CN105419029A - 一种耐热耐老化氯丁橡胶管材 - Google Patents

一种耐热耐老化氯丁橡胶管材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料包括：氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、聚辛烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚醚型聚氨酯、氧化锌、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、硬脂酸、纳米碳酸钙、空心玻璃微珠、纳米蒙脱土、碱式碳酸钠铝、硅烷偶联剂、防老剂DFC-34、防老剂A、双季戊四醇二亚磷酸酯、六苯氧基环三磷腈、乙烯基硅油、促进剂、蓖麻油酸锌、磷酸二氢铝、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯。本发明提出的耐热耐老化氯丁橡胶管材，其强度高，耐热性和耐老化性好，贮存稳定性能优异，其制品能满足多种领域的使用要求，且使用寿命长。

Description

一种耐热耐老化氯丁橡胶管材
技术领域
本发明涉及氯丁橡胶技术领域，尤其涉及一种耐热耐老化氯丁橡胶管材。
背景技术
氯丁橡胶是氯丁二烯以α-聚合而生成的合成橡胶，具有高弹性、抗溶剂性等特点，同时还具有耐候、耐燃、耐臭氧、耐热等优异性能，目前已被广泛应用于制造汽车零部件和粘合剂。近年来，工业产品和汽车零部件对氯丁橡胶的需求日益增长，对其性能的要求也越来越高。但是氯丁橡胶分子中含有残余双键，造成其耐热性能不及乙丙橡胶等饱和型橡胶，在某些苛刻且恶劣的环境中使用时存在耐热性和耐老化性能差的毛病，限制了其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其强度高，耐热性和耐老化性好，贮存稳定性能优异，其制品能满足多种领域的使用要求，且使用寿命长。
本发明提出的一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶50-70份、氯化丁基橡胶20-35份、聚辛烯橡胶20-35份、聚异戊二烯橡胶3-10份、聚醚型聚氨酯5-12份、氧化锌0.5-2份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)0.5-2份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.5-2份、硬脂酸1-2.5份、纳米碳酸钙3-12份、空心玻璃微珠2-10份、纳米蒙脱土15-25份、碱式碳酸钠铝8-15份、硅烷偶联剂2-5份、防老剂DFC-341-2.5份、防老剂A2-5份、双季戊四醇二亚磷酸酯1-5份、六苯氧基环三磷腈3-10份、乙烯基硅油1-3份、促进剂1-2份、蓖麻油酸锌1-2.5份、磷酸二氢铝2-8份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯2-5份。
优选地，其原料中，氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、聚辛烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚醚型聚氨酯的重量比为55-67：28-33：26-32：5-9：7-11。
优选地，其原料中，过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷的重量比为1-1.6：0.9-1.5。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶60-65份、氯化丁基橡胶30-32份、聚辛烯橡胶28-31份、聚异戊二烯橡胶7.5-8.3份、聚醚型聚氨酯10-11份、氧化锌1.1-1.8份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.2-1.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1-1.3份、硬脂酸1.6-2.1份、纳米碳酸钙8-10份、空心玻璃微珠5.5-7份、纳米蒙脱土19-23份、碱式碳酸钠铝10-13份、硅烷偶联剂3.2-4份、防老剂DFC-341.8-2.2份、防老剂A3.2-4份、双季戊四醇二亚磷酸酯2.8-3.3份、六苯氧基环三磷腈5.8-6.5份、乙烯基硅油2.2-2.7份、促进剂1.2-1.8份、蓖麻油酸锌1.9-2.2份、磷酸二氢铝5.5-6份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯3.2-4份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶63份、氯化丁基橡胶31份、聚辛烯橡胶30份、聚异戊二烯橡胶8份、聚醚型聚氨酯10.6份、氧化锌1.5份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.35份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1.2份、硬脂酸2份、纳米碳酸钙8.5份、空心玻璃微珠6份、纳米蒙脱土20份、碱式碳酸钠铝12份、硅烷偶联剂3.8份、防老剂DFC-342份、防老剂A3.5份、双季戊四醇二亚磷酸酯3份、六苯氧基环三磷腈6份、乙烯基硅油2.5份、促进剂1.6份、蓖麻油酸锌2份、磷酸二氢铝5.8份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯3.6份。
优选地，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-40nm，比表面积为55-85m2/g。
优选地，所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为4-6的溶液，然后加入2-5份硫酸铝、2-5份硫酸铁和3-10份硝酸锆，然后加入20-35份纳米钠基蒙脱土，升温至50-65℃后搅拌2-5h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
优选地，所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为5的溶液，然后加入3份硫酸铝、2.5份硫酸铁和8份硝酸锆，然后加入30份纳米钠基蒙脱土，升温至60℃后搅拌3.5h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-551、硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-108、硅烷偶联剂KH-552中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂ZDBC、促进剂808、促进剂TDEC、促进剂H中的一种或者多种的混合物。
本发明采用了氯丁橡胶为主料，其具有优异的耐热性和耐腐蚀性，但是其耐低温性和加工性欠佳；加入的氯化丁基橡胶与氯丁橡胶并用性好，显著提高了管材的耐油性、耐热老化性和力学性能，并改善了氯丁橡胶的粘合性能；聚辛烯橡胶加入体系中改善了氯丁橡胶的耐低温性；聚异戊二烯橡胶具有耐疲劳性能好、动态性能好、生热低的优点，加入体系中与氯丁橡胶混合后，在保持管材较好的力学强度的情况下明显改善了管材的加工性能、耐热性和耐老化性；聚醚型聚氨酯具有出色的耐磨性和优越的物理力学性能，加入体系中加快了硫化的速度，提高了管材的物理力学性能；氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、聚辛烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚醚型聚氨酯按上述比例配合后，相容性好，克服了各自的缺点，改善了氯丁橡胶的粘辊性，赋予管材优异的耐热性、耐老化性和耐低温性；选择了过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)和2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷配合作为体系的硫化剂，其为液状或者膏状，在体系中分散性好，加工安全性好，但是其在裂解过程中形成的过氧化自由基很容易引发氯丁橡胶分子链的脱氯化氢反应，从而在氯丁橡胶分子链上形成大量的双键，甚至使氯丁橡胶降解，使耐热性变差，因此配合添加了防老剂DFC-34和防老剂A，同时加入了1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯，其能在氯丁橡胶出现降解作用时参与被断裂的交联键的修补，有效阻止了氯丁橡胶的降解，使管材的耐热老化性能、高温压缩永久变形性能得以改善；纳米碳酸钙、空心玻璃微珠、纳米蒙脱土、碱式碳酸钠铝加入体系中，限制了体系中大分子的变形能力，同时可以承载应力，提高了管材的定伸应力和撕裂强度，同时改善了管材的耐热性和耐老化性；优选方式中，所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土，在改性纳米蒙脱土的制备过程中，以硫酸铝、硫酸铁和硝酸锆为改性剂对纳米钠基蒙脱土进行了改性，从而使铝、铁和锆均匀分散到了蒙脱土的片层间，改善了蒙脱土的补强性能，显著提高了管材的耐热性、耐老化性和阻燃性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶70份、氯化丁基橡胶20份、聚辛烯橡胶35份、聚异戊二烯橡胶3份、聚醚型聚氨酯12份、氧化锌0.5份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)2份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.5份、硬脂酸2.5份、纳米碳酸钙3份、空心玻璃微珠10份、纳米蒙脱土15份、碱式碳酸钠铝15份、硅烷偶联剂2份、防老剂DFC-342.5份、防老剂A2份、双季戊四醇二亚磷酸酯5份、六苯氧基环三磷腈3份、乙烯基硅油3份、促进剂1份、蓖麻油酸锌2.5份、磷酸二氢铝2份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯5份。
实施例2
本发明提出的一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶50份、氯化丁基橡胶35份、聚辛烯橡胶20份、聚异戊二烯橡胶10份、聚醚型聚氨酯5份、氧化锌2份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)0.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷2份、硬脂酸1份、纳米碳酸钙12份、空心玻璃微珠2份、纳米蒙脱土25份、碱式碳酸钠铝8份、硅烷偶联剂KH-5702份、硅烷偶联剂KH-1081份、硅烷偶联剂KH-5522份、防老剂DFC-341份、防老剂A5份、双季戊四醇二亚磷酸酯1份、六苯氧基环三磷腈10份、乙烯基硅油1份、促进剂CZ2份、蓖麻油酸锌1份、磷酸二氢铝8份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯2份。
实施例3
本发明提出的一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶60份、氯化丁基橡胶32份、聚辛烯橡胶28份、聚异戊二烯橡胶8.3份、聚醚型聚氨酯10份、氧化锌1.8份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.2份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1.3份、硬脂酸1.6份、纳米碳酸钙8份、空心玻璃微珠5.5份、纳米蒙脱土23份、碱式碳酸钠铝10份、硅烷偶联剂KH-5510.3份、硅烷偶联剂KH-5500.7份、硅烷偶联剂KH-5701份、硅烷偶联剂KH-1080.5份、硅烷偶联剂KH-5521.5份、防老剂DFC-341.8份、防老剂A4份、双季戊四醇二亚磷酸酯2.8份、六苯氧基环三磷腈6.5份、乙烯基硅油2.2份、促进剂ZDBC1份、促进剂8080.3份、促进剂TDEC0.5份、蓖麻油酸锌1.9份、磷酸二氢铝6份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯3.2份；
其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为40nm，比表面积为55m2/g；
所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为4的溶液，然后加入5份硫酸铝、2份硫酸铁和10份硝酸锆，然后加入20份纳米钠基蒙脱土，升温至65℃后搅拌2h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
实施例4
本发明提出的一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶65份、氯化丁基橡胶30份、聚辛烯橡胶31份、聚异戊二烯橡胶7.5份、聚醚型聚氨酯11份、氧化锌1.1份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1份、硬脂酸2.1份、纳米碳酸钙10份、空心玻璃微珠7份、纳米蒙脱土19份、碱式碳酸钠铝13份、硅烷偶联剂KH-5501.2份、硅烷偶联剂KH-5702份、防老剂DFC-342.2份、防老剂A3.2份、双季戊四醇二亚磷酸酯3.3份、六苯氧基环三磷腈5.8份、乙烯基硅油2.7份、促进剂TDEC0.6份、促进剂H0.6份、蓖麻油酸锌2.2份、磷酸二氢铝5.5份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯4份；
其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20nm，比表面积为85m2/g；
所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为6的溶液，然后加入2份硫酸铝、5份硫酸铁和3份硝酸锆，然后加入35份纳米钠基蒙脱土，升温至50℃后搅拌5h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
实施例5
本发明提出的一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶63份、氯化丁基橡胶31份、聚辛烯橡胶30份、聚异戊二烯橡胶8份、聚醚型聚氨酯10.6份、氧化锌1.5份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.35份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1.2份、硬脂酸2份、纳米碳酸钙8.5份、空心玻璃微珠6份、纳米蒙脱土20份、碱式碳酸钠铝12份、硅烷偶联剂KH-5513.8份、防老剂DFC-342份、防老剂A3.5份、双季戊四醇二亚磷酸酯3份、六苯氧基环三磷腈6份、乙烯基硅油2.5份、促进剂ZDBC1份、促进剂8080.3份、促进剂TDEC0.3份、蓖麻油酸锌2份、磷酸二氢铝5.8份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯3.6份；
其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为30nm，比表面积为70m2/g；
所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为5的溶液，然后加入3份硫酸铝、2.5份硫酸铁和8份硝酸锆，然后加入30份纳米钠基蒙脱土，升温至60℃后搅拌3.5h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
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 (10)

1.一种耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶50-70份、氯化丁基橡胶20-35份、聚辛烯橡胶20-35份、聚异戊二烯橡胶3-10份、聚醚型聚氨酯5-12份、氧化锌0.5-2份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)0.5-2份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷0.5-2份、硬脂酸1-2.5份、纳米碳酸钙3-12份、空心玻璃微珠2-10份、纳米蒙脱土15-25份、碱式碳酸钠铝8-15份、硅烷偶联剂2-5份、防老剂DFC-341-2.5份、防老剂A2-5份、双季戊四醇二亚磷酸酯1-5份、六苯氧基环三磷腈3-10份、乙烯基硅油1-3份、促进剂1-2份、蓖麻油酸锌1-2.5份、磷酸二氢铝2-8份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯2-5份。
2.根据权利要求1所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，其原料中，氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、聚辛烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚醚型聚氨酯的重量比为55-67：28-33：26-32：5-9：7-11。
3.根据权利要求1或2所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，其原料中，过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷的重量比为1-1.6：0.9-1.5。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶60-65份、氯化丁基橡胶30-32份、聚辛烯橡胶28-31份、聚异戊二烯橡胶7.5-8.3份、聚醚型聚氨酯10-11份、氧化锌1.1-1.8份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.2-1.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1-1.3份、硬脂酸1.6-2.1份、纳米碳酸钙8-10份、空心玻璃微珠5.5-7份、纳米蒙脱土19-23份、碱式碳酸钠铝10-13份、硅烷偶联剂3.2-4份、防老剂DFC-341.8-2.2份、防老剂A3.2-4份、双季戊四醇二亚磷酸酯2.8-3.3份、六苯氧基环三磷腈5.8-6.5份、乙烯基硅油2.2-2.7份、促进剂1.2-1.8份、蓖麻油酸锌1.9-2.2份、磷酸二氢铝5.5-6份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯3.2-4份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶63份、氯化丁基橡胶31份、聚辛烯橡胶30份、聚异戊二烯橡胶8份、聚醚型聚氨酯10.6份、氧化锌1.5份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)1.35份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷1.2份、硬脂酸2份、纳米碳酸钙8.5份、空心玻璃微珠6份、纳米蒙脱土20份、碱式碳酸钠铝12份、硅烷偶联剂3.8份、防老剂DFC-342份、防老剂A3.5份、双季戊四醇二亚磷酸酯3份、六苯氧基环三磷腈6份、乙烯基硅油2.5份、促进剂1.6份、蓖麻油酸锌2份、磷酸二氢铝5.8份、1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯3.6份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-40nm，比表面积为55-85m2/g。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为4-6的溶液，然后加入2-5份硫酸铝、2-5份硫酸铁和3-10份硝酸锆，然后加入20-35份纳米钠基蒙脱土，升温至50-65℃后搅拌2-5h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，所述纳米蒙脱土为改性纳米蒙脱土；所述改性纳米蒙脱土按照以下工艺进行制备：按重量份将硫酸加入100份水中配制成pH值为5的溶液，然后加入3份硫酸铝、2.5份硫酸铁和8份硝酸锆，然后加入30份纳米钠基蒙脱土，升温至60℃后搅拌3.5h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米蒙脱土。
9.根据权利要求1-8中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-551、硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-108、硅烷偶联剂KH-552中的一种或者多种的混合物。
10.根据权利要求1-9中任一项所述耐热耐老化氯丁橡胶管材，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂ZDBC、促进剂808、促进剂TDEC、促进剂H中的一种或者多种的混合物。
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