CN105482187A - 一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量包括：丁腈橡胶25-39，高顺式丁二烯橡胶30-45，异戊二烯橡胶15-25，氧化锌1.2-1.8，氧化镁1.2-1.8，过氧化二异丙苯0.8-1.6，正丁基黄原酸锌？0.2-0.9，促进剂ZBX？0.2-0.9，乙炔炭黑？40-60，纳米二氧化硅15-25，纳米蛭石20-45，改性纳米蒙脱土15-25，微晶纤维素10-18，膨润土5-16，石墨烯10-20，防老剂4010NA？1.2-2.2，防老剂H？1.3-2.5，防老剂RD？1.5-2.2，硬脂酸锌1.5-2.4。本发明疏水性能和力学性能好，而且耐高温耐老化，使用寿命长。

Description

一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料。
背景技术
由于国际石油资源的日益紧缺，造成各类橡胶价格不断上涨，未来几年，橡胶资源紧缺将会一直困扰着各国，橡胶资源的性能显得越来越重要。发动机橡胶垫块是汽车发动机底部用于发动机减振的重要元件，由于发动机橡胶垫块的工作环境，导致对使用的橡胶材料的性能要求较高。由于发动机橡胶垫块在高温环境下频繁剧烈振动，导致发动机橡胶垫块更换频繁，这大大增加了使用成本，因此，如何制备一种疏水，耐高温，耐老化，力学性能好，使用寿命长的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，疏水性能和力学性能好，而且耐高温耐老化，使用寿命长。
本发明提出的一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶25-39份，高顺式丁二烯橡胶30-45份，异戊二烯橡胶15-25份，氧化锌1.2-1.8份，氧化镁1.2-1.8份，过氧化二异丙苯0.8-1.6份，正丁基黄原酸锌0.2-0.9份，促进剂ZBX0.2-0.9份，乙炔炭黑40-60份，纳米二氧化硅15-25份，纳米蛭石20-45份，改性纳米蒙脱土15-25份，微晶纤维素10-18份，膨润土5-16份，石墨烯10-20份，防老剂4010NA1.2-2.2份，防老剂H1.3-2.5份，防老剂RD1.5-2.2份，硬脂酸锌1.5-2.4份。
优选地，改性纳米蒙脱土的制备方法如下：按重量份将15-25份纳米蒙脱土、1.2-1.8份氯化钠、60-120份浓度为2-5mol/L的盐酸搅拌，搅拌温度为70-88℃，搅拌时间为5-10h，离心分离，洗涤得到第一预制料；将15-20份氧化镧、50-80份浓度为5-15wt%的盐酸搅拌60-100min，蒸发浓缩得到结晶，加入60-120份去离子水搅拌40-90min得到第二预制料；向5-12份柠檬酸中加入浓度为8-16wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.4-6.9，以0.1-0.25份/min的速度加入第二预制料，加入完全后，依次加入第一预制料、90-140份去离子水、2-4份十六烷基三甲基溴化铵、1.5-2.5份N-二甲基乙酰胺搅拌，搅拌温度为80-87℃，搅拌时间为5-12h，离心分离，洗涤，干燥，研磨得到改性纳米蒙脱土。
优选地，丁腈橡胶中丙烯腈含量为28-38%。
优选地，丁腈橡胶、高顺式丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为26-30：36-40：18-22。
优选地，纳米二氧化硅、纳米蛭石、改性纳米蒙脱土、微晶纤维素、膨润土、石墨烯的重量比为18-22：30-40：16-22：14-16：10-13：14-18。
优选地，改性纳米蒙脱土、丁腈橡胶、高顺式丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为16-22：26-30：36-40：18-22。
优选地，改性纳米蒙脱土、防老剂4010NA、防老剂H、防老剂RD的重量比为16-22：1.6-2：1.5-2：1.8-2。
优选地，所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶26-30份，高顺式丁二烯橡胶36-40份，异戊二烯橡胶18-22份，氧化锌1.3-1.5份，氧化镁1.4-1.6份，过氧化二异丙苯1-1.4份，正丁基黄原酸锌0.3-0.6份，促进剂ZBX0.4-0.8份，乙炔炭黑46-50份，纳米二氧化硅18-22份，纳米蛭石30-40份，改性纳米蒙脱土16-22份，微晶纤维素14-16份，膨润土10-13份，石墨烯14-18份，防老剂4010NA1.6-2份，防老剂H1.5-2份，防老剂RD1.8-2份，硬脂酸锌1.8-2.1份。
其中，上述电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料采用一般橡胶材料的制备工艺进行制备，即依次经过塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序制成。
由于丁腈橡胶耐油性、耐磨性极好，但耐老化，弹性稍低；高顺式丁二烯橡胶主链上无取代基，分子间作用力小，分子长而细，分子中有大量的可发生内旋转的C-C单键和具反应性的C=C键，即使在很宽的温度范围内显示高弹性，但耐老化性较差；异戊二烯橡胶粘着性、力学性能较差；本发明采用丁腈橡胶、高顺式丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶相互配合，不仅相容性好，而且采用氧化锌、氧化镁、过氧化二异丙苯、正丁基黄原酸锌、促进剂ZBX作为硫化体系，使本发明耐高温、耐老化，而且力学性能、减震性能极好，再通过合理控制丁腈橡胶中丙烯腈处于一定范围内，在保证本发明耐油性好的情况下，还具有极为优良的耐水性、气密性及粘结性，可在高温水或油中长期使用。
在改性纳米蒙脱土的制备方法中，由于纳米蒙脱土为薄片状结构，采用氯化钠、盐酸进行修饰，氢离子与纳米蒙脱土层中的羟基进行反应，使层间金属阳离子暴露出来，并与钠离子进行交换，减少了层间电荷密度，更易于使后续氧化镧、十六烷基三甲基溴化铵、N-二甲基乙酰胺进行插层，使改性纳米蒙脱土层间距大，大幅提高本发明的热稳定性，同时氧化镧中镧原子作为亲氧元素，可与柠檬酸中的氧进行配位，结合能力强，使改性纳米蒙脱土亲水性减弱，提高本发明的疏水性能。所得改性纳米蒙脱土不仅可对纳米二氧化硅、纳米蛭石、微晶纤维素、膨润土、石墨烯进行表面改性，界面间结合强度大，物料间混容性好，力学性能极好，而且具有不饱和双键等活性基团可与丁腈橡胶、高顺式丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶发生化学交联，进一步促进交联硫化，使本发明疏水性、热稳定性及力学性能进一步增强；而改性纳米蒙脱土还与防老剂4010NA、防老剂H、防老剂RD产生协同作用，进一步增强本发明耐老化性能。
具体实施方式
实施例1
一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶25份，高顺式丁二烯橡胶45份，异戊二烯橡胶15份，氧化锌1.8份，氧化镁1.2份，过氧化二异丙苯1.6份，正丁基黄原酸锌0.2份，促进剂ZBX0.9份，乙炔炭黑40份，纳米二氧化硅25份，纳米蛭石20份，改性纳米蒙脱土25份，微晶纤维素10份，膨润土16份，石墨烯10份，防老剂4010NA2.2份，防老剂H1.3份，防老剂RD2.2份，硬脂酸锌1.5份。
实施例2
一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶39份，高顺式丁二烯橡胶30份，异戊二烯橡胶25份，氧化锌1.2份，氧化镁1.8份，过氧化二异丙苯0.8份，正丁基黄原酸锌0.9份，促进剂ZBX0.2份，乙炔炭黑60份，纳米二氧化硅15份，纳米蛭石45份，改性纳米蒙脱土15份，微晶纤维素18份，膨润土5份，石墨烯20份，防老剂4010NA1.2份，防老剂H2.5份，防老剂RD1.5份，硬脂酸锌2.4份。
实施例3
一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶26份，高顺式丁二烯橡胶40份，异戊二烯橡胶18份，氧化锌1.5份，氧化镁1.4份，过氧化二异丙苯1.4份，正丁基黄原酸锌0.3份，促进剂ZBX0.8份，乙炔炭黑46份，纳米二氧化硅22份，纳米蛭石30份，改性纳米蒙脱土22份，微晶纤维素14份，膨润土13份，石墨烯14份，防老剂4010NA2份，防老剂H1.5份，防老剂RD2份，硬脂酸锌1.8份。其中丁腈橡胶中丙烯腈含量为38%。
改性纳米蒙脱土的制备方法如下：按重量份将15份纳米蒙脱土、1.8份氯化钠、60份浓度为5mol/L的盐酸搅拌，搅拌温度为70℃，搅拌时间为10h，离心分离，洗涤得到第一预制料；将15份氧化镧、80份浓度为5wt%的盐酸搅拌100min，蒸发浓缩得到结晶，加入60份去离子水搅拌90min得到第二预制料；向5份柠檬酸中加入浓度为16wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.4，以0.25份/min的速度加入第二预制料，加入完全后，依次加入第一预制料、90份去离子水、4份十六烷基三甲基溴化铵、1.5份N-二甲基乙酰胺搅拌，搅拌温度为87℃，搅拌时间为5h，离心分离，洗涤，干燥，研磨得到改性纳米蒙脱土。
实施例4
一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶30份，高顺式丁二烯橡胶36份，异戊二烯橡胶22份，氧化锌1.3份，氧化镁1.6份，过氧化二异丙苯1份，正丁基黄原酸锌0.6份，促进剂ZBX0.4份，乙炔炭黑50份，纳米二氧化硅18份，纳米蛭石40份，改性纳米蒙脱土16份，微晶纤维素16份，膨润土10份，石墨烯18份，防老剂4010NA1.6份，防老剂H2份，防老剂RD1.8份，硬脂酸锌2.1份。其中丁腈橡胶中丙烯腈含量为28%。
改性纳米蒙脱土的制备方法如下：按重量份将25份纳米蒙脱土、1.2份氯化钠、120份浓度为2mol/L的盐酸搅拌，搅拌温度为88℃，搅拌时间为5h，离心分离，洗涤得到第一预制料；将20份氧化镧、50份浓度为15wt%的盐酸搅拌60min，蒸发浓缩得到结晶，加入120份去离子水搅拌40min得到第二预制料；向12份柠檬酸中加入浓度为8wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.9，以0.1份/min的速度加入第二预制料，加入完全后，依次加入第一预制料、140份去离子水、2份十六烷基三甲基溴化铵、2.5份N-二甲基乙酰胺搅拌，搅拌温度为80℃，搅拌时间为12h，离心分离，洗涤，干燥，研磨得到改性纳米蒙脱土。
实施例5
一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶28份，高顺式丁二烯橡胶39份，异戊二烯橡胶19份，氧化锌1.45份，氧化镁1.55份，过氧化二异丙苯1.2份，正丁基黄原酸锌0.45份，促进剂ZBX0.6份，乙炔炭黑48份，纳米二氧化硅19份，纳米蛭石36份，改性纳米蒙脱土19份，微晶纤维素15.5份，膨润土12份，石墨烯16份，防老剂4010NA1.8份，防老剂H1.6份，防老剂RD1.9份，硬脂酸锌1.9份。其中丁腈橡胶中丙烯腈含量为29%。
改性纳米蒙脱土的制备方法如下：按重量份将23份纳米蒙脱土、1.6份氯化钠、80份浓度为4.2mol/L的盐酸搅拌，搅拌温度为79℃，搅拌时间为9h，离心分离，洗涤得到第一预制料；将19份氧化镧、72份浓度为12wt%的盐酸搅拌85min，蒸发浓缩得到结晶，加入110份去离子水搅拌85min得到第二预制料；向8份柠檬酸中加入浓度为12wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.6，以0.18份/min的速度加入第二预制料，加入完全后，依次加入第一预制料、125份去离子水、3.6份十六烷基三甲基溴化铵、1.8份N-二甲基乙酰胺搅拌，搅拌温度为85℃，搅拌时间为9h，离心分离，洗涤，干燥，研磨得到改性纳米蒙脱土。
其中，上述实施例1-5中所述电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料采用一般橡胶材料的制备工艺进行制备，即依次经过塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序制成。
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 (8)

1.一种电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶25-39份，高顺式丁二烯橡胶30-45份，异戊二烯橡胶15-25份，氧化锌1.2-1.8份，氧化镁1.2-1.8份，过氧化二异丙苯0.8-1.6份，正丁基黄原酸锌0.2-0.9份，促进剂ZBX0.2-0.9份，乙炔炭黑40-60份，纳米二氧化硅15-25份，纳米蛭石20-45份，改性纳米蒙脱土15-25份，微晶纤维素10-18份，膨润土5-16份，石墨烯10-20份，防老剂4010NA1.2-2.2份，防老剂H1.3-2.5份，防老剂RD1.5-2.2份，硬脂酸锌1.5-2.4份。
2.根据权利要求1所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，改性纳米蒙脱土的制备方法如下：按重量份将15-25份纳米蒙脱土、1.2-1.8份氯化钠、60-120份浓度为2-5mol/L的盐酸搅拌，搅拌温度为70-88℃，搅拌时间为5-10h，离心分离，洗涤得到第一预制料；将15-20份氧化镧、50-80份浓度为5-15wt%的盐酸搅拌60-100min，蒸发浓缩得到结晶，加入60-120份去离子水搅拌40-90min得到第二预制料；向5-12份柠檬酸中加入浓度为8-16wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.4-6.9，以0.1-0.25份/min的速度加入第二预制料，加入完全后，依次加入第一预制料、90-140份去离子水、2-4份十六烷基三甲基溴化铵、1.5-2.5份N-二甲基乙酰胺搅拌，搅拌温度为80-87℃，搅拌时间为5-12h，离心分离，洗涤，干燥，研磨得到改性纳米蒙脱土。
3.根据权利要求1或2所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，丁腈橡胶中丙烯腈含量为28-38%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，丁腈橡胶、高顺式丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为26-30：36-40：18-22。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，纳米二氧化硅、纳米蛭石、改性纳米蒙脱土、微晶纤维素、膨润土、石墨烯的重量比为18-22：30-40：16-22：14-16：10-13：14-18。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，改性纳米蒙脱土、丁腈橡胶、高顺式丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶的重量比为16-22：26-30：36-40：18-22。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，改性纳米蒙脱土、防老剂4010NA、防老剂H、防老剂RD的重量比为16-22：1.6-2：1.5-2：1.8-2。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电动机垫块用疏水耐老化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡胶26-30份，高顺式丁二烯橡胶36-40份，异戊二烯橡胶18-22份，氧化锌1.3-1.5份，氧化镁1.4-1.6份，过氧化二异丙苯1-1.4份，正丁基黄原酸锌0.3-0.6份，促进剂ZBX0.4-0.8份，乙炔炭黑46-50份，纳米二氧化硅18-22份，纳米蛭石30-40份，改性纳米蒙脱土16-22份，微晶纤维素14-16份，膨润土10-13份，石墨烯14-18份，防老剂4010NA1.6-2份，防老剂H1.5-2份，防老剂RD1.8-2份，硬脂酸锌1.8-2.1份。
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