CN109021342B - 一种高性能的氢化丁腈基橡胶复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能的氢化丁腈基橡胶复合物及其制备方法。氢化丁腈基橡胶复合物包括以下重量份数的原料组分：70～100份氢化丁腈橡胶A，复合母胶15～30份，补强填充剂40～75份，增塑剂3～10份，硬脂酸1～2份，防老剂2～5.5份，硫化剂3～12份和硫化助剂1～3份，复合母胶包括氢化丁腈橡胶B、纳米氧化锌、碳纳米管和芳纶浆粕。本发明制备的氢化丁腈基橡胶复合物的耐高温性能、耐油性和力学性能优异，而且综合性能更好，延长了氢化丁腈基橡胶复合物产品的使用寿命和使用周期，满足了严苛的工作环境需求，同时扩大了氢化丁腈橡胶的使用范围，实现了很好的经济效益。

Description

一种高性能的氢化丁腈基橡胶复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高性能的氢化丁腈基橡胶复合物及其制备方法。
背景技术
氢化丁腈橡胶是一种主链近似饱和的高性能弹性体，具有优良的综合性能，被广泛应用在油田开发、汽车、机械配套等行业。近年来，随着我国石油、汽车、航空等行业的飞速发展，各产业器械的工作环境变得越来越苛刻，如高温、高压、周期长以及不同的环境介质等，这就对行业使用的氢化丁腈橡胶制品的性能提出了更高的要求，尤其是其耐高温性能、耐油及力学性能。
现有的氢化丁腈橡胶复合物只能在某一必要性能上有较好表现，而产品其它必要的性能则往往达不到相应要求，不能使产品的多个必要性能(此处的必要性能是指力学性能、耐油性能或耐高温性能等诸多性能)在高性能下达到统一。目前市场上的氢化丁腈橡胶制品的耐高温性能、耐油能力、力学性能中的一种或全部要求难以满足苛刻的工作条件，使其适用范围变窄，并且在使用过程中产品的寿命大大缩短，最终导致企业不得不选用价格更高的其他产品代替，这不仅增加了生产成本，也造成了能源的浪费。因此，这一问题亟待解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的氢化丁腈橡胶制品的耐高温性能、耐油能力、力学性能难以满足严苛的工作环境及其适用范围窄、使用寿命短等缺陷，提供了一种氢化丁腈基橡胶复合物及其制备方法。本发明制备的氢化丁腈基橡胶复合物耐高温性能、耐油性和力学性能优异，而且综合性能更好，延长了产品的使用寿命和使用周期，满足了严苛的工作环境需求，同时扩大了氢化丁腈橡胶的使用范围，实现了很好的经济效益。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种氢化丁腈基橡胶复合物，其包括以下重量份数的原料组分：70～100份氢化丁腈橡胶A，复合母胶15～30份，补强填充剂40～75份，增塑剂3～10份，硬脂酸1～2份，防老剂2～5.5份，硫化剂3～12份和硫化助剂1～3份；
其中，所述复合母胶包括氢化丁腈橡胶B、纳米氧化锌、碳纳米管和芳纶浆粕；所述补强填充剂包括N220、N550和N990中的一种或多种；所述增塑剂包括TOTM和/或TP-95；所述防老剂包括防老剂MB、防老剂MBZ2和防老剂445中的一种或多种；所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的丙烯腈含量为39％～45％；所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的饱和度为≥95％，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B为上海赞南科技有限公司的
Figure BDA0001316864400000021
本发明中，较佳地，所述氢化丁腈基橡胶复合物由以下重量份数的原料组分组成：70～100份所述氢化丁腈橡胶A，所述复合母胶15～30份，所述补强填充剂40～75份，所述增塑剂3～10份，所述硬脂酸1～2份，所述防老剂2～5.5份，所述硫化剂3～12份和所述硫化助剂1～3份。
本发明中，所述氢化丁腈橡胶A的用量较佳地为88～98份，更佳地为95份。
本发明中，所述复合母胶的用量较佳地为20份。
本发明中，所述补强填充剂的用量较佳地为50份。
本发明中，所述增塑剂的用量较佳地为7份。
本发明中，所述硬脂酸的用量较佳地为1.5份。
本发明中，所述防老剂的用量较佳地为3.5份。
本发明中，所述硫化剂的用量较佳地为10份。
本发明中，所述硫化助剂的用量较佳地为2份。
本发明中，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B较佳地为上海赞南科技有限公司的
Figure BDA0001316864400000022
牌号为ZN43058的氢化丁腈橡胶。所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的丙烯腈含量较佳地为42±1.5％，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的饱和度较佳地为99％。
本发明中，所述氢化丁腈橡胶B的用量可为本领域常规用量，较佳地为35％～55％，更佳地为40％。所述纳米氧化锌的用量可为本领域常规用量，较佳地为20％～40％，更佳地为23％～25％。所述碳纳米管的用量可为本领域常规用量，较佳地为10％～20％，更佳地为15％。所述芳纶浆粕的用量可为本领域常规用量，较佳地为15％～30％，更佳地为20％～22％。上述百分比均为各组分相对于复合母胶总量的重量百分比。
本发明中，所述纳米氧化锌可为本领域常规使用的纳米氧化锌，所述纳米氧化锌的纳米尺寸较佳地为15nm～45nm。
本发明中，所述碳纳米管可为本领域常规使用的碳纳米管，所述碳纳米管的管径较佳地为50nm～90nm，长度较佳地为10μm～15μm。
本发明中，所述芳纶浆粕可为本领域常规使用的芳纶浆粕，所述芳纶浆粕的平均长度较佳地为1～2mm，比表面积较佳地为5～18m2/g。
本发明中，所述硫化剂为本领域常规使用的硫化剂，较佳地为F-40和/或DCP。
本发明中，所述硫化助剂为本领域常规使用的硫化助剂，较佳地为TAIC和/或PDM。
本发明还提供了一种所述氢化丁腈基橡胶复合物的制备方法，其包括以下步骤：
S1、复合母胶的混炼：将所述氢化丁腈橡B胶进行塑炼；然后与所述纳米氧化锌、所述碳纳米管和所述芳纶浆粕进行混炼后，排胶、出片冷却，即得所述复合母胶；
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
(1)一段混炼：将所述氢化丁腈橡胶A和所述复合母胶进行混炼后；再与所述硬脂酸、所述防老剂、所述补强填充剂、所述增塑剂进行密炼后，排胶、出片、冷却，即得一段混炼胶；
(2)二段混炼：将所述一段混炼胶、所述硫化助剂和所述硫化剂进行密炼后，排胶、出片、冷却，即得二段混炼胶；
S3、将所述二段混炼胶进行硫化即制得所述氢化丁腈基橡胶复合物。
步骤S1中，所述塑炼的操作和条件可为本领域常规的塑炼的操作和条件，所述塑炼的时间较佳地为1～2min，更佳地为1.5min。
步骤S1中，所述混炼的操作和条件可为本领域常规的混炼的操作和条件，所述混炼的时间较佳地为6～10min，更佳地为8min。
步骤S1中，所述排胶的操作和条件可为本领域常规的排胶的操作和条件，所述排胶的温度较佳地为120～150℃。
步骤S1中，所述出片的操作和条件可为本领域常规的出片的操作和条件，所述出片厚度较佳地为6～8mm。
步骤S1中，所述冷却的操作和条件可为本领域常规的冷却的操作和条件，所述冷却较佳地为常温冷却。
步骤S2中，所述一段混炼中所述混炼的操作和条件可为本领域常规的混炼的操作和条件，所述混炼时间较佳地为1～2min。
步骤S2中，所述一段混炼中的密炼的操作和条件可为本领域常规的密炼的操作和条件，所述密炼的时间较佳地为6min。
步骤S2中，所述一段混炼中所述排胶的操作和条件可为本领域常规的排胶的操作和条件，所述排胶的温度较佳地为130～150℃。
步骤S2中，所述一段混炼中所述出片的操作和条件可为本领域常规的出片的操作和条件，所述出片厚度较佳地为6～8mm。
步骤S2中，所述一段混炼中所述冷却的操作和条件可为本领域常规的冷却的操作和条件，所述冷却较佳地为常温风机冷却。
步骤S2中，所述二段混炼中的密炼的操作和条件可为本领域常规的密炼的操作和条件，所述密炼的时间较佳地为6min。
步骤S2中，所述二段混炼中的排胶的操作和条件可为本领域常规的排胶的操作和条件，所述排胶的温度较佳地为95～110℃。
步骤S2中，所述二段混炼中所述出片的操作和条件可为本领域常规的出片的操作和条件，所述出片厚度较佳地为6～8mm。
步骤S2中，所述二段混炼中所述冷却的操作和条件可为本领域常规的冷却的操作和条件，所述冷却较佳地为常温风机冷却。
步骤S3中，所述硫化的操作和条件可为本领域常规的冷却的操作和条件，所述硫化可依据硫化仪测试确定硫化条件，所述硫化可利用平板硫化仪进行，所述硫化的温度为180℃，所述硫化的时间为8min。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的氢化丁腈基橡胶复合物中复合母胶在橡胶复合物中的分散性好，各组分间的相互协同效应使母胶在整个配合体系中的作用最大化，最终实现了氢化丁腈基橡胶制品优异的力学性能，更好的耐油性和耐高温性能的统一，而且综合性能更好，大大延长了产品的使用寿命，提高了产品的使用周期，满足了更苛刻的使用环境需求，扩大了氢化丁腈橡胶的使用范围，实现了很好的经济效益。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
以下实施例1～5中的氢化丁腈橡胶均为赞南科技(上海)有限公司牌号为ZN43058的氢化丁腈橡胶(丙烯腈含量为42±1.5％，饱和度为99％)。以下实施例1～5和对比例1和2中所使用的纳米氧化锌的纳米尺寸均为15～45nm，实施例1～5中使用的碳纳米管的管径均为50～90nm，碳纳米管的长度均为10～15μm，芳纶浆粕的长度均为1～2mm，芳纶浆粕的比表面积均为5～18m2/g。
实施例1
准备高性能的氢化丁腈基橡胶复合物制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：70份氢化丁腈橡胶，30份复合母胶，1份硬脂酸，40份N220，3份增塑剂TOTM，1份防老剂MBZ2，1份防老剂445，3份硫化剂DCP，1份三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
S1、复合母胶的混炼：将55％重量份的赞南
Figure BDA0001316864400000061
氢化丁腈橡胶投入密炼机中，塑炼1.5min；然后打开顶栓，往密炼机中投入20％重量份的纳米氧化锌，10％重量份的碳纳米管，15％重量份的芳纶浆粕关上顶栓继续混炼，混炼8min，待密炼机内温度达到120～150℃时排胶，将其在开炼机上进行翻炼后按厚度6～8mm进行出片，常温冷却，得到所述复合母胶。
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
(1)一段混炼：将70重量份的氢化丁腈橡胶和30重量份的复合母胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入1重量份的硬脂酸、1重量份的防老剂MBZ2、1重量份的防老剂445、40重量份的N220、3重量份的增塑剂TOTM，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入1重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC和3重量份的DCP，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为高性能的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
S3、氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得所述高性能的氢化丁腈基橡胶复合物。
实施例1制备得到的高性能的氢化丁腈基橡胶复合物的性能参数见表1。
实施例2
准备高性能的氢化丁腈基橡胶复合物制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：100份氢化丁腈橡胶，15份复合母胶，2份硬脂酸，25份N220，30份N550，20份N990，10份增塑剂TOTM，2份防老剂MBZ2，2份防老剂445，1.5份防老剂MB，11份F-40，1份DCP、2份三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC，1份PDM。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
S1、复合母胶的混炼：将35％重量份的赞南
Figure BDA0001316864400000071
氢化丁腈橡胶投入密炼机中，塑炼1.5min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入25％重量份的纳米氧化锌，20％重量份的碳纳米管，20％重量份的芳纶浆粕关上顶栓继续混炼，混炼8min，待密炼机内温度达到120～150℃时排胶，将其在开炼机上进行翻炼后按厚度6～8mm进行出片，常温冷却，得到所述复合母胶。
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
(1)一段混炼：将100重量份的氢化丁腈橡胶和15重量份的复合母胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入2重量份的硬脂酸、2重量份的防老剂MBZ2、2重量份的防老剂445、1.5重量份的防老剂MB、25重量份的N220、30重量份的N550、20重量份的N990、10重量份的增塑剂TOTM，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC、1重量份的PDM、11重量份的F-40和1重量份的DCP，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为高性能的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
S3、氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得所述高性能的氢化丁腈基橡胶复合物。
实施例2制备得到的高性能的氢化丁腈基橡胶复合物的性能参数见表1。
实施例3
准备高性能的氢化丁腈基橡胶复合物制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：95份氢化丁腈橡胶，20份复合母胶，1.5份硬脂酸，50份N220，7份增塑剂TOTM，2份防老剂MBZ2，1.5份防老剂445，10份F-40，2份三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
S1、复合母胶的混炼：将40％重量份的赞南
Figure BDA0001316864400000081
氢化丁腈橡胶投入密炼机中，塑炼1.5min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入23％重量份的纳米氧化锌，15％重量份的碳纳米管，22％重量份的芳纶浆粕关上顶栓继续混炼，混炼8min，待密炼机内温度达到120～150℃时排胶，将其在开炼机上进行翻炼后按厚度6～8mm进行出片，常温冷却，得到所述复合母胶。
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
(1)一段混炼：将95重量份的氢化丁腈橡胶和20重量份的复合母胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入1.5重量份的硬脂酸、2重量份的防老剂MBZ2、1.5重量份的防老剂445、50重量份的N220、7重量份的增塑剂TOTM，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC和10重量份的F-40，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为高性能的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
S3、氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得所述高性能的氢化丁腈基橡胶复合物。
实施例3制备得到的高性能的氢化丁腈基橡胶复合物的性能参数见表1。
实施例4
准备高性能的氢化丁腈基橡胶复合物制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：88份氢化丁腈橡胶，30份复合母胶，1.5份硬脂酸，50份N220，7份增塑剂TOTM，2份防老剂MBZ2，1.5份防老剂445，10份F-40，2份三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
S1、复合母胶的混炼：将40％重量份的赞南
Figure BDA0001316864400000091
氢化丁腈橡胶投入密炼机中，塑炼1.5min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入23％重量份的纳米氧化锌，15％重量份的碳纳米管，22％重量份的芳纶浆粕关上顶栓继续混炼，混炼8min，待密炼机内温度达到120～150℃时排胶，将其在开炼机上进行翻炼后按厚度6～8mm进行出片，常温冷却，得到所述复合母胶。
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
(1)一段混炼：将88重量份的氢化丁腈橡胶和30重量份的复合母胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入1.5重量份的硬脂酸、2重量份的防老剂MBZ2、1.5重量份的防老剂445、50重量份的N220、7重量份的增塑剂TOTM，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC和10重量份的F-40，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为高性能的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
S3、氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得所述高性能的氢化丁腈基橡胶复合物。
实施例4制备得到的高性能的氢化丁腈基橡胶复合物的性能参数见表1。
实施例5
准备高性能的氢化丁腈基橡胶复合物制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：98份氢化丁腈橡胶，15份复合母胶，1.5份硬脂酸，50份N220，7份增塑剂TOTM，2份防老剂MBZ2，1.5份防老剂445，10份F-40，2份三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
S1、复合母胶的混炼：将40％重量份的赞南
Figure BDA0001316864400000101
氢化丁腈橡胶投入密炼机中，塑炼1.5min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入23％重量份的纳米氧化锌，15％重量份的碳纳米管，22％重量份的芳纶浆粕关上顶栓继续混炼，混炼8min，待密炼机内温度达到120～150℃时排胶，将其在开炼机上进行翻炼后按厚度6～8mm进行出片，常温冷却，得到所述复合母胶。
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
(1)一段混炼：将98重量份的氢化丁腈橡胶和15重量份的复合母胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入1.5重量份的硬脂酸、2重量份的防老剂MBZ2、1.5重量份的防老剂445、50重量份的N220、7重量份的增塑剂TOTM，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC和10重量份的F-40，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为高性能的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
S3、氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得所述高性能的氢化丁腈基橡胶复合物。
实施例5制备得到的高性能的氢化丁腈基橡胶复合物的性能参数见表1。
对比例1
市场上常用普通的氢化丁腈基橡胶复合物，其丙烯腈含量为35±1.5％，饱和度为95％。
准备普通的氢化丁腈基橡胶复合物的制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：100份氢化丁腈橡胶，35份炭黑N550，25份炭黑N990，4份DCP，1.5份TAIC，8份纳米氧化锌，5份氧化镁，1份硬脂酸，8份增塑剂RS107，1份防老剂MB，1份防老剂TMQ。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
(1)一段混炼：将100重量份的氢化丁腈橡胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入1重量份的硬脂酸、1重量份的防老剂MB、1重量份的防老剂TMQ、8重量份的纳米氧化锌、5重量份的氧化镁、35重量份的N550、25重量份的N550、8重量份的增塑剂RS107，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入1.5重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC和4重量份的DCP，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为普通的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
(3)氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得市场上常用普通的氢化丁腈基橡胶复合物。
对比例1制备得到普通的氢化丁腈基橡胶复合物性能参数见表1。
对比例2
市场上常用普通的氢化丁腈基橡胶复合物，其丙烯腈含量为42±1.5％，饱和度为99％。
准备普通的氢化丁腈基橡胶复合物的制备用原料，其包括以下重量份数的原料组分：100份氢化丁腈橡胶，50份炭黑N774，8份F-40，2份TAIC，5份纳米氧化锌，3份氧化镁，1份硬脂酸，8份增塑剂TP-95，1份防老剂MB，1份防老剂445。
氢化丁腈基橡胶复合物的制备：
(1)一段混炼：将100重量份的氢化丁腈橡胶投入密炼机中，混炼2min；然后打开上顶栓，往密炼机中投入1重量份的硬脂酸、1重量份的防老剂MB、1重量份的防老剂445、5重量份的纳米氧化锌、3重量份的氧化镁、50重量份的N774、8重量份的增塑剂TP-95，关上顶栓继续密炼6min，待密炼机内温度到130～150℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到一段混炼胶。
(2)二段混炼：将冷却至室温的一段混炼胶投入密炼机中，再往密炼机中投入2重量份的三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC和8重量份的F-40，关上顶栓密炼6min，待密炼机内温度到95～110℃时进行排胶，排胶后按厚度6～8mm进行出片，常温风机冷却，得到二段混炼胶，即为普通的氢化丁腈基橡胶的混炼胶。
(3)氢化丁腈基橡胶材料的硫化：依据硫化仪测试确定硫化条件，在硫化温度为180℃，硫化时间为8min条件下，利用平板硫化仪进行硫化，即制得市场上常用普通的氢化丁腈基橡胶复合物。
对比例2制备得到普通的氢化丁腈基橡胶复合物性能参数见表1。
效果实施例1
将实施例1～5和对比例1～2所得产品进行性能测试，具体数据如表1所示。其中，氢化丁腈基橡胶复合物的性能测试是分别按照相应的国标进行制样、实验及测试的。常温下性能的测试标准是硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能测试GB/T528-2009。高温耐油性能的测试标准是硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法GB/T 1690-2010。硬度的测试标准是硫化橡胶或热塑性橡胶邵尔A型硬度GB/T531.1-2008。压缩永久变形的测试标准是硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定GB/T7759.1-2015。耐高温的测试标准是硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热实验GB/3512-2014。样品在IRM 903标准油和0#柴油中的耐油温度为自选较高的实验温度。
表1
Figure BDA0001316864400000131
通过实施例1～5和对比实施例1、2的比较可以看出：本发明的高性能的氢化丁腈基橡胶复合物，实现了氢化丁腈基橡胶制品优异的力学性能，更好的耐油性和耐高温性能的统一，而且综合性能更好，大大提高了产品的使用寿命，提高了产品的使用周期，满足了更苛刻的环境使用以及扩大了氢化丁腈橡胶的使用范围，实现了很好的经济效益。

Claims (16)

1.一种氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，其包括以下重量份数的原料组分：70~100份氢化丁腈橡胶A，复合母胶15~30份，补强填充剂40~75份，增塑剂3~10份，硬脂酸1~2份，防老剂2~5.5份，硫化剂3~12份和硫化助剂1~3份；
所述复合母胶包括氢化丁腈橡胶B、纳米氧化锌、碳纳米管和芳纶浆粕；
所述氢化丁腈橡胶B的用量为所述复合母胶总重量的35%~55%；
所述纳米氧化锌的用量为所述复合母胶总重量的20%~40%；
所述碳纳米管的用量为所述复合母胶总重量的10%~20%；
所述芳纶浆粕的用量为所述复合母胶总重量的15%~30%；
所述补强填充剂包括N220、N550和N990中的一种或多种；
所述增塑剂包括TOTM和/或TP-95；
所述防老剂包括防老剂MB、防老剂MBZ和防老剂445中的一种或多种；
所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的丙烯腈含量为39%~45%，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的饱和度为≥95%，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B为上海赞南科技有限公司的Zhanber®。
2.如权利要求1所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述氢化丁腈基橡胶复合物由以下重量份数的原料组分组成：70~100份所述氢化丁腈橡胶A，所述复合母胶15~30份，所述补强填充剂40~75份，所述增塑剂3~10份，所述硬脂酸1~2份，所述防老剂2~5.5份，所述硫化剂3~12份和所述硫化助剂1~3份。
3.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶A的用量为88~98份；
所述复合母胶的用量为20份；
所述补强填充剂的用量为50份；
所述增塑剂的用量为7份；
所述硬脂酸的用量为1.5份；
所述防老剂的用量为3.5份；
所述硫化剂的用量为10份；
所述硫化助剂的用量为2份；
所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B为上海赞南科技有限公司的Zhanber®牌号为ZN43058的氢化丁腈橡胶；
和/或，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的丙烯腈含量为42±1.5%，所述氢化丁腈橡胶A或所述氢化丁腈橡胶B的饱和度为99%。
4.如权利要求3所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶A的用量为95份。
5.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶B的用量为所述复合母胶总重量的40%。
6.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述纳米氧化锌的用量为所述复合母胶总重量的23%~25%。
7.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述碳纳米管的用量为所述复合母胶总重量的15%。
8.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述芳纶浆粕的用量为所述复合母胶总重量的20%~22%。
9.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述纳米氧化锌的纳米尺寸为15nm~45nm；
所述碳纳米管的管径为50nm~90nm，长度为10μm ~15μm；
和/或，所述芳纶浆粕的平均长度为1~2mm，比表面积为5~18m2/g。
10.如权利要求1或2所述的氢化丁腈基橡胶复合物，其特征在于，所述硫化剂包括F-40和/或DCP；
和/或，所述硫化助剂包括TAIC和/或PDM。
11.一种如权利要求1~10任一项所述氢化丁腈基橡胶复合物的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：
S1、复合母胶的混炼：将所述氢化丁腈橡胶B进行塑炼；然后与所述纳米氧化锌、所述碳纳米管和所述芳纶浆粕进行混炼后，排胶、出片冷却，即得所述复合母胶；
S2、氢化丁腈基橡胶材料的混炼
（1）一段混炼：将所述氢化丁腈橡胶A和所述复合母胶进行混炼后；再与所述硬脂酸、所述防老剂、所述补强填充剂、所述增塑剂进行密炼后，排胶、出片、冷却，即得一段混炼胶；
（2）二段混炼：将所述一段混炼胶、所述硫化助剂和所述硫化剂进行密炼后，排胶、出片、冷却，即得二段混炼胶；
S3、将所述二段混炼胶进行硫化即制得所述氢化丁腈基橡胶复合物。
12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述塑炼的时间为1~2min；
步骤S1中，所述混炼的时间为6~10min；
步骤S1中，所述排胶的温度为120~150℃；
步骤S1中，所述出片的厚度为6~8mm；
和/或，步骤S1中，所述冷却为常温冷却。
13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述塑炼的时间为1.5min。
14.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混炼的时间为8min。
15.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述一段混炼中混炼的时间为1~2min；
步骤S2中，所述一段混炼中密炼的时间为6min；
步骤S2中，所述一段混炼中排胶的温度为130~150℃；
步骤S2中，所述一段混炼中出片的厚度为6~8mm；
步骤S2中，所述一段混炼中冷却为常温风机冷却；
步骤S2中，所述二段混炼中密炼的时间为6min；
步骤S2中，所述二段混炼中排胶的温度为95~110℃；
步骤S2中，所述二段混炼中出片厚度为6~8mm；
和/或，步骤S2中，所述二段混炼中冷却为常温风机冷却。
16.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述硫化的温度为180℃，所述硫化的时间为8min。
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