CN108299771A - 一种民用飞机阻燃密封橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,属于高分子材料技术领域。本发明研制的民用飞机阻燃密封橡胶材料是由基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁、氧化硼、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂构成,在制备过程中,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合球磨,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂塑炼5~10min,再加入球磨料,混炼10~15min,再经压延成型和硫化,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。本发明技术方案制备的民用飞机阻燃密封橡胶材料具有优异的力学性能及阻燃性能的特点。
Description
技术领域
本发明公开了一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,属于高分子材料技术领域。
背景技术
随着经济的发展,航空运输以其安全、高效的特点越来越受青睐。伴随着民用航空业的发展,作为其载体的民用飞机需求量日益增大,对飞机性能与寿命的要求更加严格。飞机的密封性能一直是飞机使用安全性能和可靠性能的基础,设计有效的橡胶型材结构并研制适宜的橡胶材料一直是飞机用密封制品的研究重点。
橡胶由于具有弹性高、气密性好等特性,而被广泛用于航空油路和气路的密封材料。随着航空航天工业的飞速发展,橡胶密封材料在航空航天领域起着越来越重要的作用,而目前大部分民用航空器由国外进口,橡胶密封材料也大都依赖国外厂家。在我国大力发展大型民用客机的形势下,实现航空橡胶密封材料国产化、降低对国外市场的依赖刻不容缓。在航空橡胶密封材料研制过程中对其成分进行分析具有重要意义随着橡胶工业的发展,橡胶密封件在飞机上的应用遍及各系统,其质量直接关系到飞机上电、气、油和机械传动系统的运行情况。高温造成的密封失效及火灾的危害性更大,所以有必要加强对橡胶密封材料高温失效规律的研究。随着民用航空的发展,对传统橡胶密封材料提出了更高的要求,传统橡胶密封材料力学性能差,经多次使用后,因橡胶材料老化而产生应力松弛,密封性能逐渐变差,同时在低温时因橡胶材料的低温弹性差而出现密封失效,这对于民用航空的安全产生了极大的威胁。
因此,如何改善传统密封橡胶材料力学性能及阻燃性能不佳的缺点,以获取更高综合性能的密封橡胶材料,是其推广与应用,满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针传统密封橡胶材料力学性能及阻燃性能不佳的缺点对,提供了一种民用飞机阻燃密封橡胶材料。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,是由以下重量份数的原料组成:
基体橡胶 150~200份
海藻酸钠/微晶纤维素复合物 20~30份
棉籽油/亚油酸复配物 20~30份
片状纳米氧化铝 8~10份
片状纳米氧化镁 8~10份
氧化硼 4~8份
异氰酸酯 3~5份
聚乙烯亚胺 0.8~1.5份
硫磺 3~5份
防老剂 3~5份
促进剂 3~5份
所述民用飞机阻燃密封橡胶材料制备步骤为:
(1)按原料组成称量各组分;
(2)先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合球磨,得球磨料;
(3)将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂塑炼5~10min,再加入球磨料,混炼10~15min,再经压延成型和硫化,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。
所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成:30~50份氟橡胶,80~100份氟醚橡胶。
所述海藻酸钠/微晶纤维素复合物制备过程为:将海藻酸钠和水按质量比为1:20~1:50混合,再加入海藻酸钠质量0.3~0.4倍的高碘酸钠,加热搅拌反应后,再加入海藻酸钠质量1~3倍的微晶纤维素,搅拌混合后,浓缩,再经加热烘干,得干燥料,随后将干燥料浸渍于氯化钙溶液中,再经过滤,洗涤和干燥,即得海藻酸钠/微晶纤维素复合物。
所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为3:1~5:1复配而成。
5. 根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。
所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD或防老剂NBC中的任意一种。
所述促进剂为:促进剂TMTD、促进剂M或促进剂ZDMC中的任意一种。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过利用海藻酸钠对微晶纤维素改性处理后得到的海藻酸钠/微晶纤维素复合物,微晶纤维素可对橡胶体系产生良好的补强效果,但若直接添加使用,则由于微晶纤维素实质上为天然有机质,在高温条件下容易热解形成可燃气体,从而对密封橡胶材料的阻燃性能造成不良影响,且热解后,原本的补强效果急剧下降,影响产品在高温条件下的稳定性,而海藻酸钠的改性则可有效解决此弊端,在制备过程中,海藻酸钠经高碘酸钠氧化,使海藻酸钠分子结构中羟基氧化为醛基,形成多醛基海藻酸钠,而多醛基海藻酸钠可与微晶纤维素表面的活性羟基发生羟醛缩合反应,使海藻酸钠和微晶纤维素间发生化学键合,从而在微晶纤维素表面形成海藻酸钠屏蔽层,在后续氯化钙溶液浸渍过程中,钙离子取代海藻酸钠中的钠离子,并形成螯合结构,增加了微晶纤维素表面海藻酸链间的结合力,使分子结构的稳定性大大提高,提高产品力学性能的同时,在燃烧过程中,需要消耗更多的能量才能使该结构破坏,从而改变了微晶纤维素原本的裂解方式,提高裂解温度,而钙离子受热后能生成碳酸钙,随着温度的进一步升高,碳酸钙分解可生成氧化钙和二氧化碳,二氧化碳可起到稀释空气中氧气和可燃性气体的作用,氧化钙则可与剩余碳酸钙覆盖于产品表面,形成一道隔热隔氧的屏障,且该反应为吸热反应,能有效降低产品周围环境温度,而多醛基海藻酸钠中多余的醛基可于体系中聚乙烯亚胺中氨基发生反应,从而提高橡胶体系内部交联密度的同时,使微晶纤维素良好分散于交联网络结构中,起到良好的补强效果,在使用过程中,海藻酸钠和微晶纤维素之间共价结构增多,热解需要消耗更多的热量,提高了微晶纤维素的热稳定性和残炭率,且经过钙离子的处理后,钙离子可催化体系活性中心的脱水反应,从而使复合微晶纤维素初始降解温度降低,使微晶纤维素在较低温度发生裂解,裂解产生的可燃性气体由于达不到着火点而直接溢出,减少其燃烧反馈给纤维的热量,从而有利于进一步阻止剩余纤维继续裂解,而在较低温度下,微晶纤维素和表面保护层(海藻酸钙)生成焦炭的反应占据主导地位,生成的焦炭可与氧化钙、碳酸钙等覆盖于纤维表面,阻燃氧气的进入和热量的扩散,起到良好的阻燃屏障作用;
(2)本发明通过添加片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁、氧化硼,且添加过程为先用棉籽油和亚油酸进行球磨处理,以改善其在橡胶体系中的分散性能,且棉籽油和亚油酸的加入可增加体系内部不饱和双键以及活性含氧官能团数量,提高体系内部交联密度,使添加的片状纳米氧化物剂氧化硼等良好固定于交联体系中,再者,在橡胶加工过程中,伴随化学反应的发生,有部分水分生成,从而可与体系中添加的异氰酸酯反应,生成二氧化碳气体,片状纳米氧化物可在二氧化碳气体作用下,快速上浮至橡胶产品表面,并在表面形成纳米氧化物薄层,而在高温燃烧过程中,氧化硼快速液化,扩散到橡胶表面,从而与表面覆盖的氧化铝、氧化镁、氧化钙和碳酸钙等无机物形成致密无机烧结层,进一步提升体系的阻燃性能。
具体实施方式
将海藻酸钠和水按质量比为1:20~1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合5~10min后,于室温条件下静置溶胀6~8h,待溶胀结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量0.3~0.4倍的高碘酸钠,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为45~50℃,转速为400~500r/min条件下,加热搅拌反应2~4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量1~3倍的微晶纤维素,继续以400~500r/min转速搅拌混合45~60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为70~80℃,压力为500~600kPa条件下,减压浓缩2~4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为120~125℃条件下,烘干45~60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为8~10%的氯化钙溶液中,浸渍1~2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼3~5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取150~200份基体橡胶,20~30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,20~30份棉籽油/亚油酸复配物,8~10份片状氧化铝,8~10份片状氧化镁,4~8份氧化硼,3~5份异氰酸酯,0.8~1.5份聚乙烯亚胺,3~5份硫磺,3~5份防老剂,3~5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为20:1~30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合4~5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为105~110℃条件下,塑炼5~10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼10~15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为175~180℃,压力为40~50MPa条件下,热压硫化2~5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成:30~50份氟橡胶,80~100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为3:1~5:1复配而成。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD或防老剂NBC中的任意一种。所述促进剂为:促进剂TMTD、促进剂M或促进剂ZDMC中的任意一种。
实例1
将海藻酸钠和水按质量比为1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min后,于室温条件下静置溶胀8h,待溶胀结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量0.4倍的高碘酸钠,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,加热搅拌反应4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量3倍的微晶纤维素,继续以500r/min转速搅拌混合60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为80℃,压力为600kPa条件下,减压浓缩4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为125℃条件下,烘干60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为10%的氯化钙溶液中,浸渍2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,30份棉籽油/亚油酸复配物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,8份氧化硼,5份异氰酸酯,1.5份聚乙烯亚胺,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为5:1复配而成。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
实例2
按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30微晶纤维素复合物,30份棉籽油/亚油酸复配物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,8份氧化硼,5份异氰酸酯,1.5份聚乙烯亚胺,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为5:1复配而成。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
实例3
将海藻酸钠和水按质量比为1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min后,于室温条件下静置溶胀8h,待溶胀结束,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,加热搅拌反应4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量3倍的微晶纤维素,继续以500r/min转速搅拌混合60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为80℃,压力为600kPa条件下,减压浓缩4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为125℃条件下,烘干60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为10%的氯化钙溶液中,浸渍2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,30份棉籽油/亚油酸复配物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,8份氧化硼,5份异氰酸酯,1.5份聚乙烯亚胺,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为5:1复配而成。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
实例4
将海藻酸钠和水按质量比为1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min后,于室温条件下静置溶胀8h,待溶胀结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量0.4倍的高碘酸钠,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,加热搅拌反应4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量3倍的微晶纤维素,继续以500r/min转速搅拌混合60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为80℃,压力为600kPa条件下,减压浓缩4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为125℃条件下,烘干60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为10%的氯化钙溶液中,浸渍2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,8份氧化硼,5份异氰酸酯,1.5份聚乙烯亚胺,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
实例5
将海藻酸钠和水按质量比为1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min后,于室温条件下静置溶胀8h,待溶胀结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量0.4倍的高碘酸钠,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,加热搅拌反应4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量3倍的微晶纤维素,继续以500r/min转速搅拌混合60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为80℃,压力为600kPa条件下,减压浓缩4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为125℃条件下,烘干60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为10%的氯化钙溶液中,浸渍2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,30份棉籽油/亚油酸复配物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,5份异氰酸酯,1.5份聚乙烯亚胺,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为5:1复配而成。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
实例6
将海藻酸钠和水按质量比为1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min后,于室温条件下静置溶胀8h,待溶胀结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量0.4倍的高碘酸钠,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,加热搅拌反应4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量3倍的微晶纤维素,继续以500r/min转速搅拌混合60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为80℃,压力为600kPa条件下,减压浓缩4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为125℃条件下,烘干60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为10%的氯化钙溶液中,浸渍2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,30份棉籽油/亚油酸复配物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,8份氧化硼,1.5份聚乙烯亚胺,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为5:1复配而成。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
实例7
将海藻酸钠和水按质量比为1:50混合倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌混合10min后,于室温条件下静置溶胀8h,待溶胀结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量0.4倍的高碘酸钠,随后将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,加热搅拌反应4h,待反应结束,再向烧杯中加入海藻酸钠质量3倍的微晶纤维素,继续以500r/min转速搅拌混合60min后,将烧杯中物料转入旋转蒸发仪,于温度为80℃,压力为600kPa条件下,减压浓缩4h,得浓缩物,再将所得浓缩物转入烘箱中,于温度为125℃条件下,烘干60min,得干燥料,随后将干燥料浸渍于质量分数为10%的氯化钙溶液中,浸渍2h后,过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得海藻酸钠/微晶纤维素复合物;按重量份数计,依次取200份基体橡胶,30份海藻酸钠/微晶纤维素复合物,30份棉籽油/亚油酸复配物,10份片状氧化铝,10份片状氧化镁,8份氧化硼,5份异氰酸酯,5份硫磺,5份防老剂,5份促进剂,先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合倒入球磨罐中,并按球料质量比为30:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合5h后,出料,得球磨料,再将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、硫磺、防老剂和促进剂加入密炼机,于温度为110℃条件下,塑炼10min,得塑炼胶,再将塑炼胶和球磨料混合加入混练机中,混炼15min后,经压延机压延成型,得坯料,随后将所得坯料转入平板硫化机,于温度为180℃,压力为50MPa条件下,热压硫化5h,出料,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成50份氟橡胶,100份氟醚橡胶。所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为5:1复配而成。所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为:促进剂TMTD。
对比例:深圳某密封技术有限公司生产的橡胶密封圈。
将实例1至7所得的民用飞机阻燃密封橡胶材料及对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
1.力学性能:参照GB/T528检测试件拉伸强度;
2.阻燃性能:按照GB/T10707检测试件氧指数。
具体检测结果如表1所示:
表1
检测项目 | 拉伸强度/MPa | 氧指数/% |
实例1 | 23.7 | 36.3 |
实例2 | 22.5 | 33.4 |
实例3 | 20.4 | 30.5 |
实例4 | 21.1 | 31.7 |
实例5 | 17.5 | 28.4 |
实例6 | 18.1 | 29.3 |
实例7 | 15.3 | 25.5 |
对比例 | 8.6 | 18.7 |
由表1检测结果可知,本发明技术方案制备的民用飞机阻燃密封橡胶材料具有优异的力学性能及阻燃性能的特点,在密封橡胶材料行业的发展中具有广阔的前景。
Claims (7)
1.一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,是由以下重量份数的原料组成:
基体橡胶 150~200份
海藻酸钠/微晶纤维素复合物 20~30份
棉籽油/亚油酸复配物 20~30份
片状纳米氧化铝 8~10份
片状纳米氧化镁 8~10份
氧化硼 4~8份
异氰酸酯 3~5份
聚乙烯亚胺 0.8~1.5份
硫磺 3~5份
防老剂 3~5份
促进剂 3~5份
所述民用飞机阻燃密封橡胶材料制备步骤为:
(1)按原料组成称量各组分;
(2)先将棉籽油/亚油酸复配物、片状纳米氧化铝、片状纳米氧化镁和氧化硼混合球磨,得球磨料;
(3)将基体橡胶、海藻酸钠/微晶纤维素复合物、异氰酸酯、聚乙烯亚胺、硫磺、防老剂和促进剂塑炼5~10min,再加入球磨料,混炼10~15min,再经压延成型和硫化,即得民用飞机阻燃密封橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述基体橡胶是由以下重量份数的原料复配而成:30~50份氟橡胶,80~100份氟醚橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述海藻酸钠/微晶纤维素复合物制备过程为:将海藻酸钠和水按质量比为1:20~1:50混合,再加入海藻酸钠质量0.3~0.4倍的高碘酸钠,加热搅拌反应后,再加入海藻酸钠质量1~3倍的微晶纤维素,搅拌混合后,浓缩,再经加热烘干,得干燥料,随后将干燥料浸渍于氯化钙溶液中,再经过滤,洗涤和干燥,即得海藻酸钠/微晶纤维素复合物。
4.根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述棉籽油/亚油酸复配物是由棉籽油和亚油酸按质量比为3:1~5:1复配而成。
5.根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述异氰酸酯为:甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述防老剂为防老剂4020、防老剂RD或防老剂NBC中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种民用飞机阻燃密封橡胶材料,其特征在于,所述促进剂为:促进剂TMTD、促进剂M或促进剂ZDMC中的任意一种。
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