CN105153499B - 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

一种NBR/MXDP耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法
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3345 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 10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/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/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3345 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 10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3345 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 10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3345 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 10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3345 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 10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3345 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 10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3345 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 10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3345 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 10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3345 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 2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3345 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 4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3345 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/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3345 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 8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3345 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/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3345 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 14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3345 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 16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3345 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 4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 (1)

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:
(1)先将丁腈橡胶3345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3345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、古马隆、防老剂NAPM,防护蜡,混炼均匀后依次加入炭黑N234、LNBR,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;
所述橡胶材料的配比以重量计:丁腈橡胶3345 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 4份、三元尼龙 6份。
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