CN106167569A - 耐候减振橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

耐候减振橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开耐候减振橡胶材料及其制备方法，所述橡胶材料由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶、硅酮橡胶、钢纤维、闭孔珍珠岩、粉煤灰、硫化锌、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、硬脂酸镁、4,4'‑二硫代二吗啉、N,N'‑二苯基硫脲、三芳基磷酸酯、2,4‑二氯过氧化苯甲酰、防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯、植酸、N‑（吗啉硫代）酞酰亚胺、邻苯二甲酸二庚酯、硅烷偶联剂、丙酮。本发明的减振橡胶材料抗蠕变好且耐候性佳，使用寿命大于1500万次，性能可靠性佳，非常适合用于橡胶减振领域。

Description

耐候减振橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及耐候减振橡胶材料及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种在大变形下能迅速恢复形变的高分子材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。近年来，随着橡胶工业的迅速发展，对橡胶的性能提出了更高的要求，尤其是交通车辆以及航空航天等领域。
减振橡胶是用于消除或减少机械震动的传递，达到减振、消音及减少冲击所致磨损或危害，其广泛用于飞机、车辆、船舰等的动力机械及风机、水泵等辅助设备及仪器等领域。然而现有的减振橡胶在较大压力条件下，由于压缩量大，橡胶的弹性显著降低，从而大大减弱其减振效果。此外，由于减振橡胶的使用环境苛刻，通常在户外、高温、高压以及高油等环境条件下使用，因此除了对减振橡胶要求其拥有良好的减振效果外，还必须具备良好的耐候性、耐高温、耐油以及耐老化性能。然而现有的减振橡胶的耐候性能较差，容易失效，使得减振橡胶的使用寿命短，质量可靠性较差。
发明内容
本发明的目的是提供耐候减振橡胶材料及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案来如下：
耐候减振橡胶材料，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶32-48份、顺丁橡胶21-34份、硅酮橡胶4-13份、钢纤维0.4-3份、闭孔珍珠岩3-8份、粉煤灰2-8份、硫化锌1-6份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-5份、二烷基二硫代磷酸氧钨2-5份、硬脂酸镁0.8-2份、4,4'-二硫代二吗啉0.6-2份、N,N'-二苯基硫脲0.3-1.8份、三芳基磷酸酯2-7份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1-3份、防老剂4020 0.5-1.6份、二丁基二硫代氨基甲酸镍0.6-1.4份、环氧甘油酯2-5份、植酸1-6份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2-4份、邻苯二甲酸二庚酯6-15份、硅烷偶联剂0.7-2.8份、丙酮32-44份。
上述技术方案中，所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
上述技术方案中，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶34-45份、顺丁橡胶23-30份、硅酮橡胶5-11份、钢纤维0.6-2.2份、闭孔珍珠岩4-7份、粉煤灰3-6.4份、硫化锌1.5-4份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.8-3.6份、二烷基二硫代磷酸氧钨2.2-4份、硬脂酸镁1.1-1.8份、4,4'-二硫代二吗啉0.7-1.5份、N,N'-二苯基硫脲0.6-1.4份、三芳基磷酸酯3-6.2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1.4-2.5份、防老剂4020 0.7-1.4份、二丁基二硫代氨基甲酸镍0.8-1.3份、环氧甘油酯2.6-4.1份、植酸2-5.5份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2.3-3.8份、邻苯二甲酸二庚酯7-13份、硅烷偶联剂0.9-2.4份、丙酮35-42份。
上述技术方案中，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶43份、顺丁橡胶28份、硅酮橡胶8份、钢纤维1.4份、闭孔珍珠岩5份、粉煤灰4.5份、硫化锌2.3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2.8份、二烷基二硫代磷酸氧钨2.5份、硬脂酸镁1.6份、4,4'-二硫代二吗啉0.9份、N,N'-二苯基硫脲0.8份、三芳基磷酸酯4.3份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1.9份、防老剂4020 0.8份、二丁基二硫代氨基甲酸镍1.1份、环氧甘油酯3.2份、植酸3份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2.8份、邻苯二甲酸二庚酯11份、硅烷偶联剂1.4份、丙酮38份。
本发明的另一技术方案来如下：
所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在50-80℃下搅拌10-24小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在60-100℃下密炼30-80秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在60-80℃下混炼8-15分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在40-60℃下混炼8-20分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为80℃-95℃，薄通4-6遍，静置冷却10-24小时，得到耐候减振橡胶材料。
上述技术方案中，在步骤1中，在68℃下搅拌20小时。
上述技术方案中，在步骤2中，在80℃下密炼55秒；在步骤2中，在72℃下混炼14分钟。
上述技术方案中，在步骤3中，在45℃下混炼15分钟。
上述技术方案中，在步骤4中，温度控制为88℃，薄通6遍，静置冷却18小时。
由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果为：
本发明提供的耐候减振橡胶材料的硬度大于60、拉断强度高于17MPa、蠕变指数低于15%，力学性能和减振效果良好，同时具有良好的耐臭氧性和耐老化性。本发明的减振橡胶材料不仅具有较高的抗蠕变性能，同时耐候性佳，此外，经测试该橡胶材料的使用寿命大于1500万次，性能可靠性佳，非常适合用于橡胶减振领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
耐候减振橡胶材料，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶32份、顺丁橡胶21份、硅酮橡胶4份、钢纤维0.4份、闭孔珍珠岩3份、粉煤灰2份、硫化锌1份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1份、二烷基二硫代磷酸氧钨2份、硬脂酸镁0.8份、4,4'-二硫代二吗啉0.6份、N,N'-二苯基硫脲0.3份、三芳基磷酸酯2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1份、防老剂4020 0.5份、二丁基二硫代氨基甲酸镍0.6份、环氧甘油酯2份、植酸1份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2份、邻苯二甲酸二庚酯6份、硅烷偶联剂0.7份、丙酮32份。
所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH550。
所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在50℃下搅拌10小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在60℃下密炼30秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在60℃下混炼8分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在40℃下混炼8分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为80℃，薄通4遍，静置冷却10小时，得到耐候减振橡胶材料。
实施例2
耐候减振橡胶材料，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶48份、顺丁橡胶34份、硅酮橡胶13份、钢纤3份、闭孔珍珠岩38份、粉煤灰8份、硫化锌6份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、二烷基二硫代磷酸氧钨5份、硬脂酸镁2份、4,4'-二硫代二吗啉2份、N,N'-二苯基硫脲1.8份、三芳基磷酸酯7份、2,4-二氯过氧化苯甲酰3份、防老剂4020 1.6份、二丁基二硫代氨基甲酸镍1.4份、环氧甘油酯5份、植酸6份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺4份、邻苯二甲酸二庚酯15份、硅烷偶联剂2.8份、丙酮44份。
所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH560。
所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在80℃下搅拌24小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在100℃下密炼80秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在80℃下混炼15分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在60℃下混炼20分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为95℃，薄通6遍，静置冷却24小时，得到耐候减振橡胶材料。
实施例3
耐候减振橡胶材料，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶34份、顺丁橡胶23份、硅酮橡胶5份、钢纤维0.6份、闭孔珍珠岩4份、粉煤灰3份、硫化锌1.5份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.8份、二烷基二硫代磷酸氧钨2.2份、硬脂酸镁1.1份、4,4'-二硫代二吗啉0.7份、N,N'-二苯基硫脲0.6份、三芳基磷酸酯3份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1.4份、防老剂4020 0.7份、二丁基二硫代氨基甲酸镍0.8份、环氧甘油酯2.6份、植酸2份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2.3份、邻苯二甲酸二庚酯7份、硅烷偶联剂0.9份、丙酮35份。
所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH550。
所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在60℃下搅拌18小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在70℃下密炼50秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在65℃下混炼12分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在50℃下混炼14分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为85℃，薄通4-6遍，静置冷却20小时，得到耐候减振橡胶材料。
实施例4
耐候减振橡胶材料，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶45份、顺丁橡胶30份、硅酮橡胶11份、钢纤维2.2份、闭孔珍珠岩7份、粉煤灰6.4份、硫化锌4份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3.6份、二烷基二硫代磷酸氧钨4份、硬脂酸镁1.8份、4,4'-二硫代二吗啉1.5份、N,N'-二苯基硫脲1.4份、三芳基磷酸酯6.2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰2.5份、防老剂4020 1.4份、二丁基二硫代氨基甲酸镍1.3份、环氧甘油酯4.1份、植酸5.5份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺3.8份、邻苯二甲酸二庚酯13份、硅烷偶联剂2.4份、丙酮42份。
所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH560。
所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在70℃下搅拌16小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在80℃下密炼70秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在75℃下混炼10分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在55℃下混炼16分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为90℃，薄通4遍，静置冷却18小时，得到耐候减振橡胶材料。
实施例5
耐候减振橡胶材料，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶43份、顺丁橡胶28份、硅酮橡胶8份、钢纤维1.4份、闭孔珍珠岩5份、粉煤灰4.5份、硫化锌2.3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2.8份、二烷基二硫代磷酸氧钨2.5份、硬脂酸镁1.6份、4,4'-二硫代二吗啉0.9份、N,N'-二苯基硫脲0.8份、三芳基磷酸酯4.3份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1.9份、防老剂4020 0.8份、二丁基二硫代氨基甲酸镍1.1份、环氧甘油酯3.2份、植酸3份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2.8份、邻苯二甲酸二庚酯11份、硅烷偶联剂1.4份、丙酮38份。
所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH560。
所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在68℃下搅拌20小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在80℃下密炼55秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在72℃下混炼14分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在45℃下混炼15分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为88℃，薄通6遍，静置冷却18小时，得到耐候减振橡胶材料。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于：不添加粉煤灰、二烷基二硫代磷酸氧钨和植酸。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于：不添加钢纤维、粉煤灰和N-（吗啉硫代）酞酰亚胺。
性能测试
对上述实施例和对比例制备的橡胶材料进行相关性能测试，其测试结果如下表所示：
由上表可以看出，本发明提供的橡胶材料（实施例1-实施例5）的硬度大于60、拉断强度高于17MPa、蠕变指数低于15%，力学性能和减振效果良好，同时具有良好的耐臭氧性和耐老化性。本发明的减振橡胶材料不仅具有较高的抗蠕变性能，同时耐候性佳，此外，经测试该橡胶材料的使用寿命大于1500万次，性能可靠性佳，非常适合用于橡胶减振领域。

Claims (9)

1.耐候减振橡胶材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶32-48份、顺丁橡胶21-34份、硅酮橡胶4-13份、钢纤维0.4-3份、闭孔珍珠岩3-8份、粉煤灰2-8份、硫化锌1-6份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-5份、二烷基二硫代磷酸氧钨2-5份、硬脂酸镁0.8-2份、4,4'-二硫代二吗啉0.6-2份、N,N'-二苯基硫脲0.3-1.8份、三芳基磷酸酯2-7份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1-3份、防老剂4020 0.5-1.6份、二丁基二硫代氨基甲酸镍0.6-1.4份、环氧甘油酯2-5份、植酸1-6份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2-4份、邻苯二甲酸二庚酯6-15份、硅烷偶联剂0.7-2.8份、丙酮32-44份。
2.根据权利要求1所述的耐候减振橡胶材料，其特征在于，所述钢丝纤维的长度为10mm以下，所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
3. 根据权利要求1所述的耐候减振橡胶材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶34-45份、顺丁橡胶23-30份、硅酮橡胶5-11份、钢纤维0.6-2.2份、闭孔珍珠岩4-7份、粉煤灰3-6.4份、硫化锌1.5-4份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1.8-3.6份、二烷基二硫代磷酸氧钨2.2-4份、硬脂酸镁1.1-1.8份、4,4'-二硫代二吗啉0.7-1.5份、N,N'-二苯基硫脲0.6-1.4份、三芳基磷酸酯3-6.2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1.4-2.5份、防老剂4020 0.7-1.4份、二丁基二硫代氨基甲酸镍0.8-1.3份、环氧甘油酯2.6-4.1份、植酸2-5.5份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2.3-3.8份、邻苯二甲酸二庚酯7-13份、硅烷偶联剂0.9-2.4份、丙酮35-42份。
4. 根据权利要求1所述的耐候减振橡胶材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而得：氢化丁腈橡胶43份、顺丁橡胶28份、硅酮橡胶8份、钢纤维1.4份、闭孔珍珠岩5份、粉煤灰4.5份、硫化锌2.3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2.8份、二烷基二硫代磷酸氧钨2.5份、硬脂酸镁1.6份、4,4'-二硫代二吗啉0.9份、N,N'-二苯基硫脲0.8份、三芳基磷酸酯4.3份、2,4-二氯过氧化苯甲酰1.9份、防老剂4020 0.8份、二丁基二硫代氨基甲酸镍1.1份、环氧甘油酯3.2份、植酸3份、N-（吗啉硫代）酞酰亚胺2.8份、邻苯二甲酸二庚酯11份、硅烷偶联剂1.4份、丙酮38份。
5.如权利要求1-4任一项所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将闭孔珍珠岩、粉煤灰和硫化锌磨成200目细粉，然后与钢纤维混合均匀，然后加入丙酮、邻苯二甲酸二庚酯和硅烷偶联剂混合液中，在50-80℃下搅拌10-24小时，冷却至是室温，干燥后磨细，得到改性填料，备用；
步骤2、将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和硅酮橡胶混合，送入密炼机中，在60-100℃下密炼30-80秒，然后加入硬脂酸镁、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、二烷基二硫代磷酸氧钨、三芳基磷酸酯和步骤1中的改性填料，在60-80℃下混炼8-15分钟；
步骤3、再加入防老剂4020、二丁基二硫代氨基甲酸镍、环氧甘油酯和植酸，在40-60℃下混炼8-20分钟，排胶，冷却至室温；
步骤4、转移至开炼机中，加入余下原料，温度控制为80℃-95℃，薄通4-6遍，静置冷却10-24小时，得到耐候减振橡胶材料。
6.根据权利要求5所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，在68℃下搅拌20小时。
7.根据权利要求5所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，其特征在于，在步骤2中，在80℃下密炼55秒；在步骤2中，在72℃下混炼14分钟。
8.根据权利要求5所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，其特征在于，在步骤3中，在45℃下混炼15分钟。
9.根据权利要求5所述的耐候减振橡胶材料的制备方法，其特征在于，在步骤4中，温度控制为88℃，薄通6遍，静置冷却18小时。
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CN104072836A (zh) * 2014-06-12 2014-10-01 安徽安尔达机电有限公司 一种小型汽油发电机减震缓冲安装支架用橡胶材料
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