CN107501828A - 一种耐高低温橡胶管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、改性氯丁橡胶、环氧树脂、EVA树脂、苯乙烯、石蜡、增塑剂、防老剂、炭黑、白炭黑、竹纤维、棉纤维、硫磺、硫化剂BIBP、二硫化四甲基秋兰姆、氨基甲酸乙酯、稀土、氧化锌、氧化镁、氧化钙、硬脂酸、微胶囊化红磷、改性凹凸棒土。本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其配方合理，橡胶管具有良好的耐高低温性、耐磨性、耐腐蚀性、回弹性、气密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

一种耐高低温橡胶管
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种耐高低温橡胶管。
背景技术
我国的橡胶行业经过50多年的发展，对国民经济起到了不可或缺的配套作用，尤其是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，产品广泛应用于化工、冶金、矿山、石油、汽车、工程机械、建筑、海洋、航空、航天等领域。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。现有的橡胶管的耐高低温性、耐磨性、耐腐蚀性、回弹性及耐压缩永久不变形性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，本发明提出了一种耐高低温橡胶管，其配方合理，橡胶管具有良好的耐高低温性、耐磨性、耐腐蚀性、回弹性、气密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。
本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶70-90份、丙烯酸酯橡胶60-80份、改性氯丁橡胶45-60份、环氧树脂10-15份、EVA树脂10-20份、苯乙烯5-12份、石蜡8-14份、增塑剂12-18份、防老剂8-12份、炭黑6-10份、白炭黑8-14份、竹纤维3-8份、棉纤维2-5份、硫磺1.2-3份、硫化剂BIBP 0.8-1.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.2-1份、氨基甲酸乙酯0.2-0.6份、稀土2-4份、氧化锌2-4份、氧化镁1-3份、氧化钙1-2.5份、硬脂酸3-8份、微胶囊化红磷10-15份、改性凹凸棒土5-12份。
具体实施方式中，氟硅橡胶的重量份还可以为72、75、78、82、85、88份，丙烯酸酯橡胶的重量份还可以为64、68、70、72、75、78份，改性氯丁橡胶的重量份还可以为48、50、52、54、58份，环氧树脂的重量份还可以为11、12、12.5、13、14、14.5份，EVA树脂的重量份还可以为12、14、15、16、18份，苯乙烯的重量份还可以为6、7、8、9、10、11份，石蜡的重量份还可以为9、10、11、12、13份，增塑剂的重量份还可以为13、14、14.5、15、16、17份，防老剂的重量份还可以为9、10、10.5、11、11.5份，炭黑的重量份还可以为6.5、7、8、8.5、9份，白炭黑的重量份还可以为9、10、11、12、13份，竹纤维的重量份还可以为4、4.5、5、6、7份，棉纤维的重量份还可以为2.5、3、3.5、4、4.5份，硫磺的重量份还可以为1.4、1.8、2、2.2、2.5、2.8份，硫化剂BIBP的重量份还可以为0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4份，二硫化四甲基秋兰姆的重量份还可以为0.3、0.4、0.5、0.8、0.9份，氨基甲酸乙酯的重量份还可以为0.3、0.35、0.4、0.5、0.55份，稀土的重量份还可以为2.4、2.8、3、3.2、3.5、3.8份，氧化锌的重量份还可以为2.4、2.8、3、3.2、3.5、3.8份，氧化镁的重量份还可以为1.4、1.8、2、2.4、2.8份，氧化钙的重量份还可以为1.2、1.5、1.8、2、2.2份，硬脂酸的重量份还可以为4、5、5.5、6、7份，微胶囊化红磷的重量份还可以为11、12、12.5、13、14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，增塑剂由环氧大豆油、二丁酯、偏苯三酸三辛酯和增塑剂TP-90B按重量比为6-8:1-2:1.5-3:3-5组成。
优选地，防老剂由防老剂A、防老剂RD、防老剂OD、防老剂4010NA中的一种或两种以上组成。
优选地，炭黑的粒度为220-280目，白炭黑的粒度为240-350目，稀土的粒度为220-320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、0.3-0.5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，再加入氧化铈和钛白粉，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2-4份氧化铈和1-3份钛白粉，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，且与氟硅橡胶、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，其中改性氯丁橡胶有效改善丙烯酸酯橡胶的耐压缩永久不变形性及加工性能，氟硅橡胶改善了丙烯酸酯橡胶耐寒性差的缺陷，再以硫磺和硫化剂BIBP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氟硅橡胶、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，在氟硅橡胶、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、耐磨性、耐腐蚀性、回弹性、气密性及耐压缩永久不变形等性能，同时使本发明制品力学性能与减震效果好，耐老化性优异，使用寿命长；通过添加并控制环氧树脂、EVA树脂和苯乙烯的含量，进一步改善体系中各物料的相容性，氟硅橡胶、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、气密性、抗老化性及耐臭氧性等性能；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，再通过加入氧化铈和钛白粉配合，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高低温性与力学性能；炭黑与白炭黑粒度小，与竹纤维、棉纤维、氧化锌、氧化镁、氧化钙、硬脂酸、微胶囊化红磷、防老剂配合，在体系中分散性与填充效果好，有效提高本制品的阻燃性、耐高低温性、耐老化性、抗撕裂性、抗老化性及力学性能，同时改善本发明制品的加工性能，且延长了本制品的使用寿命。本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其配方合理，橡胶管具有良好的耐高低温性、耐磨性、耐腐蚀性、回弹性、气密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
本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶70份、丙烯酸酯橡胶80份、改性氯丁橡胶45份、环氧树脂15份、EVA树脂10份、苯乙烯5份、石蜡14份、增塑剂12份、防老剂8份、炭黑6份、白炭黑8份、竹纤维8份、棉纤维2份、硫磺1.2份、硫化剂BIBP1.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.2份、氨基甲酸乙酯0.2份、稀土4份、氧化锌2份、氧化镁1份、氧化钙1份、硬脂酸3份、微胶囊化红磷15份、改性凹凸棒土5份。
实施例2
本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶90份、丙烯酸酯橡胶60份、改性氯丁橡胶60份、环氧树脂10份、EVA树脂20份、苯乙烯12份、石蜡8份、增塑剂18份、防老剂12份、炭黑10份、白炭黑14份、竹纤维3份、棉纤维5份、硫磺1.6份、硫化剂BIBP 1份、二硫化四甲基秋兰姆0.4份、氨基甲酸乙酯0.3份、稀土2.4份、氧化锌2.5份、氧化镁1.6份、氧化钙1.5份、硬脂酸4.5份、微胶囊化红磷11.5份、改性凹凸棒土6.5份。
其中，增塑剂由环氧大豆油、二丁酯、偏苯三酸三辛酯和增塑剂TP-90B按重量比为6:1:1.5:3组成；
防老剂为防老剂OD；
炭黑的粒度为280目，白炭黑的粒度为350目，稀土的粒度为320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，再加入氧化铈和钛白粉，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
实施例3
本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶80份、丙烯酸酯橡胶70份、改性氯丁橡胶52份、环氧树脂13份、EVA树脂16份、苯乙烯9.5份、石蜡12.5份、增塑剂15份、防老剂10.5份、炭黑8份、白炭黑10份、竹纤维5份、棉纤维3.5份、硫磺1.8份、硫化剂BIBP 1份、二硫化四甲基秋兰姆0.6份、氨基甲酸乙酯0.4份、稀土3份、氧化锌3份、氧化镁2份、氧化钙1.8份、硬脂酸5.2份、微胶囊化红磷12.5份、改性凹凸棒土9份。
其中，增塑剂由环氧大豆油、二丁酯、偏苯三酸三辛酯和增塑剂TP-90B按重量比为7:1.5:2:4组成；
防老剂由防老剂A、防老剂RD、防老剂OD按重量比为1:2:1组成；
炭黑的粒度为260目，白炭黑的粒度为280目，稀土的粒度为280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3份氧化铈和2份钛白粉，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
实施例4
本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶75份、丙烯酸酯橡胶65份、改性氯丁橡胶50份、环氧树脂12份、EVA树脂12.5份、苯乙烯8份、石蜡10份、增塑剂13.5份、防老剂10份、炭黑6.8份、白炭黑9.5份、竹纤维4.5份、棉纤维3份、硫磺3份、硫化剂BIBP 0.8份、二硫化四甲基秋兰姆1份、氨基甲酸乙酯0.6份、稀土2份、氧化锌4份、氧化镁3份、氧化钙2.5份、硬脂酸8份、微胶囊化红磷10份、改性凹凸棒土12份。
其中，增塑剂由环氧大豆油、二丁酯、偏苯三酸三辛酯和增塑剂TP-90B按重量比为8:1.5:3:5组成；
防老剂由防老剂A、防老剂4010NA按重量比为1:1组成；
炭黑的粒度为280目，白炭黑的粒度为350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4份氧化铈和3份钛白粉，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
实施例5
本发明提出的一种耐高低温橡胶管，其原料按重量份包括：氟硅橡胶85份、丙烯酸酯橡胶75份、改性氯丁橡胶55份、环氧树脂14份、EVA树脂16.5份、苯乙烯10份、石蜡12份、增塑剂16份、防老剂10份、炭黑9份、白炭黑12.5份、竹纤维6.5份、棉纤维4.5份、硫磺2.5份、硫化剂BIBP 1.2份、二硫化四甲基秋兰姆0.8份、氨基甲酸乙酯0.5份、稀土3.5份、氧化锌3.2份、氧化镁2.5份、氧化钙2.2份、硬脂酸6份、微胶囊化红磷14份、改性凹凸棒土10份。
其中，增塑剂由环氧大豆油、二丁酯、偏苯三酸三辛酯和增塑剂TP-90B按重量比为6:2:1.5:3组成；
防老剂由防老剂RD、防老剂OD按重量比为1.5:1组成；
炭黑的粒度为260目，白炭黑的粒度为320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份氧化铈和1份钛白粉，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 (9)

1.一种耐高低温橡胶管，其特征在于，其原料按重量份包括：氟硅橡胶70-90份、丙烯酸酯橡胶60-80份、改性氯丁橡胶45-60份、环氧树脂10-15份、EVA树脂10-20份、苯乙烯5-12份、石蜡8-14份、增塑剂12-18份、防老剂8-12份、炭黑6-10份、白炭黑8-14份、竹纤维3-8份、棉纤维2-5份、硫磺1.2-3份、硫化剂BIBP 0.8-1.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.2-1份、氨基甲酸乙酯0.2-0.6份、稀土2-4份、氧化锌2-4份、氧化镁1-3份、氧化钙1-2.5份、硬脂酸3-8份、微胶囊化红磷10-15份、改性凹凸棒土5-12份。
2.根据权利要求1所述耐高低温橡胶管，其特征在于，增塑剂由环氧大豆油、二丁酯、偏苯三酸三辛酯和增塑剂TP-90B按重量比为6-8:1-2:1.5-3:3-5组成。
3.根据权利要求1所述耐高低温橡胶管，其特征在于，防老剂由防老剂A、防老剂RD、防老剂OD、防老剂4010NA中的一种或两种以上组成。
4.根据权利要求1所述耐高低温橡胶管，其特征在于，炭黑的粒度为220-280目，白炭黑的粒度为240-350目，稀土的粒度为220-320目。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐高低温橡胶管，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。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐高低温橡胶管，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、0.3-0.5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。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐高低温橡胶管，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。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐高低温橡胶管，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，再加入氧化铈和钛白粉，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
9.根据权利要求1-8中任一项所述耐高低温橡胶管，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2-4份氧化铈和1-3份钛白粉，搅拌，过滤，干燥，得到改性凹凸棒土。
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