CN105273269A - 氢化丁腈橡胶与丙烯酸钠盐离子键聚合体共混耐油软管胶料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶70-95份、丙烯酸钠盐离子键聚合体5-30份、氧化锌5份、硫磺0.4-0.6份、硫化促进剂TMTD2-2.5份、硫化促进剂MBS2.5份、补强剂70份、软化剂15-20份、增粘树脂5份、防老剂3份。本发明提供的耐油软胶管胶料采用丙烯酸钠盐离子键聚合体弹性体与氢化丁腈橡胶进行共混，具有优异的力学、耐油和耐老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及胶管技术领域，具体涉及一种耐油胶软管用胶料及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展，对汽车和设备燃料和润滑系统所采用的胶料的耐油、耐热、耐化学腐蚀等性能的要求越来越高，相对于传统的耐油胶管采用的氯化聚乙烯橡胶或氟橡胶，氢化丁腈橡胶在具有较好耐油性能的同时，还具有更好的力学强度、耐热性和耐化学腐蚀能力，因此近年来在胶管胶料领域得到广泛的应用。
耐油胶管胶料的质量是影响产品使用性能的主要因素之一，其主要包括要求胶料有较好的耐热非极性油性，以保证使用状态下高温各种矿物油料的顺利输送；较好的耐热氧老化性，以保证高温使用时较小的物理机械性能变化率。由于氢化丁腈橡胶较高的成本且加工性能较差，在使用过程中常与丁晴橡胶、酚醛树脂等其它的材料进行共混加工，以共混物的形式进行使用，但共混物的加入会降低氢化丁腈橡胶的耐受性能和力学性能，导致制品性能的下降，难以达到产品的需要。
发明内容
为了克服现有技术的存在的问题，本发明提供了一种氢化丁腈橡胶与丙烯酸钠盐离子键聚合体共混耐油软管胶料及其制备方法，本发明提供的耐油软胶管胶料采用丙烯酸钠盐离子键聚合体弹性体与氢化丁腈橡胶进行共混，具有优异的力学、耐油和耐老化性能，本发明通过如下的技术方案来实现：
一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶70-95份、丙烯酸钠盐离子键聚合体5-30份、氧化锌5份、硫磺0.4-0.6份、硫化促进剂TMTD2-2.5份、硫化促进剂MBS2.5份、补强剂70份、软化剂15-20份、增粘树脂5份、防老剂3份。
优选的，所述补强剂为炭黑N550和炭黑N774。
优选的，所述软化剂为松焦油、妥尔油、芳烃油或者环烷油。
优选的，所述增粘树脂为酚醛树脂或古马隆树脂。
优选的，所述防老剂为4020和防老剂MB。
优选的，所述耐油软管胶料还包括0.3-0.8份的1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷。
本发明还提供了上述耐油软管胶料的制备方法，包括如下步骤：
将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为80-100℃，时间2-3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、补强剂、软化剂、增粘树脂和防老剂混炼均匀，排胶温度60-110℃；最后在开炼机加入硫黄和促进剂TMTD进行薄通开炼，混合均匀，加料温度30-90℃，开炼2-5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
优选的，本发明还提供了制备含有二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷的耐油软管胶料的制备方法，包括如下步骤：
将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为80-100℃，时间2-3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、补强剂、软化剂、增粘树脂和防老剂混炼均匀，排胶温度60-110℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD和1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷进行薄通开炼，混合均匀，加料温度30-90℃，开炼2-5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
本发明选用氢化丁腈橡胶作为共混胶的主要组分，充分利用氢化丁腈橡胶的分子结构的高饱和性，使胶料较为优异的耐热分解性；同时利用氢化丁腈橡胶分子结构的-CN基团，使胶料具有较好的耐非极性矿物油的能力；共混胶中丙烯酸钠盐离子键聚合体聚合物的使用，首先改善了共混胶在混炼过程的加工性能，同时提高管体胶料与骨架材料的粘合性能和管体的耐磨性能，使硫化胶有较好的物机性能保持率；通过合理的选择相应的硫化体系，使其硫化过程与其他胶料有良好的配合，可进一步保证耐热油胶管的质量；与现有技术中的胶管胶料相比，本发明提供的胶料常规性能有所提高，并热老化后的拉伸强度和断裂伸长率的变化率较小，进一步使胶管热油环境使用过程中的胶料性能保持率得以提高，同时降低了胶料的DIN磨耗下降，大幅度提高了胶管的寿命和使用性能。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。
对比例：
本对比例中的耐油软管胶料，其组成按重量计包括如下组分：
氢化丁腈橡胶70份、丁腈橡胶30份、氧化锌5份、硫磺0.8份、硫化促进剂TMTD2份、硫化促进剂MBS2.5份、硬脂酸3份、炭黑N55070份、松焦油15份、酚醛树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶70份、丁腈橡胶30份加入密炼机进行合炼，合炼温度为80℃，时间3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌5份、促进剂MBS2.5份、炭黑N55070份、松焦油15份、酚醛树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份混炼均匀，排胶温度80℃；最后在开炼机加入硫黄0.6份、促进剂TMTD2.4份、硬脂酸3份进行薄通开炼，混合均匀，加料温度60℃，开炼3分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度20.5MPa，拉断伸长率330％，100％定伸强度6.3MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-5％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-39％，DIN磨耗137mm3，3#油160℃×72体积变化率32.2％。
实施例1：
本实施例提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶95份、丙烯酸钠盐离子键聚合体5份、氧化锌5份、硫磺0.6份、硫化促进剂TMTD2.4份、硫化促进剂MBS2.5份、炭黑N550和N77470份、松焦油15份、酚醛树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶95份、丙烯酸钠盐离子键聚合体5份加入密炼机进行合炼，合炼温度为80℃，时间3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、炭黑N550和N774、松焦油、酚醛树脂、防老剂4020和防老剂MB混炼均匀，排胶温度100℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD，进行薄通开炼，混合均匀，加料温度低于90℃，开炼4分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度22MPa，拉断伸长率353％，100％定伸强度7.9MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率+5％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-19％，DIN磨耗121mm3，3#油160℃×72体积变化率22.1％。
实施例2：
本实施例提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶90份、丙烯酸钠盐离子键聚合体10份、氧化锌5份、硫磺0.5份、硫化促进剂TMTD2份、硫化促进剂MBS2.5份、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷0.3份、炭黑N550和N77470份、妥尔油20份、酚醛树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶90份、丙烯酸钠盐离子键聚合体10份加入密炼机进行合炼，合炼温度为90℃，时间3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌5份、促进剂MBS2.5份、炭黑N550和N77470份、妥尔油、酚醛树脂、防老剂4020和防老剂MB混炼均匀，排胶温度100℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD和硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷进行薄通开炼，混合均匀，加料温度45℃，开炼5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度18.5MPa，拉断伸长率351％，100％定伸强度8.2MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率+6.6％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-17％，DIN磨耗122mm3，3#油160℃×72体积变化率20％。
实施例3
本实施例提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶85份、丙烯酸钠盐离子键聚合体15份、氧化锌5份、硫磺0.4份、硫化促进剂TMTD2.5份、硫化促进剂MBS2.5份、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷0.5份、炭黑N550和N77470份、芳烃油15份、古马隆树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶85份、丙烯酸钠盐离子键聚合体15份加入密炼机进行合炼，合炼温度为100℃，时间2分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、炭黑N550和N774、芳烃油、古马隆树脂、防老剂4020和防老剂MB混炼均匀，排胶温度65℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷、进行薄通开炼，混合均匀，加料温度低于55℃，开炼5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度19.1MPa，拉断伸长率362％，100％定伸强度9.5MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率+6％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-20％，DIN磨耗107mm3，3#油160℃×72体积变化率20.5％。
实施例4
本实施例提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶80份、丙烯酸钠盐离子键聚合体20份、氧化锌5份、硫磺0.4份、硫化促进剂TMTD2份、硫化促进剂MBS2.5份、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷0.6份、炭黑N550和N77470份、环烷油15份、酚醛树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为80℃，时间3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、炭黑N550和N774、环烷油、酚醛树脂、防老剂4020和防老剂MB混炼均匀，排胶温度80℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷进行薄通开炼，混合均匀，加料温度85℃，开炼2分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度20.4MPa，拉断伸长率343％，100％定伸强度9.7MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率+7％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-18％，DIN磨耗110mm3，3#油160℃×72体积变化率18.7％。
实施例5
本实施例提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶75份、丙烯酸钠盐离子键聚合体25份、氧化锌5份、硫磺0.4份、硫化促进剂TMTD2.5份、硫化促进剂MBS2.5份、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷0.6份、炭黑N550和N77470份、妥尔油18份、酚醛树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为90℃，时间3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂、炭黑N550和N774、妥尔油、酚醛树脂、防老剂4020和防老剂MB3份混炼均匀，排胶温度100℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷进行薄通开炼，混合均匀，加料温度70，开炼4分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度19.5MPa，拉断伸长率341％，100％定伸强度9.6MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率+7.2％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-21％，DIN磨耗105mm3，3#油160℃×72体积变化率19.2％。
实施例6
本实施例提供了一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和质量份数如下：氢化丁腈橡胶70份、丙烯酸钠盐离子键聚合体30份、氧化锌5份、硫磺0.4份、硫化促进剂TMTD2份、硫化促进剂MBS2.5份、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷0.8份、炭黑N550和N77470份、妥尔油20份、古马隆树脂5份、防老剂4020和防老剂MB3份。
所述耐油软管胶料采用如下的制备方法制成，将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为100℃，时间2分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、炭黑N550和N774、妥尔油、古马隆树脂、防老剂4020和防老剂MB混炼均匀，排胶温度60℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD、硫化促进剂1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷进行薄通开炼，混合均匀，加料温度35℃，开炼5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
胶料硫化条件，温度160℃，时间2分钟。
所得胶料性能指标如下：拉伸强度19.7MPa，拉断伸长率313％，100％定伸强度10.1MPa，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率+9.2％，160℃×72h老化前后拉伸强度变化率-25％，DIN磨耗103mm3，3#油160℃×72体积变化率18.1％。
通过对比例与实施例的对比可以看出，本发明中提供的耐油软管胶料具有较好的力学性能和耐油性能、热老化后的拉伸强度和断裂伸长率的变化率较小，进一步使胶管热油环境使用过程中的胶料性能保持率得以提高。此外，本发明中的胶料DIN磨耗较小，提高了产品的寿命。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种耐油软管胶料，其特征在于胶料的各组分和重量份数如下：氢化丁腈橡胶70-95份、丙烯酸钠盐离子键聚合体5-30份、氧化锌5份、硫磺0.4-0.6份、硫化促进剂TMTD2-2.5份、硫化促进剂MBS2.5份、补强剂70份、软化剂15-20份、增粘树脂5份、防老剂3份。
2.根据权利要求1所述的耐油软管胶料，其特征在于：所述补强剂为炭黑N550和炭黑N774。
3.根据权利要求2所述的耐油软管胶料，其特征在于：所述软化剂为松焦油、妥尔油、芳烃油或者环烷油。
4.根据权利要求3所述的耐油软管胶料，其特征在于：所述增粘树脂为酚醛树脂或古马隆树脂。
5.根据权利要求4所述的耐油软管胶料，其特征在于：所述防老剂为4020和防老剂MB。
6.根据权利要求5所述的耐油软管胶料，其特征在于：所述耐油软管胶料还包括0.3-0.8重量份的1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷。
7.一种制备权利要求1-5任一所述耐油软管胶料的方法，其特征在于，包括如下步骤：将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为80-100℃，时间2-3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、补强剂、软化剂、增粘树脂和防老剂混炼均匀，排胶温度60-110℃；最后在开炼机加入硫黄和促进剂TMTD进行薄通开炼，混合均匀，加料温度30-90℃，开炼2-5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
8.一种制备权利要求6所述耐油软管胶料的方法，其特征在于，将氢化丁腈橡胶、丙烯酸钠盐离子键聚合体加入密炼机进行合炼，合炼温度为80-100℃，时间2-3分钟，待合炼均匀后待用；再在密炼机中依次加入氧化锌、促进剂MBS、补强剂、软化剂、增粘树脂和防老剂混炼均匀，排胶温度60-110℃；最后在开炼机加入硫黄、促进剂TMTD和1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环已烷进行薄通开炼，混合均匀，加料温度30-90℃，开炼2-5分钟，下片出胶得到耐油胶管胶料。
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20160127 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |