CN105153499A - 一种nbr/mxdp耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种NBR/MXDP耐高温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：丁腈橡胶3345？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。将丁腈橡胶加入到165℃的转矩流变仪中；将转矩后的丁腈橡胶与三元尼龙混合物在开炼机上薄通，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，混合均匀下片待用，硫化，冷却，即得到NBR/MXDP硫化胶。本发明通过三元尼龙的使用，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/MXDP耐高温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。丁腈橡胶具有较好的耐油性、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，以丁腈橡胶来生产橡胶衬板，在其中添加三元尼龙、NAPM和液体丁腈未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种NBR/MXDP耐高温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/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其组分包括：丁腈橡胶3345100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。
本发明公开了一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的填充剂为三元尼龙（MXDP）。
本发明公开了一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的炭黑为中超耐磨炉黑（N234）
本发明所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的硫化活性剂为氧化锌和硬脂酸。
本发明公开了一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的防老剂为N-4(苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺（NAPM）。
本发明所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的软化剂为古马隆。
本发明所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的交联剂为过氧化二异丙苯（DCP）。
本发明所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。
本发明所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其所述的增塑剂为液体丁腈（LNBR）和防护蜡。
一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备步骤：
a.先将丁腈橡胶加入到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；
b.将转矩后的丁腈橡胶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；
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中的返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NBR/MXDP硫化胶，用于测定力学性能。
本发明所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料老化后样品的制备方法：
将d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。
本发明的优点与效果是：
1、本发明公开了一种NBR/MXDP耐高温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/MXDP耐高温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，对本发明作进一步详述
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。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1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/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，配比以重量计，其组分包括：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10份、三元尼龙1份。
本实施例所述一种NBR/MXDP耐高温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.先将丁腈橡胶加入到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.将转矩后的丁腈橡胶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中的返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NBR/MXDP硫化胶，用于测定力学性能。
本实施例所述一种NBR/MXDP耐高温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/MXDP耐高温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/T528—2009进行；邵尔硬度测试，按GB/T531.1—2008进行；磨耗性能测试：按GB/T1689—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/MXDP耐高温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：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10份、三元尼龙2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/MXDP耐高温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：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10份、三元尼龙4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/MXDP耐高温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：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10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/MXDP耐高温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，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10份、三元尼龙8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/MXDP耐高温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，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10份、三元尼龙10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/MXDP耐高温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，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10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/MXDP耐高温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，提高了三元尼龙的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR10份、三元尼龙14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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR2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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR4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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR6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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR8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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR12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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR14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/MXDP耐高温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，改变了LNBR的使用量，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR16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/MXDP耐高温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，没有添加三元尼龙，具体配方：丁腈橡胶3345100份、炭黑N23455份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、防老剂NAPM2份、古马隆5份、DCP2.5份、TAIC0.8份、防护蜡1份、LNBR4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。
本实施例所述一种NBR耐高温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 | 7.37 | 0.62 | 1:06 | 14:30 |
| 实施例2 | 5.87 | 0.6 | 1:07 | 13:56 |
| 实施例3 | 7.76 | 0.77 | 1:09 | 14:20 |
| 实施例4 | 7.49 | 0.76 | 1:06 | 14:25 |
| 实施例5 | 6.4 | 0.68 | 1:02 | 14:03 |
| 实施例6 | 5.99 | 0.7 | 1:03 | 13:21 |
| 实施例7 | 5.53 | 0.63 | 1:05 | 13:17 |
| 实施例8 | 5.53 | 0.68 | 1:05 | 14:13 |
| 实施例9 | 7.42 | 0.79 | 1:03 | 13:59 |
| 实施例10 | 8 | 0.93 | 0:59 | 14:06 |
| 实施例11 | 8.17 | 0.88 | 1:08 | 15:01 |
| 实施例12 | 8.15 | 0.86 | 1:01 | 14:38 |
| 实施例13 | 7.38 | 0.68 | 1:26 | 14:50 |
| 实施例14 | 6.99 | 0.61 | 1:05 | 15:11 |
| 实施例15 | 6.86 | 0.72 | 1:17 | 15:13 |
| 对比例1 | 4.92 | 0.45 | 0:32 | 14:55 |
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 | 20.16 | 8.83 | 609.87 | 0.094 | 19.12 | 366.35 | 0.097 |
| 实施例2 | 21.1 | 11.66 | 477.62 | 0.089 | 20.07 | 355.62 | 0.092 |
| 实施例3 | 21.66 | 12.03 | 479.92 | 0.082 | 21.32 | 322.43 | 0.084 |
| 实施例4 | 25.14 | 15.48 | 452.52 | 0.073 | 22.36 | 300.87 | 0.075 |
| 实施例5 | 22.32 | 14.02 | 448.66 | 0.076 | 21.81 | 320.93 | 0.089 |
| 实施例6 | 19.28 | 10.4 | 480.4 | 0.081 | 19.01 | 284.47 | 0.083 |
| 实施例7 | 18.74 | 10.02 | 485.66 | 0.084 | 17.79 | 264.03 | 0.085 |
| 实施例8 | 18.32 | 9.58 | 536.92 | 0.086 | 17.25 | 327.47 | 0.094 |
| 实施例9 | 21.64 | 11.01 | 503.89 | 0.086 | 22.17 | 304.79 | 0.079 |
| 实施例10 | 24.43 | 11.62 | 486.62 | 0.069 | 22.91 | 311.55 | 0.07 |
| 实施例11 | 22.69 | 13.74 | 482.28 | 0.073 | 22.55 | 295.14 | 0.079 |
| 实施例12 | 22.17 | 13.18 | 453.06 | 0.081 | 21.14 | 224.29 | 0.083 |
| 实施例13 | 21.95 | 12.97 | 436.97 | 0.104 | 18.2 | 261.62 | 0.11 |
| 实施例14 | 21.46 | 12.11 | 489.68 | 0.126 | 20.61 | 300.98 | 0.135 |
| 实施例15 | 19.35 | 12.54 | 419.76 | 0.11 | 18.05 | 269.7 | 0.121 |
| 对比例1 | 18.89 | 7.61 | 568.02 | 0.133 | 14.67 | 266.34 | 0.154 |
防老剂采用NAPM，由上海奉贤联工助剂厂提供。
Claims (4)
1.一种NBR/MXDP耐高温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过程：
a.先将丁腈橡胶加入到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；
b.将转矩后的丁腈橡胶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；
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中的返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NBR/MXDP硫化胶，用于测定力学性能。
2.根据权利要求1所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述橡胶材料的配比例以重量计，丁腈橡胶3345100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。
3.根据权利要求1所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述填充剂采用三元尼龙。
4.根据权利要求1所述的一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法，其特征在于，所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。
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| CN103242211A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-08-14 | 北京化工大学 | 一种异丙苯/仲丁基苯混合氧化制取过氧化氢烷基苯的方法 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101775166A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-14 | 北京化工大学 | 一种高耐油性动态硫化热塑性弹性体材料及制备方法 |
| CN104672551A (zh) * | 2015-03-20 | 2015-06-03 | 沈阳科亚科技开发有限公司 | 丁腈橡胶/尼龙66合金 |
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- 2015-09-17 CN CN201510595470.1A patent/CN105153499B/zh not_active Expired - Fee Related
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