CN105440686A - 一种减震耐高温橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶50-70，氯化丁基橡胶20-30，环氧化天然橡胶10-20，复合填料50-70，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.8-1，氢氧化铝20-30，微胶囊化红磷8-10，环氧糠油酸丁酯10-20，环氧蚕蛹油酸丁酯10-20，双251-2，促进剂TMTD？0.2-0.4，促进剂M？0.1-0.2，稀土稳定剂2-4，Ca/Zn复合稳定剂2-4，抗氧剂1010？0.05-0.1，抗氧剂264？0.2-0.4，石蜡2-4。本发明减震性好、耐高温性好、机械性能好。

Description

一种减震耐高温橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种减震耐高温橡胶材料。
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，而且耐热性不佳，因此需要提供一种耐热、减震的橡胶材料。
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耐高温橡胶材料，本发明耐高温性好、减震性能好、机械性能高、抗老化性好。
本发明提出的一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶50-70份，氯化丁基橡胶20-30份，环氧化天然橡胶10-20份，复合填料50-70份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.8-1份，氢氧化铝20-30份，微胶囊化红磷8-10份，环氧糠油酸丁酯10-20份，环氧蚕蛹油酸丁酯10-20份，双251-2份，促进剂TMTD0.2-0.4份，促进剂M0.1-0.2份，稀土稳定剂2-4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，抗氧剂10100.05-0.1份，抗氧剂2640.2-0.4份，石蜡2-4份；
其中，复合填料的原料包括：氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]。
优选地，其原料按重量份包括：硅橡胶55-65份，氯化丁基橡胶22-28份，环氧化天然橡胶13-17份，复合填料55-65份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.85-0.95份，氢氧化铝22-28份，微胶囊化红磷8.5-9.5份，环氧糠油酸丁酯12-18份，环氧蚕蛹油酸丁酯12-18份，双251.3-1.7份，促进剂TMTD0.25-0.35份，促进剂M0.12-0.18份，稀土稳定剂2.5-3.5份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，抗氧剂10100.06-0.08份，抗氧剂2640.25-0.35份，石蜡2.5-3.5份。
优选地，在复合填料中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为15-25：1-3：2-4：30-40。
优选地，在复合填料中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为18-22：1.5-2.5：2.5-3.5：32-38。
优选地，在复合填料中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为20：2：3：35。
优选地，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至90-100℃，以150-200r/min的速度搅拌4-6min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌10-20min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌30-50min，粉碎至80-120目得到复合填料。
优选地，在复合填料中，改性纳米氮化硅是经乙烯基三乙氧基硅烷改性得到的。
优选地，在复合填料中，在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至60-70℃，以200-400r/min的速度保温搅拌3-6h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至40-50℃，真空干燥，粉碎至150-200目得到改性纳米氮化硅。
优选地，在改性纳米氮化硅的制备过程中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：10-14。
上述在改性纳米氮化硅的制备过程中，丙酮的作用是溶解和洗涤，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：取硅橡胶、氯化丁基橡胶、环氧化天然橡胶，升温至170℃，以100r/min的速度密炼10min，加入复合填料，继续密炼20min，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷、氢氧化铝、微胶囊化红磷、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂1010、抗氧剂264、石蜡，升温至180℃，以200r/min的速度密炼40min，加入双25、促进剂TMTD、促进剂M混匀，调节温度至170℃，以200r/min的速度密炼15min，升温至210℃，以300r/min的速度密炼30min得到减震耐高温橡胶材料。
本发明选用硅橡胶、氯化丁基橡胶、氢化丁腈橡胶均具有优良的耐高温性和减震性能，与环氧化天然橡胶共混，能大大增加本发明的减震性和耐高温性；乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]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和机械性能；气相二氧化硅和氢化丁腈橡胶共混，使得氢化丁腈橡胶中氰基与气相二氧化硅表面的硅羟基相互作用，形成网状结构，增加了气相二氧化硅在硅橡胶和丁基橡胶中分散性，乙烯基三乙氧基硅烷与纳米氮化硅反应得到接枝有碳碳双键、硅氧烷基团的改性纳米氮化硅，碳碳双键可以和氢化丁腈橡胶中的碳碳双键发生缩合，硅氧烷基团可以和丁腈橡胶中剩余的氰基反应，也可以和气相二氧化硅中剩余的硅羟基反应，三者相互作用，使得气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、氢化丁腈橡胶、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]均匀分散，从而大大增加了复合填料在橡胶中的分散性，大大促进了本发明的应力分散，进而大大提高了本发明的机械性能和减震性能，并能提高本发明的玻璃化转变温度，进而提高本发明的减震性；气相二氧化硅和纳米氮化硅均具有良好的耐高温性，可以进一步增加本发明的耐热性能；3-氨丙基三乙氧基硅烷可以促进各物质均匀分散，增加本发明的机械性能；氢氧化铝、微胶囊化红磷为阻燃剂；环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯为增塑剂，可以进一步增加本发明的机械性能和耐高温性能；稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂1010、抗氧剂264和乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]相互配合可以进一步增加本发明的耐老化、耐疲劳性能和热稳定性能；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；过双25、促进剂TMTD、促进剂M相互配合，促进橡胶之间、橡胶与复合填料之间形成交联网络，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，大大提高本发明的耐热性、减震性能、机械性能和耐疲劳性能。
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
一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶50份，氯化丁基橡胶30份，环氧化天然橡胶10份，复合填料70份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.8份，氢氧化铝30份，微胶囊化红磷8份，环氧糠油酸丁酯20份，环氧蚕蛹油酸丁酯10份，双252份，促进剂TMTD0.2份，促进剂M0.2份，稀土稳定剂2份，Ca/Zn复合稳定剂4份，抗氧剂10100.05份，抗氧剂2640.4份，石蜡2份；
其中，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至100℃，以150r/min的速度搅拌6min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌10min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌50min，粉碎至80目得到复合填料，其中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为25：1：4：30；
在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至70℃，以200r/min的速度保温搅拌6h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至40℃，真空干燥，粉碎至200目得到改性纳米氮化硅，其中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：10。
实施例2
一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶70份，氯化丁基橡胶20份，环氧化天然橡胶20份，复合填料50份，3-氨丙基三乙氧基硅烷1份，氢氧化铝20份，微胶囊化红磷10份，环氧糠油酸丁酯10份，环氧蚕蛹油酸丁酯20份，双251份，促进剂TMTD0.4份，促进剂M0.1份，稀土稳定剂4份，Ca/Zn复合稳定剂2份，抗氧剂10100.1份，抗氧剂2640.2份，石蜡4份；
其中，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至90℃，以200r/min的速度搅拌4min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌20min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌30min，粉碎至120目得到复合填料，其中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为15：3：2：40；
在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至60℃，以400r/min的速度保温搅拌3h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至50℃，真空干燥，粉碎至150目得到改性纳米氮化硅，其中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：14。
实施例3
一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶55份，氯化丁基橡胶28份，环氧化天然橡胶13份，复合填料65份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.85份，氢氧化铝28份，微胶囊化红磷8.5份，环氧糠油酸丁酯18份，环氧蚕蛹油酸丁酯12份，双251.7份，促进剂TMTD0.25份，促进剂M0.18份，稀土稳定剂2.5份，Ca/Zn复合稳定剂3.5份，抗氧剂10100.06份，抗氧剂2640.35份，石蜡2.5份；
其中，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至98℃，以160r/min的速度搅拌5.5min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌12min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌45min，粉碎至80目得到复合填料，其中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为22：1.5：3.5：32；
在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至67℃，以250r/min的速度保温搅拌5h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至42℃，真空干燥，粉碎至180目得到改性纳米氮化硅，其中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：11。
实施例4
一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶65份，氯化丁基橡胶22份，环氧化天然橡胶17份，复合填料55份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.95份，氢氧化铝22份，微胶囊化红磷9.5份，环氧糠油酸丁酯12份，环氧蚕蛹油酸丁酯18份，双251.3份，促进剂TMTD0.35份，促进剂M0.12份，稀土稳定剂3.5份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，抗氧剂10100.08份，抗氧剂2640.25份，石蜡3.5份；
其中，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至92℃，以180r/min的速度搅拌4.5min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌18min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌35min，粉碎至120目得到复合填料，其中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为18：2.5：2.5：38；
在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至63℃，以350r/min的速度保温搅拌4h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至48℃，真空干燥，粉碎至160目得到改性纳米氮化硅，其中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：13。
实施例5
一种减震耐高温橡胶材料，其原料按重量份包括：硅橡胶60份，氯化丁基橡胶25份，环氧化天然橡胶15份，复合填料60份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.9份，氢氧化铝25份，微胶囊化红磷9份，环氧糠油酸丁酯15份，环氧蚕蛹油酸丁酯15份，双251.5份，促进剂TMTD0.3份，促进剂M0.15份，稀土稳定剂3份，Ca/Zn复合稳定剂3份，抗氧剂10100.07份，抗氧剂2640.3份，石蜡3份；
其中，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至95℃，以170r/min的速度搅拌5min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌15min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌40min，粉碎至100目得到复合填料，其中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为20：2：3：35；
在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至65℃，以300r/min的速度保温搅拌4.5h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至45℃，真空干燥，粉碎至170目得到改性纳米氮化硅，其中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：12。
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)

1.一种减震耐高温橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：硅橡胶50-70份，氯化丁基橡胶20-30份，环氧化天然橡胶10-20份，复合填料50-70份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.8-1份，氢氧化铝20-30份，微胶囊化红磷8-10份，环氧糠油酸丁酯10-20份，环氧蚕蛹油酸丁酯10-20份，双251-2份，促进剂TMTD0.2-0.4份，促进剂M0.1-0.2份，稀土稳定剂2-4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，抗氧剂10100.05-0.1份，抗氧剂2640.2-0.4份，石蜡2-4份；
其中，复合填料的原料包括：氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]。
2.根据权利要求1所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：硅橡胶55-65份，氯化丁基橡胶22-28份，环氧化天然橡胶13-17份，复合填料55-65份，3-氨丙基三乙氧基硅烷0.85-0.95份，氢氧化铝22-28份，微胶囊化红磷8.5-9.5份，环氧糠油酸丁酯12-18份，环氧蚕蛹油酸丁酯12-18份，双251.3-1.7份，促进剂TMTD0.25-0.35份，促进剂M0.12-0.18份，稀土稳定剂2.5-3.5份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，抗氧剂10100.06-0.08份，抗氧剂2640.25-0.35份，石蜡2.5-3.5份。
3.根据权利要求1或2所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在复合填料中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为15-25：1-3：2-4：30-40。
4.根据权利要求1-3任一项所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在复合填料中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为18-22：1.5-2.5：2.5-3.5：32-38。
5.根据权利要求1-4任一项所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在复合填料中，氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅、改性纳米氮化硅、乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]的重量比为20：2：3：35。
6.根据权利要求1-5任一项所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在复合填料的制备过程中，将氢化丁腈橡胶、气相二氧化硅混匀，升温至90-100℃，以150-200r/min的速度搅拌4-6min，加入改性纳米氮化硅，继续搅拌10-20min，加入乙烯双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]，继续搅拌30-50min，粉碎至80-120目得到复合填料。
7.根据权利要求1-6任一项所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在复合填料中，改性纳米氮化硅是经乙烯基三乙氧基硅烷改性得到的。
8.根据权利要求1-7任一项所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在复合填料中，在改性纳米氮化硅的制备过程中，将纳米氮化硅加入乙烯基三乙氧基硅烷的丙酮中，通入氮气，升温至60-70℃，以200-400r/min的速度保温搅拌3-6h，过滤，丙酮洗涤，调节温度至40-50℃，真空干燥，粉碎至150-200目得到改性纳米氮化硅。
9.根据权利要求1-8任一项所述减震耐高温橡胶材料，其特征在于，在改性纳米氮化硅的制备过程中，纳米氮化硅和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：10-14。
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