CN108676263A - 一种智能供货运输船及其防撞垫材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能货物运输船，包括船体，所述船体周边环设有防撞垫，所述防撞垫的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、咪唑衍生物、填料。采用本发明提供的智能货物运输船，其船体周边环设有防撞垫，所述防撞垫的材料在高湿度及一定风速下仍有较佳的抗老化性能，适用于大规模推广应用。

Description

一种智能供货运输船及其防撞垫材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种智能供货运输船及其防撞垫材料的制备方法。
背景技术
智能供货运输船的防撞垫也就是所说的防撞块、缓冲垫、橡胶块等名称的另一种叫法。目前中国的防撞垫大多在高速公路上使用，也有一些在码头上使用，但是罕有专门供船用的防撞垫。
因防撞垫暴露于外界环境中,因此,其材料要满足耐高低温,耐腐蚀等要求。然而船用防撞垫的使用环境更为特殊，面临的环境较公路使用的环境更为复杂，长期在高风速、高湿度的环境下，现在的材料非常容易老化从而失去相应的效果。
目前用于主流的橡胶材料有天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶及三元乙丙橡胶，但这几种橡胶材料性能均存在一定缺陷。天然橡胶垫板的机械性能良好，具有优异的弹性、耐寒性和绝缘性能，但耐热和天候性较差，因此长期暴露在空气中时使用寿命短；丁苯橡胶垫板的耐热及耐天候性能虽然较天然橡胶垫板有所改善，但是仍难以承受长期风吹日晒的苛刻环境；顺丁橡胶的耐磨性、耐寒性及弹性优良，但加工性能差，因此使用时一般要求与天然橡胶、丁苯橡胶并用；氯丁橡胶虽具有优良的耐天候性，但耐寒性较差，因而使用较少；三元乙丙橡胶的耐臭氧、耐天候老化性优异，而且耐热、耐寒性十分优良，是最佳的胶种之一，但是拉伸强度较低，并且价格较贵，因此不利于推广使用。
发明内容
本发明是一种智能货物运输船，其防撞垫的材料通过咪唑衍生物的筛选和填料的筛选优化该材料在高湿度及一定风速下仍有较佳的抗老化性能。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种智能货物运输船，包括船体，所述船体周边环设有防撞垫，所述防撞垫的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、咪唑衍生物、填料。
优选地，所述的咪唑衍生物为1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-正丙基咪唑、 1-正丁基咪唑、1-正戊基咪唑、1-正己基咪唑、1-正庚基咪唑、1-正辛基咪唑、 1-(6-氯己基)-1H-咪唑、1-(7-氯庚基)-1H-咪唑、1-(8-氯辛基)-1H-咪唑中的任意一种。
优选地，所述的填料为纳米二氧化硅和松香中的任意一种或两者任意比例的混合物。
进一步优选地，所述的填料为纳米二氧化硅：松香质量比为3:1的混合物。
本发明还提供智能货物运输船的防撞垫的材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溴化丁基橡胶溶于8-10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的咪唑衍生物，室温下搅拌1-3天，升温至40-65℃搅拌1-3天，即得溴化丁基橡胶/咪唑衍生物溶液；
(2)将填料加入到2-5倍填料质量的四氢呋喃中，超声处理10-30分钟，得到填料溶液；
(3)将溴化丁基橡胶/咪唑衍生物溶液倒入填料溶液中，搅拌30-90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至70-80℃，加热1-3小时，过100-300目筛，所得固体在200-250℃下干燥1-5小时，即得防撞垫的材料。
采用本发明提供的智能货物运输船，其船体周边环设有防撞垫，所述防撞垫的材料在高湿度及一定风速下仍有较佳的抗老化性能，适用于大规模推广应用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示意出本发明实施例给出的智能货物运输船的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，以下实施例仅仅是用来解释本发明，并不用于限定本发明。
具体地，下述实施例使用的原料具体来源及型号如下：
溴化丁基橡胶购自美国埃克森美孚化工公司。
纳米二氧化硅购自宣城晶瑞新材料有限公司，型号为VK-SR01，平均粒径为30nm。
松香购自沙县立诚化工有限公司，为浮油松香。
所有咪唑衍生物均购自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司。
四氢呋喃购自国药集团化学试剂有限公司。
实施例1
参照图1，本实施例提供一种智能货物运输船，包括船体1，所述船体1 周边环设有防撞垫2，所述防撞垫2的材料由下述原料制备而成：1-正丙基咪唑、纳米二氧化硅、填料。
该智能货物运输船的防撞垫2的材料制备步骤如下：
(1)将溴化丁基橡胶溶于10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的1-正丙基咪唑，室温下以300r/min的转速搅拌3天，升温至60℃以300r/min的转速搅拌3天，即得溴化丁基橡胶/1-正丙基咪唑溶液；
(2)将纳米二氧化硅加入到3倍纳米二氧化硅质量的四氢呋喃中，超声处理30分钟，频率为40KHz，得到纳米二氧化硅溶液；
(3)将溴化丁基橡胶/1-正丙基咪唑溶液倒入纳米二氧化硅溶液中，以 300r/min的转速搅拌90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至75℃，加热3小时，过100目筛，所得固体在220℃下干燥5小时，即得船用防撞垫2的材料。
实施例2
参照图1，本实施例提供一种智能货物运输船，包括船体1，所述船体1 周边环设有防撞垫2，所述防撞垫2的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、1-正庚基咪唑、纳米二氧化硅。
制备步骤如下：
(1)将溴化丁基橡胶溶于10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的1-正庚基咪唑，室温下以300r/min的转速搅拌3天，升温至60℃以300r/min的转速搅拌3天，即得溴化丁基橡胶/1-正庚基咪唑溶液；
(2)将纳米二氧化硅加入到3倍纳米二氧化硅质量的四氢呋喃中，超声处理30分钟，频率为40KHz，得到纳米二氧化硅溶液；
(3)将溴化丁基橡胶/1-正庚基咪唑溶液倒入纳米二氧化硅溶液中，以 300r/min的转速搅拌90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至75℃，加热3小时，过100目筛，所得固体在 220℃下干燥5小时，即得船用防撞垫2的材料。
实施例3
参照图1，本实施例提供一种智能货物运输船，包括船体1，所述船体1 周边环设有防撞垫2，所述防撞垫2的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、1-(7-氯庚基)-1H-咪唑、纳米二氧化硅。
制备步骤如下：
(1)将溴化丁基橡胶溶于10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的1-(7-氯庚基)-1H-咪唑，室温下以300r/min的转速搅拌3天，升温至60℃以300r/min的转速搅拌3天，即得溴化丁基橡胶/1-(7-氯庚基) -1H-咪唑溶液；
(2)将纳米二氧化硅加入到3倍纳米二氧化硅质量的四氢呋喃中，超声处理30分钟，频率为40KHz，得到纳米二氧化硅溶液；
(3)将溴化丁基橡胶/1-(7-氯庚基)-1H-咪唑溶液倒入纳米二氧化硅溶液中，以300r/min的转速搅拌90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至75℃，加热3小时，过100目筛，所得固体在 220℃下干燥5小时，即得船用防撞垫2的材料。
实施例4
参照图1，本实施例提供一种智能货物运输船，包括船体1，所述船体1 周边环设有防撞垫2，所述防撞垫2的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、1-(7-氯庚基)-1H-咪唑、松香。
制备步骤如下：
(1)将溴化丁基橡胶溶于10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的1-(7-氯庚基)-1H-咪唑，室温下以300r/min的转速搅拌3天，升温至60℃以300r/min的转速搅拌3天，即得溴化丁基橡胶/1-(7-氯庚基) -1H-咪唑溶液；
(2)将松香加入到3倍松香质量的四氢呋喃中，超声处理30分钟，频率为40KHz，得到松香溶液；
(3)将溴化丁基橡胶/1-(7-氯庚基)-1H-咪唑溶液倒入松香溶液中，以300r/min的转速搅拌90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至75℃，加热3小时，过100目筛，所得固体在 220℃下干燥5小时，即得船用防撞垫2的材料。
实施例5
参照图1，本实施例提供一种智能货物运输船，包括船体1，所述船体1 周边环设有防撞垫2，所述防撞垫2的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、1-(7-氯庚基)-1H-咪唑、纳米二氧化硅和松香。
制备步骤如下：
(1)将溴化丁基橡胶溶于10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的1-(7-氯庚基)-1H-咪唑，室温下以300r/min的转速搅拌3天，升温至60℃以300r/min的转速搅拌3天，即得溴化丁基橡胶/1-(7-氯庚基) -1H-咪唑溶液；
(2)将填料加入到3倍填料质量的四氢呋喃中，超声处理30分钟，频率为40KHz，得到纳米二氧化硅溶液；
所述的填料为纳米二氧化硅：松香质量比为3:1的混合物；
(3)将溴化丁基橡胶/1-(7-氯庚基)-1H-咪唑溶液倒入纳米二氧化硅溶液中，以300r/min的转速搅拌90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至75℃，加热3小时，过100目筛，所得固体在 220℃下干燥5小时，即得船用防撞垫2的材料。
测试例1
橡胶湿热老化测试
考虑到本发明提供材料所使用的的环境，温度、湿度乃至风速都是非常重要的影响因素，因此参照《橡胶湿热老化试验的研究》(合成材料老化与应用,1994(1):1-7.)一文中的方法，对实施例1-5制备的船用防撞垫2 材料进行湿热老化测试。同时选用中国专利申请公布号为CN 107057136A中的实施例7制得的橡胶品为对照例，在同样的条件下进行湿热老化测试。
试验条件为温度40℃，湿度40％，风速1.0m/s，在老化试验14天后测试性能。受测样品规格均为6mm×6mm，厚度为2mm。检测指标为拉伸强度、拉伸伸长率、邵尔A硬度和冲击弹性。以老化率为评价标准，老化率P计算公式如下：
具体测试结果如下表所示，其中P1为以拉伸强度为指标计算的老化率。 P2为以拉伸伸长率为指标计算的老化率，P3为以邵尔A硬度为指标计算的老化率，P4为以冲击弹性为指标计算的老化率：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对照例
P1(％) -8.8 -7.0 -6.4 -4.5 -3.3 -10.6
P2(％) -17.9 -14.8 -12.1 -11.7 -10.8 -15.3
P3(％) +5.5 +3.9 +1.8 +2.0 +0.8 +3.2
P4(％) -8.9 -6.0 -3.3 -3.5 -2.0 -5.8
由上表可知，本发明提供的智能货物运输船的防撞垫2材料具有很好的抗老化性能，尤其是在使用了1-(7-氯庚基)-1H-咪唑后(实施例3-5)性能较使用其他咪唑衍生物抗老化效果大幅提升，与此同时填料同时使用松香和纳米二氧化硅(实施例5)对抗老化性能也有了显著提升。

Claims (5)

1.一种智能货物运输船，包括船体，其特征在于，所述船体周边环设有防撞垫，所述防撞垫的材料由下述原料制备而成：溴化丁基橡胶、咪唑衍生物、填料。
2.根据权利要求1所述的防撞垫材料，其特征在于，所述的咪唑衍生物为1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-正丙基咪唑、1-正丁基咪唑、1-正戊基咪唑、1-正己基咪唑、1-正庚基咪唑、1-正辛基咪唑、1-(6-氯己基)-1H-咪唑、1-(7-氯庚基)-1H-咪唑、1-(8-氯辛基)-1H-咪唑中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的防撞垫材料，其特征在于，所述的填料为纳米二氧化硅和松香中的任意一种或两者任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的防撞垫材料，其特征在于，所述的填料为纳米二氧化硅：松香质量比为3:1的混合物。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的智能货物运输船，其特征在于，其防撞垫的材料制备方法如下，包括以下步骤：
(1)将溴化丁基橡胶溶于8-10倍质量的四氢呋喃中，加入溴化丁基橡胶等摩尔量的咪唑衍生物，室温下搅拌1-3天，升温至40-65℃搅拌1-3天，即得溴化丁基橡胶/咪唑衍生物溶液；
(2)将填料加入到2-5倍填料质量的四氢呋喃中，超声处理10-30分钟，得到填料溶液；
(3)将溴化丁基橡胶/咪唑衍生物溶液倒入填料溶液中，搅拌30-90分钟，得到混合溶液；
(4)将混合溶液加热至70-80℃，加热1-3小时，过100-300目筛，所得固体在200-250℃下干燥1-5小时，即得防撞垫的材料。
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