CN108250508A - 一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶 - Google Patents

一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶 Download PDF

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Abstract

本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶。所述橡胶包括如下成分：基体橡胶、硅油、丁二烯、锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁、硬脂酸、高温改性剂、防老剂、偶联剂、交联剂和催化剂。其中基体橡胶包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，防老剂选用防老剂RD或防老剂BLE，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷。橡胶经过捏合、混炼、密炼、压延和硫化等多重工艺处理。该型橡胶的耐高温性能和耐压性能比较优秀，材料的回弹性好，非常适合用于矿山机械等大型设备用缓冲垫的制造。

Description

一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶。
背景技术
橡胶是一种具有高弹性的可逆形变聚合物材料，在常规状态下，能够在较小外力作用下产生较大的形变，在外力消失后形变可快速恢复。在机械设备中，很多部件由于会经常受到外力冲击，所以需要安装防撞缓冲部件，橡胶材料具有突出的弹性性能，能够有效吸收外力的冲击，将其转化为自身的形变，并且在外力消失时自动恢复。因此机械设备中的缓冲垫等结构主要采用橡胶制品。
常规的橡胶材料回弹性好，但是材料的可逆行形变量会受到温度的影响，当温度超过橡胶材料自身的限制后，橡胶材料的回弹性会显著降低，从而将弹性形变变为刚性形变，使得缓冲垫失去缓冲防撞效果。在一些矿山机械中，缓冲垫等材料承受的压力较一般状况更大，并且夏季温度很高，机械设备自身又会产生热量，这种高压高温状况会显著降低缓冲垫橡胶的机械性能和回弹效果。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，该型橡胶的耐压性能和耐高温性能非常优秀。
一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，按照质量份数，该橡胶包括如下成分：基体橡胶100-120份，硅油14-16份，丁二烯6-9份，锌粉4-8份，二氧化硅粉3-7份，氧化铝3-5份，白炭黑12-15份，氧化镁3-4份，硬脂酸2-4份，高温改性剂1-3.5份，防老剂0.5-2份，偶联剂10-14份，交联剂3-4份，催化剂1-3份。
作为优选地，按照质量份数，该橡胶包括如下成分：基体橡胶110-115份，硅油15-16份，丁二烯7-8份，锌粉5-6份，二氧化硅粉4-6份，氧化铝4-5份，白炭黑13-14份，氧化镁3.5-4份，硬脂酸2-3份，高温改性剂2-3份，防老剂1-2份，偶联剂12-13份，交联剂3.5-3.8份，催化剂2-3份。
优选地，基体橡胶中包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，四者的质量比为3:2:2:2。
优选地，高温改性剂选用氮苯基酰胺类耐高温改性剂。
优选地，二氧化硅粉是经过硅烷偶联剂作憎水处理后的气相二氧化硅。
优选地，防老剂选用防老剂RD或防老剂BLE，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷。
优选地，催化剂为二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡、二丁基二月桂酸锡和辛酸亚锡中的一种。
本发明的耐高温耐压防变形橡胶的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数将基体橡胶、硅油、丁二烯、高温改性剂和催化剂加入到捏合机中，升高温度至90-120℃，在真空状态下，保温捏合反应1-1.5h，然后将胶料送入到混炼机中，向混炼机中加入锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁和偶联剂，在120-130℃下进行混炼，混炼时间为15-20min，混炼完成后排胶，排出的胶料和硬脂酸、防老剂、交联剂一起加入到密炼机中密炼6-10min，密炼温度为130-150℃，密炼完成后胶料送入到双辊压延机上将胶料压成1.5-2.5mm的薄片，然后将薄片按照3-7层叠压后继续压延成2mm厚度，压延完成后送入到连续硫化炉中进行硫化处理，处理完成后得到所需橡胶。其中，硫化处理的工艺选择微波硫化或红外线硫化。
本发明提供的一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，与现有技术相比，具有以下优点：
该型缓冲垫用的橡胶的基胶为顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶经过特定比例混合制备而成，基胶还和高温改性剂、催化剂以及其他多种原料一起在捏合机中经过高温捏合反应，使得该型橡胶胶料的耐高温性能得到很大提高，橡胶在高温状态下性质依然可以保持相对稳定，弹性限度变化较小，拉伸强度和断裂伸长度具保持相对稳定。
该型橡胶加入了多种硬脂酸、氧化镁、白炭黑等多种有机和无机填料，经过偶联剂提高多种物质之间相容性，让该型橡胶的性质更加均匀稳定，材料的耐压性能得到提高。
该型橡胶的耐高温性能和耐压性能比较优秀，在受到强冲击时可以通过塑性形变有效抵御冲击力的影响，材料的回弹性好，可以防止高压高温状态的变形，非常适合用于矿山机械等大型设备用缓冲垫的制造。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，按照质量份数，该橡胶包括如下成分：基体橡胶100份，硅油14份，丁二烯6份，锌粉4份，二氧化硅粉3份，氧化铝3份，白炭黑12份，氧化镁3份，硬脂酸2份，高温改性剂1份，防老剂0.5份，偶联剂10份，交联剂3份，催化剂1份。
其中，基体橡胶中包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，四者的质量比为3:2:2:2。高温改性剂选用氮苯基酰胺类耐高温改性剂；二氧化硅粉是经过硅烷偶联剂作憎水处理后的气相二氧化硅；防老剂选用防老剂RD，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷；催化剂为二丁基二乙酸锡。
本实施例的耐高温耐压防变形橡胶的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数将基体橡胶、硅油、丁二烯、高温改性剂和催化剂加入到捏合机中，升高温度至90℃，在真空状态下，保温捏合反应1h，然后将胶料送入到混炼机中，向混炼机中加入锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁和偶联剂，在120℃下进行混炼，混炼时间为15min，混炼完成后排胶，排出的胶料和硬脂酸、防老剂、交联剂一起加入到密炼机中密炼6min，密炼温度为130℃，密炼完成后胶料送入到双辊压延机上将胶料压成1.5mm的薄片，然后将薄片按照3层叠压后继续压延成2mm厚度，压延完成后送入到连续硫化炉中进行硫化处理，处理完成后得到所需橡胶；其中，硫化处理的工艺选择微波硫化。
实施例2
一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，按照质量份数，该橡胶包括如下成分：基体橡胶120份，硅油16份，丁二烯9份，锌粉8份，二氧化硅粉7份，氧化铝5份，白炭黑15份，氧化镁4份，硬脂酸4份，高温改性剂3.5份，防老剂2份，偶联剂14份，交联剂4份，催化剂3份。
其中，基体橡胶中包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，四者的质量比为3:2:2:2。高温改性剂选用氮苯基酰胺类耐高温改性剂；二氧化硅粉是经过硅烷偶联剂作憎水处理后的气相二氧化硅；防老剂选用防老剂BLE，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷；催化剂为二丁基二辛酸锡。
本实施例的耐高温耐压防变形橡胶的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数将基体橡胶、硅油、丁二烯、高温改性剂和催化剂加入到捏合机中，升高温度至120℃，在真空状态下，保温捏合反应1.5h，然后将胶料送入到混炼机中，向混炼机中加入锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁和偶联剂，在130℃下进行混炼，混炼时间为20min，混炼完成后排胶，排出的胶料和硬脂酸、防老剂、交联剂一起加入到密炼机中密炼10min，密炼温度为150℃，密炼完成后胶料送入到双辊压延机上将胶料压成2.5mm的薄片，然后将薄片按照7层叠压后继续压延成2mm厚度，压延完成后送入到连续硫化炉中进行硫化处理，处理完成后得到所需橡胶。其中，硫化处理的工艺选择红外线硫化。
实施例3
一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，按照质量份数，该橡胶包括如下成分：基体橡胶110份，硅油15份，丁二烯7份，锌粉6份，二氧化硅粉5份，氧化铝4份，白炭黑13份，氧化镁3.5份，硬脂酸3份，高温改性剂2份，防老剂1.2份，偶联剂12份，交联剂3.5份，催化剂2份。
其中，基体橡胶中包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，四者的质量比为3:2:2:2。高温改性剂选用氮苯基酰胺类耐高温改性剂；二氧化硅粉是经过硅烷偶联剂作憎水处理后的气相二氧化硅；防老剂选用防老剂RD，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷；催化剂为二丁基二月桂酸锡。
本实施例的耐高温耐压防变形橡胶的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数将基体橡胶、硅油、丁二烯、高温改性剂和催化剂加入到捏合机中，升高温度至105℃，在真空状态下，保温捏合反应1.3h，然后将胶料送入到混炼机中，向混炼机中加入锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁和偶联剂，在125℃下进行混炼，混炼时间为18min，混炼完成后排胶，排出的胶料和硬脂酸、防老剂、交联剂一起加入到密炼机中密炼8min，密炼温度为140℃，密炼完成后胶料送入到双辊压延机上将胶料压成2mm的薄片，然后将薄片按照5层叠压后继续压延成2mm厚度，压延完成后送入到连续硫化炉中进行硫化处理，处理完成后得到所需橡胶。其中，硫化处理的工艺选择红外线硫化。
实施例4
一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，按照质量份数，该橡胶包括如下成分：基体橡胶100份，硅油16份，丁二烯8份，锌粉5份，二氧化硅粉6份，氧化铝3份，白炭黑15份，氧化镁3份，硬脂酸4份，高温改性剂2份，防老剂1.5份，偶联剂11份，交联剂3.5份，催化剂3份。
其中，基体橡胶中包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，四者的质量比为3:2:2:2。高温改性剂选用氮苯基酰胺类耐高温改性剂；二氧化硅粉是经过硅烷偶联剂作憎水处理后的气相二氧化硅；防老剂选用防老剂BLE，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷；催化剂为辛酸亚锡。
本实施例的耐高温耐压防变形橡胶的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数将基体橡胶、硅油、丁二烯、高温改性剂和催化剂加入到捏合机中，升高温度至115℃，在真空状态下，保温捏合反应1.2h，然后将胶料送入到混炼机中，向混炼机中加入锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁和偶联剂，在125℃下进行混炼，混炼时间为19min，混炼完成后排胶，排出的胶料和硬脂酸、防老剂、交联剂一起加入到密炼机中密炼9min，密炼温度为135℃，密炼完成后胶料送入到双辊压延机上将胶料压成2.5mm的薄片，然后将薄片按照4层叠压后继续压延成2mm厚度，压延完成后送入到连续硫化炉中进行硫化处理，处理完成后得到所需橡胶。其中，硫化处理的工艺选择微波硫化。
性能测试
对本实施例耐高温耐压防变形橡胶的机械性能进行测试，得到如下结果：
表1：本实施例的性能测试结果
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：按照质量份数，所述橡胶包括如下成分：基体橡胶100-120份，硅油14-16份，丁二烯6-9份，锌粉4-8份，二氧化硅粉3-7份，氧化铝3-5份，白炭黑12-15份，氧化镁3-4份，硬脂酸2-4份，高温改性剂1-3.5份，防老剂0.5-2份，偶联剂10-14份，交联剂3-4份，催化剂1-3份。
2.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：按照质量份数，所述橡胶包括如下成分：基体橡胶110-115份，硅油15-16份，丁二烯7-8份，锌粉5-6份，二氧化硅粉4-6份，氧化铝4-5份，白炭黑13-14份，氧化镁3.5-4份，硬脂酸2-3份，高温改性剂2-3份，防老剂1-2份，偶联剂12-13份，交联剂3.5-3.8份，催化剂2-3份。
3.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述基体橡胶中包括顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，四者的质量比为3:2:2:2。
4.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述高温改性剂选用氮苯基酰胺类耐高温改性剂。
5.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述二氧化硅粉是经过硅烷偶联剂作憎水处理后的气相二氧化硅。
6.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述防老剂选用防老剂RD或防老剂BLE，偶联剂为硅烷偶联剂，交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷。
7.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述催化剂为二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡、二丁基二月桂酸锡和辛酸亚锡中的一种。
8.根据权利要求1所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述橡胶的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数将基体橡胶、硅油、丁二烯、高温改性剂和催化剂加入到捏合机中，升高温度至90-120℃，在真空状态下，保温捏合反应1-1.5h，然后将胶料送入到混炼机中，向混炼机中加入锌粉、二氧化硅粉、氧化铝、白炭黑、氧化镁和偶联剂，在120-130℃下进行混炼，混炼时间为15-20min，混炼完成后排胶，排出的胶料和硬脂酸、防老剂、交联剂一起加入到密炼机中密炼6-10min，密炼温度为130-150℃，密炼完成后胶料送入到双辊压延机上将胶料压成1.5-2.5mm的薄片，然后将薄片按照3-7层叠压后继续压延成2mm厚度，压延完成后送入到连续硫化炉中进行硫化处理，处理完成后得到所需橡胶。
9.根据权利要求8所述一种矿山机械缓冲垫用耐高温耐压防变形橡胶，其特征在于：所述硫化处理的工艺选择微波硫化或红外线硫化。
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