12本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 35份、炭黑N115 20份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例13本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 30份、炭黑N115 25份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例14本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 25份、炭黑N115 30份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
实施例15本实施例与实施例1的区别在于，炭黑采用N234与N115复配，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 20份、炭黑N115 35份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 3份、三元尼龙 6份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本实施例所述一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
对比例1本对比例与实施例1的区别在于，未添加三元尼龙，具体配方：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 20份、炭黑N115 35份、氧化锌 4份、硬脂酸 1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 9份。
本对比例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
本对比例所述一种NBR/PVC高耐磨橡胶材料的制备方法，其硫化特性见表1，其硫化胶性能测试结果见表2。
表1 硫化特性表
| 测试项目 | MH | ML | t10 | t90 |
| 实施例1 | 6.85 | 0.87 | 1:10 | 15:14 |
| 实施例2 | 7.1 | 0.62 | 0:58 | 14:50 |
| 实施例3 | 6.49 | 0.94 | 1:11 | 17:15 |
| 实施例4 | 6.64 | 0.93 | 1:12 | 17:33 |
| 实施例5 | 4.51 | 0.95 | 0:55 | 11:45 |
| 实施例6 | 5.92 | 1.11 | 0:59 | 14:59 |
| 实施例7 | 4.98 | 0.86 | 1:00 | 14:43 |
| 实施例8 | 5.64 | 1.14 | 1:09 | 16:34 |
| 实施例9 | 6.3 | 0.35 | 0:33 | 14:21 |
| 实施例10 | 6.32 | 0.35 | 0:36 | 14:23 |
| 实施例11 | 6.41 | 0.56 | 0:48 | 14:35 |
| 实施例12 | 6.14 | 0.64 | 1:03 | 15:09 |
| 实施例13 | 6.46 | 0.87 | 1:26 | 15:50 |
| 实施例14 | 6.48 | 0.92 | 1:14 | 15:44 |
| 实施例15 | 6.54 | 1.03 | 1:45 | 16:36 |
| 对比例1 | 4.01 | 0.32 | 0:22 | 14:11 |
表2 力学性能表
| 测试项目 | 拉伸强度/MPa | 300%定伸应力/MPa | 断裂伸长率/% | 磨耗值/（cm3/1.61km） | 老化后拉伸强度/MPa | 老化后断裂伸长率/% | 老化后磨耗值/（cm3/1.61km） |
| 实施例1 | 24.5 | 12.52 | 396.03 | 0.047 | 21.7 | 226.82 | 0.054 |
| 实施例2 | 25.12 | 14.21 | 362.38 | 0.04 | 23.12 | 201.41 | 0.053 |
| 实施例3 | 24.34 | 13.46 | 364.52 | 0.048 | 21.95 | 206.18 | 0.061 |
| 实施例4 | 23.77 | 13.37 | 342.6 | 0.053 | 21.05 | 184.46 | 0.062 |
| 实施例5 | 24.95 | 15.55 | 309.47 | 0.046 | 20.69 | 196.2 | 0.06 |
| 实施例6 | 24.88 | 14.37 | 379.54 | 0.047 | 19.88 | 215.99 | 0.061 |
| 实施例7 | 23.34 | 14.09 | 372.18 | 0.066 | 19.88 | 194.16 | 0.069 |
| 实施例8 | 23.32 | 13.66 | 378.84 | 0.07 | 19.15 | 201.57 | 0.075 |
| 实施例9 | 23.44 | 12.56 | 562.95 | 0.051 | 18.2 | 404.79 | 0.071 |
| 实施例10 | 25.84 | 13.07 | 503.42 | 0.046 | 18.05 | 395.14 | 0.065 |
| 实施例11 | 24.96 | 13.27 | 470.96 | 0.048 | 20.61 | 361.62 | 0.068 |
| 实施例12 | 25.32 | 13.52 | 496.62 | 0.045 | 21.14 | 351.55 | 0.067 |
| 实施例13 | 25.35 | 13.67 | 467.98 | 0.042 | 22.17 | 324.29 | 0.064 |
| 实施例14 | 25.84 | 13.74 | 398.75 | 0.041 | 22.55 | 300.98 | 0.062 |
| 实施例15 | 25.79 | 13.56 | 378.73 | 0.039 | 22.91 | 269.7 | 0.054 |
| 对比例1 | 22.91 | 11.31 | 529.8 | 0.12 | 17.46 | 326.82 | 0.17 |
Claims (1)
1.一种NBR/PVC/MXDP高耐磨橡胶材料的制备方法，其特征在于，
所述方法包括以下混炼胶及其硫化胶的过程：
1.先将NBR/PVC合金加入到165℃的转矩流变仪中，转1分钟，然后加入三元尼龙，转8分钟后取出待用；
2.将转矩后的NBR/PVC合金与三元尼龙混合物在开炼机上薄通3次，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、软化剂、防老剂，防护蜡，混炼均匀后依次加入炭黑、增塑剂，进一步混炼最后加入DCP、TAIC；之后将混炼胶打包12次，混合均匀下片，停放24小时待用；
3.将停放24小时的胶片返炼重新下片，留以待用；
4.将步骤3中的反炼胶放到平板硫化机上进行硫化，温度控制在160℃，硫化时间用硫变仪测得而定；到达时间后，取出硫化胶，将其自然冷却，即得到丁腈硫化胶；
配比以重量计，其组分包括：NBR/PVC合金 100份、炭黑N234 55份、氧化锌 4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM 2份、古马隆 5份、DCP 2.5份、TAIC 0.8份、防护蜡 1份、LNBR 9份、三元尼龙 6份。
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2015
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