CN105440464A - 一种减震橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶50-70，丁腈橡胶30-50，复合填料50-70，微胶囊化红磷15-25，三聚氰胺磷酸盐10-15，磷酸三丁酯5-8，环氧大豆油10-15，柠檬酸三丁酯15-25，硫磺0.5-0.8，硬脂酸0.1-0.2，氧化锌0.1-0.15，促进剂DM？0.2-0.4，Ca/Zn复合稳定剂2-4，二月桂酸二丁基锡2-4，防老剂RD？0.1-0.3，防老剂445？0.1-0.2，抗疲劳剂PL-600？0.2-0.4，石蜡3-5；其中，复合填料的原料包括：改性纳米白炭黑、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇。本发明减震性好。

Description

一种减震橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种减震橡胶材料。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，震动和噪音已经成为各个领域的严重问题，它会降低操作精度，影响产品质量，缩短产品寿命，使得高精仪器不能正常工作，危及安全性，使设备或构建物早期破坏，污染环境及影响人身健康，因此，研究和掌握震动控制与噪音控制技术已是各国工业发展面临的重大课题。
应用最广泛、最有效的方法是使用各种减震制品，尤其是橡胶减震制品，它能有效地隔离震动和激发源，还可以缓和震动体的震动，因此被广泛应用于各种机动车辆、飞机、船舰中。
减震橡胶要求减震性、耐热性和耐疲劳性好，目前市场上的减震橡胶制品的减震性能都不够理想，而且机械性能和耐疲劳性不佳，容易过早老化，导致减震橡胶失效。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种减震橡胶材料，本发明减震性能好、机械性能高、耐疲劳性好。
本发明提出的一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶50-70份，丁腈橡胶30-50份，复合填料50-70份，微胶囊化红磷15-25份，三聚氰胺磷酸盐10-15份，磷酸三丁酯5-8份，环氧大豆油10-15份，柠檬酸三丁酯15-25份，硫磺0.5-0.8份，硬脂酸0.1-0.2份，氧化锌0.1-0.15份，促进剂DM0.2-0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，二月桂酸二丁基锡2-4份，防老剂RD0.1-0.3份，防老剂4450.1-0.2份，抗疲劳剂PL-6000.2-0.4份，石蜡3-5份；
其中，复合填料的原料包括：改性纳米白炭黑、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇；
在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入惰性气体，升温，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、引发剂、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，保温搅拌，升温，继续保温搅拌，提纯得到中间物料；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入惰性气体，加入中间物料，然后升温，回流，提纯，粉碎得到改性纳米白炭黑。
优选地，其原料按重量份包括：丁基橡胶55-65份，丁腈橡胶35-45份，复合填料55-65份，微胶囊化红磷18-22份，三聚氰胺磷酸盐11-13份，磷酸三丁酯6-7份，环氧大豆油12-14份，柠檬酸三丁酯17-23份，硫磺0.6-0.7份，硬脂酸0.12-0.18份，氧化锌0.11-0.13份，促进剂DM0.25-0.35份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，二月桂酸二丁基锡2.5-3.5份，防老剂RD0.15-0.25份，防老剂4450.13-0.17份，抗疲劳剂PL-6000.25-0.35份，石蜡3.5-4.5份。
优选地，复合填料的原料按重量份包括：改性纳米白炭黑1-5份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇49-65份。
优选地，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入惰性气体，升温至45-55℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、引发剂、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以100-200r/min的速度保温搅拌50-70min，升温至70-80℃，继续保温搅拌110-130min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入惰性气体，以200-400r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至50-60℃，回流2-3h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎得到改性纳米白炭黑。
优选地，在改性纳米白炭黑的制备过程中，惰性气体为氮气。
优选地，在改性纳米白炭黑的制备过程中，引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
优选地，在改性纳米白炭黑的制备过程中，改性纳米白炭黑为100-150目。
优选地，在改性纳米白炭黑的制备过程中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、引发剂、十二烷基硫醇的重量比为80-100：3.4-7.5：8-13：0.05-0.1：0.01-0.03。
优选地，在改性纳米白炭黑的制备过程中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为9-11：100-120。
上述在改性纳米白炭黑的制备过程中，N,N-二甲基甲酰胺和丙酮作为溶剂使用，不规定其用量，根据具体操作确定其用量。
本发明的制备方法如下：取丁基橡胶、丁腈橡胶，升温至100℃，密炼10min，加入复合填料，继续密炼5min，加入微胶囊化红磷、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三丁酯、环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、Ca/Zn复合稳定剂、二月桂酸二丁基锡、防老剂RD、防老剂445、抗疲劳剂PL-600、石蜡，升温至150℃，密炼30min，加入硫磺、硬脂酸、氧化锌、促进剂DM混匀，升温至175℃，硫化6min得到减震橡胶材料。
本发明选用的丁基橡胶和丁腈橡胶均具有良好的机械性能和减震性能；乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈进行聚合得到中间物料，在中间物料中含有羧基、-Si(OCH3)3、氰基，首先，中间物料中的羧基、-Si(OCH3)3可以和纳米白炭黑表面的羟基发生化学键合得到改性纳米白炭黑，避免了纳米白炭黑的团聚，改善了纳米白炭黑在橡胶中分散性；其次，中间物料中含有丙烯酸、丙烯腈，使中间物料的极性与丁基橡胶、丁腈橡胶的极性相近，相容性好，从而大大增加了改性纳米白炭黑的与橡胶的相容性；再者，中间物料中的大分子链可与橡胶中侧链相互扩散、缠结，进一步促进改性纳米白炭黑在橡胶中均匀分散；上述三种作用相互配合，使改性纳米白炭黑在橡胶中均匀分散，大大促进了本发明的应力分散，大大提高了本发明的界面强度，进而大大提高了本发明的机械性能和减震性能；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇与橡胶的相容性好，能够及时捕获橡胶链增长阶段产生的自由基，并将其转化为活性低、不足以破坏橡胶主链分子结构的稳定产物，避免橡胶的老化，大大增加本发明的耐疲劳性；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇与改性纳米白炭黑相互配合，大大增加了本发明的机械性能、减震性能和耐疲劳性能；微胶囊化红磷、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三丁酯为阻燃剂；环氧大豆油、柠檬酸三丁酯为增塑剂，可以进一步增加本发明抗冲击等机械性能；Ca/Zn复合稳定剂、二月桂酸二丁基锡、防老剂RD、防老剂445、抗疲劳剂PL-600和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇相互配合可以进一步增加本发明的耐老化、耐疲劳性能；石蜡可以增加本发明的加工流变性，提高本发明的表面光洁度；硫磺、硬脂酸、氧化锌、促进剂DM相互配合，促进橡胶之间、橡胶与改性纳米白炭黑之间形成交联网络，使得应力均匀分散，进一步增加本发明的机械性能和减震性能；上述各物质相互配合，大大提高本发明的机械性能、减震性能和耐疲劳性能。
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
一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶50份，丁腈橡胶50份，改性纳米白炭黑1份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇49份，微胶囊化红磷25份，三聚氰胺磷酸盐10份，磷酸三丁酯8份，环氧大豆油10份，柠檬酸三丁酯25份，硫磺0.5份，硬脂酸0.2份，氧化锌0.1份，促进剂DM0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2份，二月桂酸二丁基锡4份，防老剂RD0.1份，防老剂4450.2份，抗疲劳剂PL-6000.2份，石蜡5份；
其中，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气，升温至45℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化苯甲酰、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以200r/min的速度保温搅拌50min，升温至80℃，继续保温搅拌110min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料，其中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化苯甲酰、十二烷基硫醇的重量比为100：3.4：13：0.05：0.03；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入氮气，以200r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至60℃，回流2h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎，过150目筛得到改性纳米白炭黑，其中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为9：120。
实施例2
一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶70份，丁腈橡胶30份，改性纳米白炭黑5份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇65份，微胶囊化红磷15份，三聚氰胺磷酸盐15份，磷酸三丁酯5份，环氧大豆油15份，柠檬酸三丁酯15份，硫磺0.8份，硬脂酸0.1份，氧化锌0.15份，促进剂DM0.2份，Ca/Zn复合稳定剂4份，二月桂酸二丁基锡2份，防老剂RD0.3份，防老剂4450.1份，抗疲劳剂PL-6000.4份，石蜡3份；
其中，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气，升温至55℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化二异丙苯、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以100r/min的速度保温搅拌70min，升温至70℃，继续保温搅拌130min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料，其中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化二异丙苯、十二烷基硫醇的重量比为80：7.5：8：0.1：0.01；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入氮气，以400r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至50℃，回流3h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎，过100目筛得到改性纳米白炭黑，其中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为11：100。
实施例3
一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶55份，丁腈橡胶45份，改性纳米白炭黑2份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇53份，微胶囊化红磷22份，三聚氰胺磷酸盐11份，磷酸三丁酯7份，环氧大豆油12份，柠檬酸三丁酯23份，硫磺0.6份，硬脂酸0.18份，氧化锌0.11份，促进剂DM0.35份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，二月桂酸二丁基锡3.5份，防老剂RD0.15份，防老剂4450.17份，抗疲劳剂PL-6000.25份，石蜡4.5份；
其中，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气，升温至48℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化苯甲酰、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以170r/min的速度保温搅拌55min，升温至78℃，继续保温搅拌115min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料，其中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化苯甲酰、十二烷基硫醇的重量比为95：4：12：0.07：0.025；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入氮气，以250r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至57℃，回流2.2h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎，过140目筛得到改性纳米白炭黑，其中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为9.5：115。
实施例4
一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶65份，丁腈橡胶35份，改性纳米白炭黑4份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇61份，微胶囊化红磷18份，三聚氰胺磷酸盐13份，磷酸三丁酯6份，环氧大豆油14份，柠檬酸三丁酯17份，硫磺0.7份，硬脂酸0.12份，氧化锌0.13份，促进剂DM0.25份，Ca/Zn复合稳定剂3.5份，二月桂酸二丁基锡2.5份，防老剂RD0.25份，防老剂4450.13份，抗疲劳剂PL-6000.35份，石蜡3.5份；
其中，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气，升温至52℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化二异丙苯、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以130r/min的速度保温搅拌65min，升温至72℃，继续保温搅拌125min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料，其中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化二异丙苯、十二烷基硫醇的重量比为85：7：10：0.09：0.015；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入氮气，以350r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至53℃，回流2.8h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎，过120目筛得到改性纳米白炭黑，其中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为10.5：105。
实施例5
一种减震橡胶材料，其原料按重量份包括：丁基橡胶60份，丁腈橡胶40份，改性纳米白炭黑3份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇57份，微胶囊化红磷20份，三聚氰胺磷酸盐12份，磷酸三丁酯6.5份，环氧大豆油13份，柠檬酸三丁酯20份，硫磺0.65份，硬脂酸0.15份，氧化锌0.12份，促进剂DM0.3份，Ca/Zn复合稳定剂3份，二月桂酸二丁基锡3份，防老剂RD0.2份，防老剂4450.15份，抗疲劳剂PL-6000.3份，石蜡4份；
其中，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入氮气，升温至50℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化苯甲酰、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以150r/min的速度保温搅拌60min，升温至75℃，继续保温搅拌120min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料，其中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、过氧化苯甲酰、十二烷基硫醇的重量比为90：5.5：11：0.08：0.02；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入氮气，以300r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至55℃，回流2.5h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎，过130目筛得到改性纳米白炭黑，其中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为10：110。
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 (9)

1.一种减震橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁基橡胶50-70份，丁腈橡胶30-50份，复合填料50-70份，微胶囊化红磷15-25份，三聚氰胺磷酸盐10-15份，磷酸三丁酯5-8份，环氧大豆油10-15份，柠檬酸三丁酯15-25份，硫磺0.5-0.8份，硬脂酸0.1-0.2份，氧化锌0.1-0.15份，促进剂DM0.2-0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，二月桂酸二丁基锡2-4份，防老剂RD0.1-0.3份，防老剂4450.1-0.2份，抗疲劳剂PL-6000.2-0.4份，石蜡3-5份；
其中，复合填料的原料包括：改性纳米白炭黑、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇；
在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入惰性气体，升温，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、引发剂、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，保温搅拌，升温，继续保温搅拌，提纯得到中间物料；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入惰性气体，加入中间物料，然后升温，回流，提纯，粉碎得到改性纳米白炭黑。
2.根据权利要求1所述减震橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁基橡胶55-65份，丁腈橡胶35-45份，复合填料55-65份，微胶囊化红磷18-22份，三聚氰胺磷酸盐11-13份，磷酸三丁酯6-7份，环氧大豆油12-14份，柠檬酸三丁酯17-23份，硫磺0.6-0.7份，硬脂酸0.12-0.18份，氧化锌0.11-0.13份，促进剂DM0.25-0.35份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，二月桂酸二丁基锡2.5-3.5份，防老剂RD0.15-0.25份，防老剂4450.13-0.17份，抗疲劳剂PL-6000.25-0.35份，石蜡3.5-4.5份。
3.根据权利要求1或2所述减震橡胶材料，其特征在于，复合填料的原料按重量份包括：改性纳米白炭黑1-5份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇49-65份。
4.根据权利要求1-3任一项所述减震橡胶材料，其特征在于，在改性纳米白炭黑的制备过程中，取N,N-二甲基甲酰胺，通入惰性气体，升温至45-55℃，加入乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、引发剂、十二烷基硫醇的N,N-二甲基甲酰胺溶液混匀，以100-200r/min的速度保温搅拌50-70min，升温至70-80℃，继续保温搅拌110-130min，一次真空干燥，加丙酮溶解，二次真空干燥，加丙酮溶解，三次真空干燥得到中间物料；将纳米白炭黑加入丙酮中，通入惰性气体，以200-400r/min的速度搅拌，在搅拌过程中加入中间物料，然后升温至50-60℃，回流2-3h，过滤，取滤饼真空干燥，粉碎得到改性纳米白炭黑。
5.根据权利要求1-4任一项所述减震橡胶材料，其特征在于，在改性纳米白炭黑的制备过程中，惰性气体为氮气。
6.根据权利要求1-5任一项所述减震橡胶材料，其特征在于，在改性纳米白炭黑的制备过程中，引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述减震橡胶材料，其特征在于，在改性纳米白炭黑的制备过程中，改性纳米白炭黑为100-150目。
8.根据权利要求1-7任一项所述减震橡胶材料，其特征在于，在改性纳米白炭黑的制备过程中，乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、丙烯腈、引发剂、十二烷基硫醇的重量比为80-100：3.4-7.5：8-13：0.05-0.1：0.01-0.03。
9.根据权利要求1-8任一项所述减震橡胶材料，其特征在于，在改性纳米白炭黑的制备过程中，中间物料和纳米白炭黑的重量比为9-11：100-120。
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