CN105400006A - 一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,由以下重量份的原料制备制成:阿拉伯树胶1.6-2、二烷基二硫代磷酸锌1-2、促进剂DM1-1.4、环氧妥尔油酸丁酯2-3、六甲基环三硅氧烷1-1.4、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、焦煤粉23-25、尿素4-5、炭黑8-11、氮化铝14-17、秋兰姆2-3;本发明所制得的橡胶材料稳定性好,导热率高,能够承受高温条件而不发生变形损坏,同时,强度高,耐化学腐蚀性好,冲击弹性好,耐磨性也很高,使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域,尤其涉及一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料。
背景技术
橡胶材料是一种在大变形下能迅速恢复形变的高分子材料,它是国民经济的重要基础产业之一,为人们日常生活中不可或缺的日用、医用提供轻工橡胶产品;为采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件,应用十分广泛。近年来,橡胶工业的迅速发展,对橡胶制品提出了更高的要求,橡胶材料必须向着功能化、精细化和多元化的方向发展。传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求。橡胶属于弹性体缺乏结晶能力,分子间作用力小,自由体积大,所以其强度、硬度、耐磨及疲劳等性能不高,所以要对橡胶经过补强,提高其性能。橡胶工业最传统的补强剂一直是炭黑和白炭黑,虽然具有一定的补强作用,但是这两种补强剂都具有很低的视密度,在向橡胶中添加时,极易产生飞扬,加工污染性重,同时加工时间长,混炼能耗大,且炭黑补强制品为单一的黑色,而且这两种补强剂很难赋予制品更高的硬度、更好的耐透气性等等。
石墨是一种层状材料,具有优良的润滑性能,在剥离状态下拥有非常高的形状系数,石墨是比强度最高的材料之一,而且拥有独特的功能特性,如导电性和导热性等,并且成本低,作为橡胶的增强材料能够提高其摩擦学性能,但是由于石墨材料本身的惰性性质及其层片间具有的范德华力,直接的加入到橡胶中会大大降低其机械性能,降低使用寿命。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,由以下重量份的原料制备制成:阿拉伯树胶1.6-2、二烷基二硫代磷酸锌1-2、促进剂DM1-1.4、环氧妥尔油酸丁酯2-3、六甲基环三硅氧烷1-1.4、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、焦煤粉23-25、尿素4-5、炭黑8-11、氮化铝14-17、秋兰姆2-3。
所述一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,由下列具体步骤制备制成:
(1)将阿拉伯胶用7倍量的去离子水稀释并搅拌均匀,将焦煤粉、炭黑和氮化铝混合研磨分散均匀,然后将混合粉末加到阿拉伯胶溶液中,加热搅拌至水分蒸发,烘干后研磨备用;
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中,进行搅拌打浆,浓度控制在16-18%,再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀,将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥,按照固液比1:5-7加入去离子水,再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀,取其上清液加到聚丙烯腈溶液中,室温下搅拌2-3h,经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维;
(3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合,再加入1wt%的氯化钙水溶液进行絮凝,经洗涤并在鼓风干燥箱中于50-70°C下干燥24-30h,冷却后备用;
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中,升温至90-100°C,以100-200r/min的速度密炼3-5min,加入步骤(3)制备的产物、二烷基二硫代磷酸锌和促进剂DM,升温至120-140°C,以400-600r/min的速度密炼10-15min,再加入其余剩余物质以200-400r/min的速度密炼5-7min,薄通4-6次,得到橡胶材料。
本发明的优点是:本发明采用具有比强度高、导热、导电和减磨性能好的石墨作为增强材料,因直接加到橡胶中会大大降低机械性能,降低使用寿命,本发明将石墨加到聚丙烯腈的纺丝液中,通过纺丝、氧化、炭化的方式得到石墨负载的聚丙烯腈碳纤维,通过液体丁腈橡胶吸附附着在其表面,防止了过度的聚集,然后共混共沉得到橡胶母粒,再和生胶混炼得到的橡胶材料具有优良的强度、抗疲劳性、导热、减磨、耐腐蚀等特性,添加的经处理的焦煤粉、炭黑和氮化铝相互作用,大大提高了橡胶材料的导热、高磨、耐高温、高强等作用,本发明所制得的橡胶材料稳定性好,导热率高,能够承受高温条件而不发生变形损坏,同时,强度高,耐化学腐蚀性好,冲击弹性好,耐磨性也很高,使用寿命长。
具体实施方式
一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,由以下重量份(公斤)的原料制备制成:阿拉伯树胶1.6、二烷基二硫代磷酸锌1、促进剂DM1、环氧妥尔油酸丁酯2、六甲基环三硅氧烷1、聚丙烯腈24、石墨12、粉煤灰微珠3、十二烷基硫酸钠0.7、液体丁腈橡胶42、甲基丙烯酸0.6、丁腈橡胶52、丁苯橡胶20、焦煤粉23、尿素4、炭黑8、氮化铝14、秋兰姆2。
所述一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,由下列具体步骤制备制成:
(1)将阿拉伯胶用7倍量的去离子水稀释并搅拌均匀,将焦煤粉、炭黑和氮化铝混合研磨分散均匀,然后将混合粉末加到阿拉伯胶溶液中,加热搅拌至水分蒸发,烘干后研磨备用;
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中,进行搅拌打浆,浓度控制在16%,再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀,将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥,按照固液比1:5加入去离子水,再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀,取其上清液加到聚丙烯腈溶液中,室温下搅拌2h,经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维;
(3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合,再加入1wt%的氯化钙水溶液进行絮凝,经洗涤并在鼓风干燥箱中于50°C下干燥24h,冷却后备用;
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中,升温至90°C,以100r/min的速度密炼3min,加入步骤(3)制备的产物、二烷基二硫代磷酸锌和促进剂DM,升温至120°C,以400r/min的速度密炼10min,再加入其余剩余物质以200r/min的速度密炼5min,薄通4次,得到橡胶材料。
按照实施例制备的橡胶材料对其进行性能测试,结果如下:
硬度(A):55,拉伸强度(MPa):3.9,100%定伸应力(MPa):1.2,断裂伸长率(%):476,扯断永久变形(%):6,撕裂强度(KN/m):35.6,摩擦系数:0.7,体积磨损量(mm3):6.7。
Claims (2)
1.一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,其特征在于,由以下重量份的原料制备制成:阿拉伯树胶1.6-2、二烷基二硫代磷酸锌1-2、促进剂DM1-1.4、环氧妥尔油酸丁酯2-3、六甲基环三硅氧烷1-1.4、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、焦煤粉23-25、尿素4-5、炭黑8-11、氮化铝14-17、秋兰姆2-3。
2.根据权利要求1所述一种适用于高温下工作的弹性橡胶材料,其特征在于,由下列具体步骤制备制成:
(1)将阿拉伯胶用7倍量的去离子水稀释并搅拌均匀,将焦煤粉、炭黑和氮化铝混合研磨分散均匀,然后将混合粉末加到阿拉伯胶溶液中,加热搅拌至水分蒸发,烘干后研磨备用;
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中,进行搅拌打浆,浓度控制在16-18%,再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀,将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥,按照固液比1:5-7加入去离子水,再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀,取其上清液加到聚丙烯腈溶液中,室温下搅拌2-3h,经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维;
(3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合,再加入1wt%的氯化钙水溶液进行絮凝,经洗涤并在鼓风干燥箱中于50-70°C下干燥24-30h,冷却后备用;
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中,升温至90-100°C,以100-200r/min的速度密炼3-5min,加入步骤(3)制备的产物、二烷基二硫代磷酸锌和促进剂DM,升温至120-140°C,以400-600r/min的速度密炼10-15min,再加入其余剩余物质以200-400r/min的速度密炼5-7min,薄通4-6次,得到橡胶材料。
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