CN107365440A - 一种高回弹率橡胶管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高回弹率橡胶管，所述橡胶吊耳的原料包括：改性氯丁橡胶、顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯树脂、EVA树脂、防老剂、炭黑、纳米石墨、羟乙基纤维素、云母粉、硫化剂、环氧大豆油、偏苯三酸三辛酯、二硫化四甲基秋兰姆、氨基甲酸乙酯、稀土、纳米氧化锌、轻质碳酸钙、硬脂酸盐、微胶囊化红磷、石蜡、改性凹凸棒土。本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其配方合理，橡胶管具有良好的耐候性、耐磨性、耐腐蚀性、抗开裂性、回弹性及耐压缩永久不变形等性能，力学性能好，化学性能稳定，使用寿命长，满足汽车对其性能要求。

Description

一种高回弹率橡胶管
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高回弹率橡胶管。
背景技术
橡胶行业在我国国民经济的发展过程中起着不可或缺的作用，尤其随着我国工业化水平的提高以及新材料的应用，橡胶行业不断与相关领域相互渗透，开拓了橡胶的应用范围和领域，橡胶产品设计农业、海洋、航空、航天、冶金、建筑、石油、汽车等多个领域。根据橡胶管所含橡胶成分的不同，橡胶管分为丁腈橡胶管、氟橡胶管、氯丁橡胶管、天然橡胶管、三元乙丙橡胶管和硅橡胶管等。现有的橡胶管在耐候性、耐磨性、耐腐蚀性、抗开裂性、回弹性及耐压缩永久不变形的综合性能上已经不能满足汽车对其性能要求，因此，如何提高橡胶管的性能是橡胶管行业的研究热点。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高回弹率橡胶管，其配方合理，橡胶管具有良好的耐候性、耐磨性、耐腐蚀性、抗开裂性、回弹性及耐压缩永久不变形等性能，力学性能好，化学性能稳定，使用寿命长，满足汽车对其性能要求。
本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶65-80份、顺丁橡胶20-35份、丙烯酸酯橡胶30-45份、聚氨酯树脂12-18份、EVA树脂9-13份、防老剂5-10份、炭黑4-10份、纳米石墨5-10份、羟乙基纤维素2-7份、云母粉2-5份、硫化剂0.6-1.4份、环氧大豆油3-6份、偏苯三酸三辛酯2-5份、二硫化四甲基秋兰姆0.1-0.2份、氨基甲酸乙酯0.1-0.2份、稀土1-3份、纳米氧化锌1-3份、轻质碳酸钙1-2份、硬脂酸盐2-6份、微胶囊化红磷4-8份、石蜡3-7份、改性凹凸棒土5-12份。
具体实施方式过程中，改性氯丁橡胶的重量份还可以为68、70、72、74、76、78份，顺丁橡胶的重量份还可以为22、25、27、30、32、34份，丙烯酸酯橡胶的重量份还可以为32、35、38、40、42、44份，聚氨酯树脂的重量份还可以为13、14、15、16、17份，EVA树脂的重量份还可以为9.5、10、10.5、11、12份，防老剂的重量份还可以为6、7、7.5、8、8.5、9份，炭黑的重量份还可以为5、6、7、8、9份，纳米石墨的重量份还可以为6、7、8、8.5、9、9.5份，羟乙基纤维素的重量份还可以为3、4、4.5、5、6份，云母粉的重量份还可以为2.5、3、3.5、4、4.5份，硫化剂的重量份还可以为0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.3份，环氧大豆油的重量份还可以为3.5、4、4.5、5、5.5份，偏苯三酸三辛酯的重量份还可以为2.5、3、3.5、4、4.5份，二硫化四甲基秋兰姆的重量份还可以为0.12、0.14、0.15、0.16、0.18份，氨基甲酸乙酯的重量份还可以为0.12、0.14、0.15、0.16、0.18份，稀土的重量份还可以为1.4、1.8、2、2.2、2.5、2.8份，纳米氧化锌的重量份还可以为1.4、1.8、2、2.2、2.5、2.8份，轻质碳酸钙的重量份还可以为1.1、1.2、1.4、1.6、1.8份，硬脂酸盐的重量份还可以为2.5、3、3.5、4、4.5、5份，微胶囊化红磷的重量份还可以为5、5.5、6、7、7.5份，石蜡的重量份还可以为4、5、5.5、6、6.5份，改性凹凸棒土的重量份还可以为6、7、8、9、10、11份。
优选地，防老剂由防老剂AW、防老剂RD、防老剂OD、防老剂4010中的一种或两种以上组成。
优选地，硫化剂的原料按重量份包括：硫磺4-6份、硫化剂BIBP1-2份、硫化剂DCP1-2份。
优选地，硬脂酸盐由硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁按重量比为2-4:3-5:1-2组成。
优选地，炭黑的粒度为220-280目，稀土的粒度为260-350目。
优选地，改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：将粉状氯丁橡胶与去离子水、纳米蒙脱土、纳米稀土氧化物、氟硅酸钠、草酸混合，搅拌，然后加入马来酸酐、硬脂酸盐锌、丙烯酸氨基甲酸酯、过氧化二异丙苯和过硫酸钾，搅拌反应，然后加入阻聚剂，搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
优选地，改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：按重量份将40-60份粉状氯丁橡胶与60-100份去离子水、2-4份纳米蒙脱土、1-3份纳米稀土氧化物、0.1-0.2份氟硅酸钠、0.5-1份草酸混合，在40-45℃下搅拌30-40min，然后加入5-8份马来酸酐、4-6份硬脂酸盐锌、6-10份丙烯酸氨基甲酸酯、0.1-0.2份过氧化二异丙苯和0.1-0.2份过硫酸钾，在50-58℃搅拌反应1-2h，然后升温至60-68℃，反应30-50min，然后加入12-18份阻聚剂，在30-40℃下搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
优选地，阻聚剂由对苯二酚、对苯醌、叔丁基邻苯二酚、季铵盐中的一种或两种以上组成。
优选地，改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：将凹凸棒土粉碎，焙烧，冷却，然后置于盐水中浸泡，取出水洗，然后与去离子水、羟甲基纤维素钠、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基吡啶和油酸钠混合，搅拌反应，再加入竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
优选地，改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：按重量份将40-60份凹凸棒土粉碎，在400-450℃下焙烧，冷却，然后置于浓度为4-8wt％的盐水中浸泡，取出水洗，然后与70-100份去离子水、4-6份羟甲基纤维素钠、5-8份二甲基二烯丙基氯化铵、2-4份乙烯基吡啶和1-3份油酸钠混合，在52-60℃下搅拌反应1.5-2h，再加入1-2份竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
本发明中添加的改性氯丁橡胶在其制备过程中，将粉状氯丁橡胶与去离子水、纳米蒙脱土、纳米稀土氧化物、氟硅酸钠、草酸混合，搅拌，然后加入马来酸酐、硬脂酸盐锌、丙烯酸氨基甲酸酯、过氧化二异丙苯和过硫酸钾，搅拌反应，然后加入阻聚剂，搅拌，干燥，得到的改性氯丁橡胶有效改善氯丁橡胶本身硫化时间长、耐寒性和贮存稳定性的缺陷，同时有效增强氯丁橡胶耐油性、耐燃性、阻燃性、耐臭氧性、耐腐蚀性及力学性能，且与顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶配合作为主料，三者相互配合，相容性与共硫化性好，使本发明制品有效综合不同种类橡胶的优异性能，且改善了各自的不足，其中改性氯丁橡胶与顺丁烯橡胶配合有效改善丙烯酸酯橡胶的耐压缩永久不变形性和回弹性，改性氯丁橡胶和丙烯酸酯橡胶配合有效改善顺丁橡胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能及加工性能，再以硫磺、硫化剂BIBP、硫化剂DCP配合作为硫化剂，二硫化四甲基秋兰姆和氨基甲酸乙酯配合作为硫化促进剂，配合稀土，有效提高本发明主料顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶和改性氯丁橡胶的硫化效果，缩短本制品焦化时间和正硫化时间，主料间通过接枝共聚形成独特的网状结构，改善本发明体系中各物料的相容性与分散性，在顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶与改性氯丁橡胶配合下，有效提高本发明制品耐热性、耐寒性、耐候性、耐磨性、耐腐蚀性、、抗蠕变性、回弹性、气密性及耐压缩永久不变形等性能，同时使本发明制品具有良好的拉伸强度、撕裂强度、柔韧性等力学性能，耐老化性优异，减震效果好，使用寿命长；通过添加并控制聚氨酯树脂和EVA树脂的含量，进一步改善体系中各物料的相容性，与顺丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、改性氯丁橡胶相互配合，有效改善本发明制品的柔韧性、抗开裂性、拉伸强度和回弹性等性能；通过添加改性凹凸棒土，在改性凹凸棒土的制备过程中，将凹凸棒土粉碎，焙烧，冷却，然后置于盐水中浸泡，有效改善凹凸棒土的比表面积，提高凹凸棒土的反应活性，再以羟甲基纤维素钠、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基吡啶、油酸钠为改性剂，对凹凸棒土实现有机包覆，降低了凹凸棒土的表面极性，提高其与体系中其他物料的相容性，再通过加入竹纤维，对凹凸棒土进行填充改性，提高改性凹凸棒土在体系中的补强效果，且进一步改善本发明制品的耐腐蚀性与回弹性；炭黑与纳米石墨粒度小，与羟乙基纤维素、云母粉、纳米氧化锌、轻质碳酸钙、硬脂酸盐、微胶囊化红磷、防老剂配合，在体系中分散性与填充效果好，有效提高本制品的耐高低温性、耐候性、耐磨性、耐腐蚀性、阻燃性、自润滑性、耐老化性、抗老化性及力学性能，延长焦烧时间，改善本发明制品的加工性能，有效延长本制品的使用寿命。本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其配方合理，橡胶管具有良好的耐候性、耐磨性、耐腐蚀性、抗开裂性、回弹性及耐压缩永久不变形等性能，力学性能好，化学性能稳定，使用寿命长，满足汽车对其性能要求。
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
本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶65份、顺丁橡胶35份、丙烯酸酯橡胶30份、聚氨酯树脂18份、EVA树脂9份、防老剂5份、炭黑10份、纳米石墨5份、羟乙基纤维素2份、云母粉5份、硫化剂0.6份、环氧大豆油3份、偏苯三酸三辛酯5份、二硫化四甲基秋兰姆0.1份、氨基甲酸乙酯0.1份、稀土1份、纳米氧化锌3份、轻质碳酸钙1份、硬脂酸盐2份、微胶囊化红磷4份、石蜡7份、改性凹凸棒土5份。
实施例2
本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶80份、顺丁橡胶20份、丙烯酸酯橡胶45份、聚氨酯树脂12份、EVA树脂13份、防老剂10份、炭黑4份、纳米石墨10份、羟乙基纤维素7份、云母粉2份、硫化剂1.4份、环氧大豆油6份、偏苯三酸三辛酯2份、二硫化四甲基秋兰姆0.2份、氨基甲酸乙酯0.2份、稀土3份、纳米氧化锌1份、轻质碳酸钙2份、硬脂酸盐6份、微胶囊化红磷8份、石蜡3份、改性凹凸棒土12份。
其中，防老剂为防老剂AW；
硫化剂的原料按重量份包括：硫磺4份、硫化剂BIBP2份、硫化剂DCP1份；
硬脂酸盐由硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁按重量比为2:3:1组成；
炭黑的粒度为220目，稀土的粒度为260目；
改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：将粉状氯丁橡胶与去离子水、纳米蒙脱土、纳米稀土氧化物、氟硅酸钠、草酸混合，搅拌，然后加入马来酸酐、硬脂酸锌、丙烯酸氨基甲酸酯、过氧化二异丙苯和过硫酸钾，搅拌反应，然后加入阻聚剂，搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶；
改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：将凹凸棒土粉碎，焙烧，冷却，然后置于盐水中浸泡，取出水洗，然后与去离子水、羟甲基纤维素钠、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基吡啶和油酸钠混合，搅拌反应，再加入竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
实施例3
本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶72份、顺丁橡胶28份、丙烯酸酯橡胶37份、聚氨酯树脂15份、EVA树脂11份、防老剂8份、炭黑6.5份、纳米石墨7.5份、羟乙基纤维素4.5份、云母粉3.6份、硫化剂1.1份、环氧大豆油4.8份、偏苯三酸三辛酯3.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.15份、氨基甲酸乙酯0.15份、稀土2份、纳米氧化锌2份、轻质碳酸钙1.6份、硬脂酸盐3.7份、微胶囊化红磷6.5份、石蜡5份、改性凹凸棒土8份。
其中，防老剂由防老剂AW、防老剂RD按重量比为2:1组成；
硫化剂的原料按重量份包括：硫磺5份、硫化剂BIBP1.5份、硫化剂DCP1.5份；
硬脂酸盐由硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁按重量比为3:4:1.5组成；
炭黑的粒度为250目，稀土的粒度为300目；
改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：按重量份将50份粉状氯丁橡胶与80份去离子水、3份纳米蒙脱土、2份纳米稀土氧化物、0.4份氟硅酸钠、0.8份草酸混合，在42℃下搅拌35min，然后加入6.5份马来酸酐、5份硬脂酸锌、8份丙烯酸氨基甲酸酯、0.15份过氧化二异丙苯和0.15份过硫酸钾，在55℃搅拌反应1.5h，然后升温至64℃，反应40min，然后加入15份阻聚剂，在35℃下搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：按重量份将50份凹凸棒土粉碎，在420℃下焙烧，冷却，然后置于浓度为6wt％的盐水中浸泡，取出水洗，然后与80份去离子水、5份羟甲基纤维素钠、6份二甲基二烯丙基氯化铵、3份乙烯基吡啶和2份油酸钠混合，在56℃下搅拌反应1.8h，再加入1.5份竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
实施例4
本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶68份、顺丁橡胶28份、丙烯酸酯橡胶32.5份、聚氨酯树脂13.5份、EVA树脂10.5份、防老剂6.5份、炭黑9份、纳米石墨6.5份、羟乙基纤维素3.5份、云母粉4.5份、硫化剂1.2份、环氧大豆油3.5份、偏苯三酸三辛酯2.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.18份、氨基甲酸乙酯0.12份、稀土1.5份、纳米氧化锌2.5份、轻质碳酸钙1.2份、硬脂酸盐3份、微胶囊化红磷4.5份、石蜡4.5份、改性凹凸棒土8份。
其中，防老剂由防老剂OD、防老剂4010按重量比为1:2组成；
硫化剂的原料按重量份包括：硫磺6份、硫化剂BIBP1份、硫化剂DCP2份；
硬脂酸盐由硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁按重量比为4:5:2组成；
炭黑的粒度为280目，稀土的粒度为350目；
改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：按重量份将60份粉状氯丁橡胶与100份去离子水、4份纳米蒙脱土、3份纳米稀土氧化物、0.5份氟硅酸钠、1份草酸混合，在45℃下搅拌30min，然后加入8份马来酸酐、6份硬脂酸锌、10份丙烯酸氨基甲酸酯、0.2份过氧化二异丙苯和0.2份过硫酸钾，在50℃搅拌反应2h，然后升温至60℃，反应30min，然后加入18份阻聚剂，在40℃下搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：按重量份将60份凹凸棒土粉碎，在450℃下焙烧，冷却，然后置于浓度为8wt％的盐水中浸泡，取出水洗，然后与100份去离子水、6份羟甲基纤维素钠、8份二甲基二烯丙基氯化铵、4份乙烯基吡啶和3份油酸钠混合，在60℃下搅拌反应1.5h，再加入1.2份竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
实施例5
本发明提出的一种高回弹率橡胶管，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶75份、顺丁橡胶32份、丙烯酸酯橡胶40份、聚氨酯树脂16.5份、EVA树脂12份、防老剂8.5份、炭黑8份、纳米石墨9份、羟乙基纤维素6份、云母粉4.5份、硫化剂1.4份、环氧大豆油5份、偏苯三酸三辛酯4.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.16份、氨基甲酸乙酯0.18份、稀土2.2份、纳米氧化锌1.5份、轻质碳酸钙1.2份、硬脂酸盐6份、微胶囊化红磷5份、石蜡3.7份、改性凹凸棒土10份。
其中，防老剂为防老剂AW、防老剂OD、防老剂4010中按重量比为1:1:2组成；
硫化剂的原料按重量份包括：硫磺4份、硫化剂BIBP2份、硫化剂DCP2份；
硬脂酸盐由硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁按重量比为4:3:2组成；
炭黑的粒度为260目，稀土的粒度为320目；
改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：按重量份将40份粉状氯丁橡胶与60份去离子水、2份纳米蒙脱土、1份纳米稀土氧化物、0.3份氟硅酸钠、0.5份草酸混合，在40℃下搅拌40min，然后加入5份马来酸酐、4份硬脂酸锌、6份丙烯酸氨基甲酸酯、0.1份过氧化二异丙苯和0.1份过硫酸钾，在58℃搅拌反应1h，然后升温至68℃，反应50min，然后加入12份阻聚剂，在30℃下搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：按重量份将40份凹凸棒土粉碎，在400℃下焙烧，冷却，然后置于浓度为4-8wt％的盐水中浸泡，取出水洗，然后与70份去离子水、4份羟甲基纤维素钠、5份二甲基二烯丙基氯化铵、2份乙烯基吡啶和1份油酸钠混合，在52℃下搅拌反应2h，再加入2竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
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 (10)

1.一种高回弹率橡胶管，其特征在于，其原料按重量份包括：改性氯丁橡胶65-80份、顺丁橡胶20-35份、丙烯酸酯橡胶30-45份、聚氨酯树脂12-18份、EVA树脂9-13份、防老剂5-10份、炭黑4-10份、纳米石墨5-10份、羟乙基纤维素2-7份、云母粉2-5份、硫化剂0.6-1.4份、环氧大豆油3-6份、偏苯三酸三辛酯2-5份、二硫化四甲基秋兰姆0.1-0.2份、氨基甲酸乙酯0.1-0.2份、稀土1-3份、纳米氧化锌1-3份、轻质碳酸钙1-2份、硬脂酸盐2-6份、微胶囊化红磷4-8份、石蜡3-7份、改性凹凸棒土5-12份。
2.根据权利要求1所述高回弹率橡胶管，其特征在于，防老剂由防老剂AW、防老剂RD、防老剂OD、防老剂4010中的一种或两种以上组成。
3.根据权利要求1所述高回弹率橡胶管，其特征在于，硫化剂的原料按重量份包括：硫磺4-6份、硫化剂BIBP1-2份、硫化剂DCP1-2份。
4.根据权利要求1所述高回弹率橡胶管，其特征在于，硬脂酸盐由硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁按重量比为2-4:3-5:1-2组成。
5.根据权利要求1所述高回弹率橡胶管，其特征在于，炭黑的粒度为220-280目，稀土的粒度为260-350目。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高回弹率橡胶管，其特征在于，改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：将粉状氯丁橡胶与去离子水、纳米蒙脱土、纳米稀土氧化物、氟硅酸钠、草酸混合，搅拌，然后加入马来酸酐、硬脂酸盐锌、丙烯酸氨基甲酸酯、过氧化二异丙苯和过硫酸钾，搅拌反应，然后加入阻聚剂，搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高回弹率橡胶管，其特征在于，改性氯丁橡胶按以下工艺进行制备：按重量份将40-60份粉状氯丁橡胶与60-100份去离子水、2-4份纳米蒙脱土、1-3份纳米稀土氧化物、0.1-0.2份氟硅酸钠、0.5-1份草酸混合，在40-45℃下搅拌30-40min，然后加入5-8份马来酸酐、4-6份硬脂酸盐锌、6-10份丙烯酸氨基甲酸酯、0.1-0.2份过氧化二异丙苯和0.1-0.2份过硫酸钾，在50-58℃搅拌反应1-2h，然后升温至60-68℃，反应30-50min，然后加入12-18份阻聚剂，在30-40℃下搅拌，干燥，得到改性氯丁橡胶。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高回弹率橡胶管，其特征在于，阻聚剂由对苯二酚、对苯醌、叔丁基邻苯二酚、季铵盐中的一种或两种以上组成。
9.根据权利要求1-8中任一项所述高回弹率橡胶管，其特征在于，改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：将凹凸棒土粉碎，焙烧，冷却，然后置于盐水中浸泡，取出水洗，然后与去离子水、羟甲基纤维素钠、二甲基二烯丙基氯化铵、乙烯基吡啶和油酸钠混合，搅拌反应，再加入竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
10.根据权利要求1-9中任一项所述高回弹率橡胶管，其特征在于，改性凹凸棒土按以下工艺进行制备：按重量份将40-60份凹凸棒土粉碎，在400-450℃下焙烧，冷却，然后置于浓度为4-8wt％的盐水中浸泡，取出水洗，然后与70-100份去离子水、4-6份羟甲基纤维素钠、5-8份二甲基二烯丙基氯化铵、2-4份乙烯基吡啶和1-3份油酸钠混合，在52-60℃下搅拌反应1.5-2h，再加入1-2份竹纤维，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
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