CN107189143A - 一种耐油型的复配橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶技术领域,具体公开一种耐油型的复配橡胶,由以下重量份组份制备而成:氯丁橡胶80~90份、配合橡胶10~20份、氧化锌5~8份、硬脂酸1~2份、石蜡1~3份、古马隆树脂2~4份、氧化镁4~5份、防焦烧助剂2~3份、聚乙烯蜡1~3份、增塑剂15~20份、炭黑混料40~50份、防老化剂混料4~10份、促进剂混料1.5~2份,配合橡胶优选氯丁橡胶,防老化剂混料为防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA,促进剂混料为促进剂NA‑22、促进剂DM。本发明的耐油型的复配橡胶,对极性油类与非极性油类均具有良好的抵抗能力,而且热空气抗老化能力好。
Description
技术领域
本发明属于橡胶技术领域,具体涉及一种耐油型的复配橡胶。
背景技术
橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料,用于制造飞机、军舰、汽车、拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等仪器设备,分为天然橡胶与合成橡胶两种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成,而合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。天然橡胶常温下具有较高的弹性并稍带塑性,机械强度好,滞后损失小,耐屈挠性很好,电绝缘性能优良,但是天然橡胶因为有不饱和双键,受光、热、臭氧、辐射、以及铜、锰等金属的影响容易老化,而且由于天然橡胶是非极性橡胶,耐油性和耐溶剂性很差,烃、卤代烃、二硫化碳、醚、高级酮和高级脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面,但与天然橡胶相比具有高弹性、绝缘性、气密性,而且耐油性也得到提升。其中氯丁橡胶的耐油能力良好,但是在长期含有油脂的环境下,尤其是极性油类环境下使用会导致丁腈橡胶或氯丁橡胶的耐高温、耐氧化、耐机械强度或疲劳的能力下降而影响氯丁橡胶或丁腈橡胶的使用。
中国专利CN10604645A,专利名称一种汽车橡胶密封条及其制备方法,申请日期2016年7月13日,公开了一种由丁腈橡胶生胶、聚硫橡胶生胶、苯扎氯铵、乙酸芳樟酯、乙酸异戊酯、乙醇、绢云母粉、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、光屏蔽剂、分散剂、硫磺、氧化锌、抗氧化剂、增塑剂、偶联剂、引发剂等制备而成的汽车橡胶密封条,以期获得良好的耐高温、防震性能,但是该密封条的耐溶剂、耐水、耐油能力一般。
发明内容
针对合成橡胶在长期的耐油环境,尤其是极性油类环境下使用导致合成橡胶的耐高温、耐氧化、耐机械强度或疲劳的能力下降而影响正常使用的问题,本发明的目的在于提供一种耐油型的复配橡胶,对极性油类与非极性油类均具有良好的抵抗能力。
本发明提供如下的技术方案:
一种耐油型的复配橡胶,所述的复配橡胶由以下重量份组份制备而成:氯丁橡胶80~90份、配合橡胶10~20份、氧化锌5~8份、硬脂酸1~2份、石蜡1~3份、古马隆树脂2~4份、氧化镁4~5份、防焦烧助剂2~3份、聚乙烯蜡1~3份、增塑剂15~20份、炭黑混料40~50份、防老化剂混料4~10份、促进剂混料1.5~2份。
本发明的耐油型的复配橡胶采用氯丁橡胶与配合橡胶复配,添加氧化锌、氧化镁促进复配橡胶交联程度的增加,提高复配橡胶的弹性,强化复配橡胶的耐油能力,炭黑混料提高橡胶的强度、伸长率,强化橡胶的抗机械压力的能力。防老化剂混料可以明显提高复配橡胶的防老化能力,延长复配橡胶的抗老化时间,同时氧化锌能够吸收和散射紫外线,提高橡胶的耐老化能力,强化防老化剂混料的效果。古马隆树脂添加后可以协同氧化锌起到补强、润滑的作用,有助于炭黑的溶解分散。硬脂酸能起到促进剂活性作用,同时起到强化增塑、软化的作用,提高橡胶的稳定性。石蜡可以减缓橡胶及其制品的老化速度,提高橡胶及其制品的抗老化、抗臭氧氧化的能力,促进剂混料促进硫化过程、橡胶交联过程。
作为本发明的一种改进,所述配合橡胶为丁腈橡胶。丁腈橡胶的耐油性好,提高氯丁橡胶耐油性和耐化学稳定性。
作为本发明的一种改进,所述防焦烧助剂为WB16。可以防止氯丁橡胶和丁腈橡胶在加工过程中产生早期硫化现象。
作为本发明的一种改进,所述炭黑混料为炭黑330、炭黑774,其中两者的重量份比为:炭黑330:炭黑774=1:1.5~1.9。炭黑330能够增强防老化橡胶的补强效果,炭黑774能够提高防老化橡胶的弹性和伸长率,两种协同使用强化防老化橡胶的抗机械压力的能力。
作为本发明的一种改进,所述防老化剂混料为防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA,其中三者的重量份比为:防老剂丁:防老剂2246:防老剂4010NA=1~3:1~3:2~4。防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA起到协同强化的作用。
作为本发明的一种改进,所述促进剂混料为促进剂NA-22、促进剂DM,其中两者的重量份比为:促进剂NA-22:促进剂DM=1~1.5:0.5~1。促进剂NA-22、促进剂DM与氧化锌协同促进硫化作用,提高防老化橡胶的伸长率和抗拉伸能力。
一种耐油型的复配橡胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)向密炼机中加入氯丁橡胶、配合橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、古马隆树脂、氧化镁、防焦烧助剂、聚乙烯蜡、防老化剂混料、部分炭黑混料混合均匀,转速30~38r/min,压力4~6kgf/cm2下保持30~40秒;
(2)加入余下的炭黑混料、增塑剂,转速30~38r/min,4~6kgf/cm2压力保持40~60秒;
(3)加入促进剂混料,转速30~38r/min,5~6kgf/cm2压力保持30~40秒,温度65℃;
(4)升栓空转10秒后压栓30~40秒,转速30~38r/min,压力保持5~6kgf/cm2,温度80℃;
(5)保持压力4kgf/cm2、转速25r/min、温度85~95℃下排胶至少20秒得到初级胶料;
(6)将初级胶料放置一段时间后投入开炼机精炼,包辊光滑后用八把式法左右割胶三次;
(7)将步骤(6)中切割后的初级胶料投入捣胶机捣胶180~240秒;
(8)捣胶后根据制品成型所要求的尺寸进行下料得到耐油型复配橡胶。
保持压力和适当的预热温度进料保证各种原料混合均匀,炭黑与增塑剂分别进料提高炭黑混料与增塑剂的分散效果,强化复配橡胶的耐低温性能,提高化品质均匀。
作为本发明的一种改进,步骤(1)中的进料温度≤70℃,部分炭黑混料的加入量为30%~50%重量的炭黑混料。促进各原料的均匀分散。
作为本发明方法的一种改进,步骤(6)中将初级胶料放置时间不少于8小时且不超过30天,放置温度为15~30℃。将初级胶料放置一段时间后使初级胶料减少收缩性,提高其性能的稳定性和品质均匀,并使初级胶料的应力得到松弛。
本发明的有益效果如下:
本发明的耐油型的复配橡胶对极性油类与非极性油类均具有良好的抵抗能力,而且抗老化能力好,抗拉伸强度高,避免出现长期的耐油环境尤其是极性油类环境下使用导致橡胶的耐高温、耐氧化、耐机械强度或疲劳的能力下降而影响正常使用的问题。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明:
如无特别说明,本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的,如无特别说明,下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
实施例1
一种耐油型的复配橡胶,由以下组份制备而成:氯丁橡胶90g、配合橡胶10g、氧化锌5g、硬脂酸1g、石蜡1g、古马隆树脂3g、氧化镁4g、防焦烧助剂2g、聚乙烯蜡1g、增塑剂15g、炭黑混料40g、防老化剂混料4g、促进剂混料1.5g,其中防焦烧助剂优选为WB16,配合橡胶优选为丁腈橡胶,炭黑混料为炭黑330、炭黑774,其中两者的重量份比为:炭黑330:炭黑774=1:1.9,防老化剂混料为防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA,其中三者的重量份比为:防老剂丁:防老剂2246:防老剂4010NA=1:1:2,促进剂混料为促进剂NA-22、促进剂DM,其中两者的重量份比为:促进剂NA-22:促进剂DM=1:0.5。
一种耐油型的复配橡胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)向密炼机中加入氯丁橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、古马隆树脂、氧化镁、防焦烧助剂、聚乙烯蜡、防老化剂混料、30%重量的炭黑混料混合均匀,进料温度为20℃,转速30r/min,4kgf/cm2压力下保持40秒;
(2)加入余下的炭黑混料、增塑剂,转速30r/min,4kgf/cm2压力保持60秒;
(3)继续加入促进剂混料,转速30r/min,6kgf/cm2下压力保持40秒,温度65℃;
(4)升栓空转10秒后压栓40秒,转速30r/min,压力保持6kgf/cm2,温度80℃;
(5)保持压力4kgf/cm2、转速25r/min、温度85℃下排胶20秒得到初级胶料;
(6)将初级胶料在15℃下放置一段时间后加入到开炼机精炼,放置时间不少于8小时且不超过30天,优选8小时,初级胶料包辊光滑后用八把式法左右割胶三次;
(7)将步骤(6)中切割后的初级胶料投入捣胶机捣胶180秒;
(8)捣胶后根据制品成型所要求的尺寸进行下料得到耐油型复配橡胶。
实施例2
一种耐油型的复配橡胶,由以下组份制备而成:氯丁橡胶85g、配合橡胶15g、氧化锌6.5g、硬脂酸1.5g、石蜡2g、古马隆树脂4g、氧化镁4.5g、防焦烧助剂2.5g、聚乙烯蜡2g、增塑剂18g、炭黑混料48g、防老化剂混料7g、促进剂混料1.75g,其中防焦烧助剂优选为WB16,配合橡胶优选为丁腈橡胶,炭黑混料为炭黑330、炭黑774,其中两者的重量份比为:炭黑330:炭黑774=1:1.7,防老化剂混料为防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA,其中三者的重量份比为:防老剂丁:防老剂2246:防老剂4010NA=2:2:3,促进剂混料为促进剂NA-22、促进剂DM,其中两者的重量份比为:促进剂NA-22:促进剂DM=1.2:0.75。
一种耐油型的复配橡胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)向密炼机中加入氯丁橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、古马隆树脂、氧化镁、防焦烧助剂、聚乙烯蜡、防老化剂混料、40%重量的炭黑混料混合均匀,进料温度为50℃,转速34r/min,5kgf/cm2压力下保持35秒;
(2)继续加入余下的炭黑混料、增塑剂,转速34r/min,5kgf/cm2压力保持50秒;
(3)继续加入促进剂混料,转速34r/min,5.5kgf/cm2压力保持35秒;
(4)升栓空转10秒后压栓35秒,转速34r/min,压力保持5.5kgf/cm2,温度80℃;
(5)保持压力4kgf/cm2、转速25r/min、温度90℃下排胶50秒得到初级胶料;
(6)将初级胶料在25℃下放置一段时间后加入到开炼机精炼,放置时间不少于8小时且不超过30天,优选360小时,初级胶料包辊光滑后用八把式法左右割胶三次;
(7)将步骤(6)中切割后的初级胶料投入捣胶机捣胶210秒;
(8)捣胶后根据制品成型所要求的尺寸进行下料得到耐油型复配橡胶。
实施例3
一种耐油型的复配橡胶,由以下组份制备而成:氯丁橡胶80g、配合橡胶20g、氧化锌8g、硬脂酸2g、石蜡3g、古马隆树脂2g、氧化镁5g、防焦烧助剂3g、聚乙烯蜡3g、增塑剂20g、炭黑混料50g、防老化剂混料10g、促进剂混料2g,其中防焦烧助剂优选为WB16,配合橡胶优选为丁腈橡胶,炭黑混料为炭黑330、炭黑774,其中两者的重量份比为:炭黑330:炭黑774=1:1.5,防老化剂混料为防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA,其中三者的重量份比为:防老剂丁:防老剂2246:防老剂4010NA=3:3:4,促进剂混料为促进剂NA-22、促进剂DM,其中两者的重量份比为:促进剂NA-22:促进剂DM=1.5:1。
一种耐油型的复配橡胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)向密炼机中加入氯丁橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、古马隆树脂、氧化镁、防焦烧助剂、聚乙烯蜡、防老化剂混料、50%重量的炭黑混料混合均匀,进料温度为70℃,转速38r/min,6kgf/cm2压力下保持30秒;
(2)继续加入余下的炭黑混料、增塑剂,转速38r/min,6kgf/cm2压力保持40秒;
(3)继续加入促进剂混料,转速38r/min,5kgf/cm2压力保持30秒,温度65℃;
(4)升栓空转10秒后压栓30秒,转速38r/min,压力保持5kgf/cm2,温度80℃;
(5)保持压力4kgf/cm2、转速25r/min、温度95℃下排胶80秒得到初级胶料;
(6)将初级胶料在30℃下放置一段时间后加入到开炼机精炼,放置时间不少于8小时且不超过30天,优选600小时,初级胶料包辊光滑后用八把式法左右割胶三次;
(7)将步骤(6)中切割后的初级胶料投入捣胶机捣胶240秒;
(8)捣胶后根据制品成型所要求的尺寸进行下料得到耐油型复配橡胶。
性能指标
本发明的实施例1、实施例2、实施例3制备的复配橡胶与市售氯丁橡胶的各项测试指标如表1所示。邵氏硬度测试标准:ASTM D2240;拉伸强度测试标准:ASTM D412;高温耐油后抗拉、伸长率、膨胀变化率的测试标准:ASTM D471,耐油介质为二硫化钼锂基脂。
表1
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 氯丁橡胶 |
邵氏硬度/(邵尔A) | 61 | 63 | 60 | 55 |
拉伸强度/Mpa | 14.8 | 14.5 | 14.1 | 12.8 |
扯断伸长率/% | 450.7 | 436.2 | 461.6 | 413.7 |
100℃*70h热空气老化后硬度变化/(邵尔A) | +7 | +8 | +8 | +4 |
100℃*70h热空气老化后抗拉强度变化率/% | +11.2 | +11.8 | +10.5 | +7.5 |
100℃*70h热空气老化后扯断伸长率变化率/% | -11.3 | -10.2 | -11.8 | -16.8 |
100℃*70h高温耐油后抗拉强度变化率/% | -19.4 | -18.8 | -17.6 | -30.5 |
100℃*70h高温耐油后扯断伸长率变化率/% | -13.2 | -11.2 | -10.1 | -21.9 |
100℃*70h高温耐油后体积变化率/% | 5.39 | 5.02 | 4.67 | 9.26 |
从上表1可以看出,本发明的耐油型的氯丁橡胶与市售氯丁橡胶相比,耐油性能得到明显提升,而且耐热空气老化能力增强,同时硬度大,拉伸强度好,韧性高。
Claims (9)
1.一种耐油型的复配橡胶,其特征在于,所述的复配橡胶由以下重量份组份制备而成:氯丁橡胶80~90份、配合橡胶10~20份、氧化锌5~8份、硬脂酸1~2份、石蜡1~3份、古马隆树脂2~4份、氧化镁4~5份、防焦烧助剂2~3份、聚乙烯蜡1~3份、增塑剂15~20份、炭黑混料40~50份、防老化剂混料4~10份、促进剂混料1.5~2份。
2.根据权利要求1所述的耐油型的复配橡胶,其特征在于,所述配合橡胶为丁腈橡胶。
3.根据权利要求1所述的耐油型的复配橡胶,其特征在于,所述防焦烧助剂为WB16。
4.根据权利要求1所述的耐油型的复配橡胶,其特征在于,所述炭黑混料为炭黑330、炭黑774,其中两者的重量份比为:炭黑330:炭黑774=1:1.5~1.9。
5.根据权利要求1所述的耐油型的复配橡胶,其特征在于,所述防老化剂混料为防老剂丁、防老剂2246、防老剂4010NA,其中三者的重量份比为:防老剂丁:防老剂2246:防老剂4010NA=1~3:1~3:2~4。
6.根据权利要求1所述的耐油型的复配橡胶,其特征在于,所述促进剂混料为促进剂NA-22、促进剂DM,其中两者的重量份比为:促进剂NA-22:促进剂DM=1~1.5:0.5~1。
7.如权利要求1至6任一所述的耐油型的复配橡胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)向密炼机中加入氯丁橡胶、配合橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、古马隆树脂、氧化镁、防焦烧助剂、聚乙烯蜡、防老化剂混料、部分炭黑混料混合均匀,转速30~38 r/min,压力4~6 kgf/cm²下保持30~40秒;
(2)加入余下的炭黑混料、增塑剂,转速30~38 r/min,4~6 kgf/cm²压力保持40~60秒;
(3)加入促进剂混料,转速30~38 r/min,5~6 kgf/cm²压力保持30~40秒,温度65℃;
(4)升栓空转10秒后压栓30~40秒,转速30~38 r/min,压力保持5~6 kgf/cm²,温度80 ℃;
(5)保持压力4 kgf/cm²、转速25 r/min、温度85~95 ℃下排胶至少20秒得到初级胶料;
(6)将初级胶料放置一段时间后投入开炼机精炼,包辊光滑后用八把式法左右割胶三次;
(7)将步骤(6)中切割后的初级胶料投入捣胶机捣胶180~240秒;
(8)捣胶后根据制品成型所要求的尺寸进行下料得到耐油型复配橡胶。
8.根据权利要求7所述的耐油型的复配橡胶的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的进料温度≤70 ℃,部分炭黑混料的加入量为30%~50%重量的炭黑混料。
9.根据权利要求7所述的耐油型的复配橡胶的制备方法,其特征在于,步骤(6)中初级胶料的放置时间不少于8小时且不超过30天,放置温度为15~30 ℃。
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