CN105968431A - 一种耐溶剂耐腐蚀橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐溶剂耐腐蚀橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐溶剂耐腐蚀橡胶及其制备方法，所述耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶30‑50份、丁腈橡胶20‑30份、氟硅橡胶20‑30份、活性氧化锌3‑7份、PE蜡3‑9份、甲基丙烯酸正丁酯4‑10份、环氧树脂3‑8份、防老剂0.3‑1.2份、间苯二酚1‑3份、聚四氟乙烯6‑10份、古马隆树脂2‑5份、硬脂酸3‑6份、白炭黑8‑15份、硫磺10‑15份、促进剂AM‑2 3‑5份、防焦剂CTP0.1‑0.3份，本发明是通过二段混炼法制备而成的。本发明耐溶剂耐腐蚀橡胶对有机溶剂有良好的抵抗力，耐酸碱、耐腐蚀性强，且具有优良的耐磨耐高温的性质，制备简便，成本低，具有一定的推广价值。

Description

一种耐溶剂耐腐蚀橡胶及其制备方法
技术领域
被发明涉及橡胶工业领域，具体涉及一种耐溶剂耐腐蚀橡胶及其制备方法。
背景技术
近几年来，橡胶行业得到不少发展，已成为国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、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。可见，橡胶行业的产品种类繁多，后向产业十分广阔。但是很多橡胶的功能性质单一，如耐高温性好或耐油性好或耐磨性好，但是综合性能却不够突出，导致应用范围较窄。
在中国公开的专利申请CN104341613A中针对橡胶耐油、耐高温性差的问题，提出了一种耐高温耐油橡胶组合物，由以下重量份的组分：天然橡胶100份、四丙氟橡胶30份、三元乙丙橡胶16份、过氧化苯甲酰2份、邻苯二甲酸二丁酯12份、防老剂NBC5份、氧化锌6份、碳酸钙33份、苯酚甲醛类2.1份、环氧大豆油3.6份。其制备的橡胶具有良好的耐高温耐油性能，且力学性能、耐热性得到进一步的提高。
虽然现有技术对橡胶的耐油耐高温方面做出了一定的改进，但仍存在不耐溶剂、耐酸碱性和耐腐蚀性差等问题，大多数橡胶在有机溶剂中的溶胀率都较高，如常用的丁苯胶、丁腈橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氯丁胶等在甲苯、丙酮、甲醛等溶剂中的膨胀程度均大于25％，且其对强酸、强碱等化学介质的也较为敏感，易被腐蚀，限制了橡胶的适用范围。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种耐溶剂耐腐蚀橡胶及其制备方法，以提高常用橡胶对大多数溶剂和化学介质的抵抗性能。
为了实现上述的目的，被发明采用以下技术方案：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶，该耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶30-50份、丁腈橡胶20-30份、氟硅橡胶20-30份、活性氧化锌3-7份、PE蜡3-9份、甲基丙烯酸正丁酯4-10份、环氧树脂3-8份、防老剂0.3-1.2份、间苯二酚1-3份、聚四氟乙烯6-10份、古马隆树脂2-5份、硬脂酸3-6份、白炭黑8-15份、硫磺10-15份、促进剂AM-23-5份、防焦剂CTP0.1-0.3份。
优选的，该耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶40-50份、丁腈橡胶25-30份、氟硅橡胶25-30份、活性氧化锌5-7份、PE蜡6-9份、甲基丙烯酸正丁酯7-10份、环氧树脂5-8份、防老剂0.7-1.2份、间苯二酚2-3份、聚四氟乙烯8-10份、古马隆树脂3-5份、硬脂酸4-6份、白炭黑12-15份、硫磺12-15份、促进剂AM-24-5份、防焦剂CTP0.2-0.3份。
优选的，防老剂为防老剂MBZ与防老剂264的混合物。
优选的，一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热3-4min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为32-38℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼3-5min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼20-30min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼5-8min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼5-10min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼8-10min；
4)母炼胶：倒胶，薄通5-8次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放12-15h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼5-10min；
6)排胶压片，停放13-15h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
优选的，密炼机的辊距为5mm，一段混炼时辊速为10r/min,二段混炼时辊速为5r/min。
优选的步骤3)中混炼温度为90-110℃，步骤5)中混炼温度为70-85℃。
优选的，古马隆树脂和硬脂酸粉碎过110目筛。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明原料中丁腈橡胶具有优良的耐油性、耐磨性和气密性，氟硅橡胶具有氟橡胶和硅橡胶综合的优良性能，耐溶剂、耐油、耐酸碱、耐温范围广等，将天然橡胶与丁腈橡胶、氟硅橡胶进行共混改性，提高了耐溶剂、耐酸碱的性质。PE蜡难溶于香蕉水，有助于提高橡胶的耐溶剂性。甲基丙烯酸正丁酯与环氧树脂反应能交联形成网状结构，耐热性、耐水性、耐溶剂性、耐磨、耐划性更优良。所述白炭黑为气相白炭黑，粒径小，着色好，且其与环氧树脂中环氧环状分子的氧起键合作用，提高了分子间的键力，提高了耐磨性和延展性。聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、抗老化耐力，常用于防腐。活性氧化性比表面积大，具有良好的分散性和吸附性，与硬脂酸能促进硫化。古马隆树脂为补强剂可防焦化，且价格便宜来源稳定。
本发明制备过程中将丁腈橡胶和天然橡胶混合分段塑炼，一方面能提高两者间的改性融合，另一方面能降低辊体的温度避免故障。在分段混炼的过程中，本发明制备方法采用的温度较常用的要低，混炼时间稍长，得出的产品结构更为紧密，交联效果显著提升，对耐溶剂、耐磨、耐腐蚀等各性能均有明显益处。综上可知本发明具有优良的耐溶剂和耐腐蚀性能，在耐温、耐磨、耐油等方面也有显著的改善，制备简便、成本低，且停放时间较短，便于推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶40份、丁腈橡胶25份、氟硅橡胶20份、活性氧化锌4份、PE蜡3份、甲基丙烯酸正丁酯8份、环氧树脂5份、防老剂0.7份、间苯二酚3份、聚四氟乙烯7份、古马隆树脂3份、硬脂酸3份、白炭黑10份、硫磺10份、促进剂AM-25份、防焦剂CTP0.2份。
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热3min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为32℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼5min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼20min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼5min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼5min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼9min；
4)母炼胶：倒胶，薄通6次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放13h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼8min；
6)排胶压片，停放13h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
所述步骤3)中混炼温度为95℃，所述步骤5)中混炼温度为70℃。
实施例2：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶35份、丁腈橡胶22份、氟硅橡胶22份、活性氧化锌5份、PE蜡8份、甲基丙烯酸正丁酯10份、环氧树脂4份、防老剂0.5份、间苯二酚1份、聚四氟乙烯10份、古马隆树脂2份、硬脂酸5份、白炭黑12份、硫磺14份、促进剂AM-23.5份、防焦剂CTP0.3份。
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热3min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为35℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼3min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼25min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼5min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼10min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼8min；
4)母炼胶：倒胶，薄通8次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放14h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼10min；
6)排胶压片，停放15h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
所述步骤3)中混炼温度为110℃，所述步骤5)中混炼温度为85℃。
实施例3：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶30份、丁腈橡胶20份、氟硅橡胶25份、活性氧化锌3份、PE蜡6份、甲基丙烯酸正丁酯7份、环氧树脂8份、防老剂0.8份、间苯二酚2份、聚四氟乙烯8份、古马隆树脂3.5份、硬脂酸6份、白炭黑15份、硫磺15份、促进剂AM-23份、防焦剂CTP0.1份。
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热4min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为35℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼5min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼30min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼6min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼8min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼10min；
4)母炼胶：倒胶，薄通7次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放15h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼6min；
6)排胶压片，停放14h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
所述步骤3)中混炼温度为100℃，所述步骤5)中混炼温度为80℃。
实施例4：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶43份、丁腈橡胶28份、氟硅橡胶25份、活性氧化锌5份、PE蜡9份、甲基丙烯酸正丁酯4份、环氧树脂5份、防老剂0.3份、间苯二酚3份、聚四氟乙烯6份、古马隆树脂4份、硬脂酸4份、白炭黑10份、硫磺12份、促进剂AM-24.5份、防焦剂CTP0.2份。
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热4min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为38℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼5min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼25min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼8min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼6min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼8min；
4)母炼胶：倒胶，薄通7次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放12h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼5min；
6)排胶压片，停放15h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
所述步骤3)中混炼温度为90℃，所述步骤5)中混炼温度为75℃。
实施例5：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶50份、丁腈橡胶28份、氟硅橡胶30份、活性氧化锌7份、PE蜡5份、甲基丙烯酸正丁酯6份、环氧树脂6份、防老剂1.2份、间苯二酚2份、聚四氟乙烯6份、古马隆树脂4.5份、硬脂酸5份、白炭黑8份、硫磺13份、促进剂AM-25份、防焦剂CTP0.2份。
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热3min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为34℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼4min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼28min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼6min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼6min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼8min；
4)母炼胶：倒胶，薄通5次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放15h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼5min；
6)排胶压片，停放14h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
所述步骤3)中混炼温度为105℃，所述步骤5)中混炼温度为83℃。
实施例6：
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶40份、丁腈橡胶30份、氟硅橡胶30份、活性氧化锌4份、PE蜡6份、甲基丙烯酸正丁酯10份、环氧树脂3份、防老剂1.0份、间苯二酚2.5份、聚四氟乙烯10份、古马隆树脂5份、硬脂酸4份、白炭黑12份、硫磺15份、促进剂AM-24份、防焦剂CTP0.3份。
一种耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热3min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为36℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼3min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼22min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼7min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼5min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼10min；
4)母炼胶：倒胶，薄通7次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放14h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼7min；
6)排胶压片，停放14h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
所述步骤3)中混炼温度为100℃，所述步骤5)中混炼温度为85℃。
本发明产品与一些常用橡胶在相同条件下(时间、温度、用量、实验环境)进行溶剂处理后的耐溶剂、耐腐蚀性能如下表：
试验产品 丁腈橡胶 氟硅橡胶 氟橡胶 硅橡胶
甲苯 1 4 3 1 4
苯 1 4 3 1 4
丙酮 2 4 4 4 3
乙酸乙酯 2 4 4 4 2
三氯甲烷 1 4 2 2 4
吡啶 2 4 4 4 4
甲醇 1 1 1 4 1
己烷 1 1 1 1 4
甲醛 2 3 4 4 3
浓硫酸 1 4 3 3 4
乙苯 2 4 4 3 4
上述表格中：1——膨胀体积＜5％，2——膨胀体积5-15％，3——膨胀体积15-30％，4——膨胀体积＞30％。
综上可知本发明制备方法制备的产品具有优良的耐溶剂性、抗腐蚀性，与常见的其他橡胶材料相比在性能上有显著的提升。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种耐溶剂耐腐蚀橡胶，其特征在于，所述耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶30-50份、丁腈橡胶20-30份、氟硅橡胶20-30份、活性氧化锌3-7份、PE蜡3-9份、甲基丙烯酸正丁酯4-10份、环氧树脂3-8份、防老剂0.3-1.2份、间苯二酚1-3份、聚四氟乙烯6-10份、古马隆树脂2-5份、硬脂酸3-6份、白炭黑8-15份、硫磺10-15份、促进剂AM-23-5份、防焦剂CTP0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的耐溶剂耐腐蚀橡胶，其特征在于，所述耐溶剂耐腐蚀橡胶由以下质量份数组成：天然橡胶40-50份、丁腈橡胶25-30份、氟硅橡胶25-30份、活性氧化锌5-7份、PE蜡6-9份、甲基丙烯酸正丁酯7-10份、环氧树脂5-8份、防老剂0.7-1.2份、间苯二酚2-3份、聚四氟乙烯8-10份、古马隆树脂3-5份、硬脂酸4-6份、白炭黑12-15份、硫磺12-15份、促进剂AM-24-5份、防焦剂CTP0.2-0.3份。
3.根据权利要求1或2所述的耐溶剂耐腐蚀橡胶，其特征在于：所述防老剂为防老剂MBZ与防老剂264的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
1)取料：按比例称取各原料；
2)塑炼：打开开炼机，辊筒预热3-4min，然后将1/4的丁腈橡胶和天然橡胶置于开炼机中塑炼，辊筒温度为32-38℃，每隔5min加入1/4的原料，最后一次加料后塑炼3-5min，然后将氟硅橡胶加入开炼机中混炼20-30min，得混合料一；
3)一段混炼：将混合料一放入密炼机中，加入活性氧化锌、防老剂、白炭黑、防焦剂CTP混炼5-8min，然后加入甲基丙烯酸正丁酯、环氧树脂、聚四氟乙烯和PE蜡，混炼5-10min，最后将古马隆树脂、硬脂酸、间苯二酚加入混炼8-10min；
4)母炼胶：倒胶，薄通5-8次，排胶压片，干燥并冷却至室温，停放12-15h得母炼胶；
5)二段混炼：对母炼胶再进行密炼机混炼，将硫磺、促进剂AM-2加入，混炼5-10min；
6)排胶压片，停放13-15h即得耐溶剂耐腐蚀的橡胶。
5.根据权利要求4所述的耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，其特征在于：所述密炼机的辊距为5mm，一段混炼时辊速为10r/min,二段混炼时辊速为5r/min。
6.根据权利要求4所述的耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中混炼温度为90-110℃，所述步骤5)中混炼温度为70-85℃。
7.根据权利要求4所述的耐溶剂耐腐蚀橡胶的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中古马隆树脂和硬脂酸粉碎过110目筛。
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