CN105295131A - 一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L？90-110份、碳酸钙40-60份、N550炭黑20-40份、ATBC油10-30份、硅胶粉10-30份、有机化层状硅酸盐10-30份、氧化锌5-10份、促进剂CZ？4-6份、硫黄4-6份、减磨剂3-5份、4010防老化剂1-5份、硬脂酸1-5份、促进剂TT？1-3份、二硫化四苄基秋兰姆0.5-1份。本发明的制备方法较为简单，适合长时间加工制备，该方法制备出来的丁腈橡胶硅胶粉共混物具有良好的耐低温、耐高温和耐老化，且硬度高，满足特殊的工业生产对硬度的需求。
Description
技术领域
本发明涉及丁腈橡胶硅胶粉共混物领域，尤其涉及一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物及其制备方法。
背景技术
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。简称NBR，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
硅胶粉为白色均匀颗粒，主要成分为二氧化硅。具有纯度高，安全卫生之特点。是具有固体特性的胶态体系，由形成凝集结构的胶体粒子构成。胶体粒子是水合状态硅胶的缩聚物，属非晶态物质。胶体粒子的集合体的间隙形成试剂柱层析硅胶颗粒内部的微孔隙结构。因此，它是一种具有丰富微孔结构，高比表面积、高纯度、高活性的优质吸附材料。现有的丁腈橡胶硅胶粉共混物综合性能较差，硬度不够，不能满足现有工业需求，一般的丁腈橡胶硅胶粉共混物的制备方法也不是很理想，为此我们发明了一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
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硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物及其制备方法。
本发明提出的一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：
丁腈橡胶NBR35L：90-110份；
碳酸钙：40-60份；
N550炭黑：20-40份；
ATBC油：10-30份；
硅胶粉：10-30份；
有机化层状硅酸盐：10-30份；
氧化锌：5-10份；
促进剂CZ：4-6份；
硫黄：4-6份；
减磨剂：3-5份；
4010防老化剂：1-5份；
硬脂酸：1-5份；
促进剂TT：1-3份；
二硫化四苄基秋兰姆：0.5-1份。
优选地，该丁腈橡胶NBR35L硅胶粉共混物包括以下重量份的原材料：
丁腈橡胶NBR35L：100-105份；
碳酸钙：50-55份；
N550炭黑：30-35份；
ATBC油：20-25份；
硅胶粉：20-30份；
有机化层状硅酸盐：20-30份；
氧化锌：7-10份；
促进剂CZ：5-6份；
硫黄：5-6份；
减磨剂：4-5份；
4010防老化剂：3-5份；
硬脂酸：3-5份；
促进剂TT：2-3份；
二硫化四苄基秋兰姆：0.8-1份。
优选地，该丁腈橡胶硅胶粉共混物包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L100份、碳酸钙50份、N550炭黑30、ATBC油20份、硅胶粉10份、有机化层状硅酸盐10份、氧化锌5份、促进剂CZ4份、硫黄4份、减磨剂3份、4010防老化剂1份、硬脂酸1份、促进剂TT1份、二硫化四苄基秋兰姆0.5份。
优选地，所述丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑的重量比为100-105：50-55：30-35。
本发明还提出了一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物的制备方法，包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为300-500目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为900-1100目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼3-5分钟，并加温至60-80℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌2-4分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至110-130℃，反应1-2小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
优选的，所述S3中反应釜中的温度为155-165℃。
本发明的丁腈橡胶硅胶粉共混物中，N550炭黑填充进去提高其硬度的效果明显，硅胶粉作为一种橡塑材料的低温改性粉体，可以解决某些特种橡胶如丁腈橡胶的耐低温性能不佳的问题，本发明在丁腈橡胶中添加硅胶粉，能够长期保持丁腈橡胶的耐低温性能，从而丁腈橡胶硅胶粉共混物的低温性能和硬度较好，原材料的混合使得制作出来的丁腈橡胶硅胶粉共混物硬度较高，满足现有工业需求，本发明的制备方法较为简单，适合长时间加工制备，该方法制备出来的丁腈橡胶硅胶粉共混物具有良好的耐低温、耐高温和耐老化，且硬度高，满足特殊的工业生产对硬度的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L90份、碳酸钙40份、N550炭黑20份、ATBC油10份、硅胶粉10份、有机化层状硅酸盐10份、氧化锌5份、促进剂CZ4份、硫黄4份、减磨剂3份、4010防老化剂1份、硬脂酸1份、促进剂TT1份、二硫化四苄基秋兰姆0.5份。
其制备方法包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为300目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为900目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼3分钟，并加温至60℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌2分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至110℃，反应1小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
实施例二
一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L95份、碳酸钙45份、N550炭黑25份、ATBC油15份、硅胶粉15份、有机化层状硅酸盐15份、氧化锌6份、促进剂CZ4.5份、硫黄4.5份、减磨剂3.5份、4010防老化剂2份、硬脂酸2份、促进剂TT1.5份、二硫化四苄基秋兰姆0.6份。
其制备方法包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为350目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为950目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼3.5分钟，并加温至65℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌2.5分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至115℃，反应1.2小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
实施例三
一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L100份、碳酸钙50份、N550炭黑30份、ATBC油20份、硅胶粉20份、有机化层状硅酸盐20份、氧化锌7份、促进剂CZ5份、硫黄5份、减磨剂4份、4010防老化剂3份、硬脂酸3份、促进剂TT2份、二硫化四苄基秋兰姆0.7份。
其制备方法包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为400目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为1000目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼4分钟，并加温至70℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌3分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至120℃，反应1.5小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
实施例四
一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L105份、碳酸钙55份、N550炭黑35份、ATBC油25份、硅胶粉25份、有机化层状硅酸盐25份、氧化锌8.5份、促进剂CZ5.5份、硫黄5.5份、减磨剂4.5份、4010防老化剂4份、硬脂酸4份、促进剂TT2.5份、二硫化四苄基秋兰姆0.85份。
其制备方法包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为450目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为1050目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼4.5分钟，并加温至75℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌3.5分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至125℃，反应1.8小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
实施例五
一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L110份、碳酸钙60份、N550炭黑40份、ATBC油30份、硅胶粉30份、有机化层状硅酸盐30份、氧化锌10份、促进剂CZ6份、硫黄6份、减磨剂5份、4010防老化剂5份、硬脂酸5份、促进剂TT3份、二硫化四苄基秋兰姆1份。
其制备方法包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为500目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为1100目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼5分钟，并加温至80℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌4分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至130℃，反应2小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
本发明制备方法S3中反应釜中的温度为155-165℃。
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 (6)
1.一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，其特征在于，包括以下重量份的原材料：
丁腈橡胶NBR35L：90-110份；
碳酸钙：40-60份；
N550炭黑：20-40份；
ATBC油：10-30份；
硅胶粉：10-30份；
有机化层状硅酸盐：10-30份；
氧化锌：5-10份；
促进剂CZ：4-6份；
硫黄：4-6份；
减磨剂：3-5份；
4010防老化剂：1-5份；
硬脂酸：1-5份；
促进剂TT：1-3份；
二硫化四苄基秋兰姆：0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，其特征在于，该丁腈橡胶硅胶粉共混物包括以下重量份的原材料：
丁腈橡胶NBR35L：100-105份；
碳酸钙：50-55份；
N550炭黑：30-35份；
ATBC油：20-25份；
硅胶粉：20-30份；
有机化层状硅酸盐：20-30份；
氧化锌：7-10份；
促进剂CZ：5-6份；
硫黄：5-6份；
减磨剂：4-5份；
4010防老化剂：3-5份；
硬脂酸：3-5份；
促进剂TT：2-3份；
二硫化四苄基秋兰姆：0.8-1份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，其特征在于，该丁腈橡胶硅胶粉共混物包括以下重量份的原材料：丁腈橡胶NBR35L100份、碳酸钙50份、N550炭黑30份、ATBC油20份、硅胶粉10份、有机化层状硅酸盐10份、氧化锌5份、促进剂CZ4份、硫黄4份、减磨剂3份、4010防老化剂1份、硬脂酸1份、促进剂TT1份、二硫化四苄基秋兰姆0.5份。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物，其特征在于，所述丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑的重量比为100-105：50-55：30-35。
5.一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将碳酸钙、N550炭黑和氧化锌研磨成粉，碳酸钙粉体细度为300-500目，N550炭黑研磨成1mm颗粒粉体，氧化锌粉体细度为900-1100目；
S2，按照份量配比称取丁腈橡胶NBR35L、碳酸钙、N550炭黑、硅胶粉，置入密炼机中进行混炼3-5分钟，并加温至60-80℃，得到混合物；
S3，将S2中的混合物放入反应釜中，按照份量配比称取有机化层状硅酸盐、氧化锌、促进剂CZ、硫黄加入到反应釜，混合搅拌2-4分钟；
S4，按照份量配比向S3中的反应釜中加入ATBC油、减磨剂、4010防老化剂、硬脂酸、促进剂TT、二硫化四苄基秋兰姆，混合搅拌并加温至110-130℃，反应1-2小时，待冷却至常温即可得到高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物。
6.根据权利要求5所述的一种高硬度丁腈橡胶硅胶粉共混物的制备方法，其特征在于，所述S3中反应釜中的温度为155-165℃。
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