CN112080052B - 一种吸气消音橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸气消音橡胶及其制备方法，涉及橡胶材料领域。包括氢化丁腈橡胶、高丙烯腈丁腈橡胶、炭黑990、纤维改性聚氨酯生胶以及辅助剂等原料，通过特定橡胶的配合使用实现提升橡胶消音性能，并且在油性环境中不析出絮状物，同时提升耐候性能，即使长时间使用，器件的变形回弹性能也依旧良好的效果。

Description

一种吸气消音橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，尤其涉及一种吸气消音橡胶及其制备方法。
背景技术
橡胶是具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一，橡胶制品广泛应用于工业或生活的各个方面，橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品，它不仅为人民提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品。
在很多应用场景上，使用橡胶材料制备减震件，在油性环境下工作通过橡胶的形变来减轻工作噪音，从而实现吸气消音效果。但油性高温环境长时间工作往往会导致橡胶材料的性能下降，以及受力变形后恢复性能变差的缺点，造成器件使用时间变长后振动噪音明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸气消音橡胶及其制备方法，通过特定橡胶的配合使用实现提升橡胶消音性能，并且在油性环境中不析出絮状物，同时提升耐候性能，即使长时间使用，器件的变形回弹性能也依旧良好。
为实现上述技术效果，本申请公开了一种吸气消音橡胶，包括如下质量份数的原料组成：
氢化丁腈橡胶 80-90份
高丙烯腈丁腈橡胶 20-40份
炭黑990 30-50份
纤维改性聚氨酯生胶 2-20份
氧化镁 5-10份
氧化锌 3-6份
促进剂 1-5份
防老剂 1-5份
硬脂酸 1-5份
其中所述的纤维改性聚氨酯生胶，通过纤维浆粕与二元醇和异氰酸酯混合后，预聚合而成。
进一步的所述纤维改性聚氨酯生胶的分子量为10000~30000。
进一步的所述纤维改性聚氨酯生胶通过如下方式制得：
（1）.纤维浆粕分散，将纤维浆粕加入二元醇中，纤维浆粕的加入量不超过二元醇质量的20%，通过搅拌直至浆粕纤维完全分散；
（2）.二元醇脱水，将二元醇加热抽真空，完成脱水后降温；
（3）.与异氰酸酯反应，加入定量的异氰酸酯，加热搅拌进行反应；
（4）.出料固化，当液体粘稠后，出料，送入烘箱进一步固化制得生胶。
进一步的步骤3中与异氰酸酯反应时，添加有机锡催化剂提高反应速度。
进一步的所述纤维浆粕选自合成纤维浆粕。
进一步的所述纤维浆粕的平均纤维长度为1-2mm。
本发明还公开了一种吸气消音橡胶的制备方法，包括如下步骤：
（a）.按配比准备主料，将氢化丁腈橡胶、高丙烯腈丁腈橡胶、炭黑990、纤维改性聚氨酯生胶投入到全自动密炼机中，在温度为110-120℃，压力为6MPa的条件下进行捏合0.2h备用；
（b）.按配比准备助剂，将其他助剂和捏合后的主料在全自动密炼机中混合0.5-1h，混合在温度为120-150℃，压力为10MPa的条件下进行，混合后的原料停放48h后形成待用料；
（c）.将所述待用料进行称量、成型、装模、加压、加热、定时、出模和修整后得到产品。
本发明的有益效果在于：
通过使用氢化丁腈橡胶和高丙烯腈丁腈橡胶以及聚氨酯生胶进行联用，实现提升橡胶成品性能的效果，另外通过使用纤维改性的聚氨酯生胶进一步提升性能，通过纤维的使用，在聚氨酯生胶合成阶段二元醇充分浸润纤维浆粕的纤维丝，在于异氰酸酯缩合时，使聚氨酯生胶在反应过程分子结构与纤维丝充分结合，使聚氨酯生胶在后期与其他橡胶混炼和硫化后充分交联，形成网状结构，通过分子机构和纤维丝双重的机械性能实现成品橡胶的受外力形变后的形变恢复性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种吸气消音橡胶，包括如下质量份数的原料组成：
氢化丁腈橡胶 70份
高丙烯腈丁腈橡胶 30份
炭黑990 40份
纤维改性聚氨酯生胶 3份
氧化镁 5份
氧化锌 4份
促进剂 2份
防老剂 2份
硬脂酸 2份
其中所述的纤维改性聚氨酯生胶的分子量为20000。
所述纤维改性聚氨酯生胶通过如下方式制得：
（1）.纤维浆粕分散，选用腈纶纤维浆粕将纤维浆粕加入0.25mol聚四氢呋喃二醇（羟值56mgKOH/g）中，纤维浆粕的加入量为二元醇质量的2%，通过搅拌直至浆粕纤维完全分散；
（2）.二元醇脱水，将二元醇加热至120℃抽真空，完成脱水后降温至80℃；
（3）.与异氰酸酯反应，加入0.36mol的2,4-甲苯二异氰酸酯，加热至120℃搅拌进行反应；冷却后加入α-烯丙基甘油醚，加入总质量0.1%的辛酸亚锡催化剂
（4）.出料固化，当液体粘稠后，出料，送入烘箱进一步固化制得生胶。
腈纶纤维浆粕的平均纤维长度为1-2mm。
本发明还公开了一种吸气消音橡胶的制备方法，包括如下步骤：
（a）.按配比准备主料，将氢化丁腈橡胶、高丙烯腈丁腈橡胶、炭黑990、纤维改性聚氨酯生胶投入到全自动密炼机中，在温度为120℃，压力为6MPa的条件下进行捏合0.2h备用；
（b）.按配比准备助剂，将其他助剂和捏合后的主料在全自动密炼机中混合0.5-1h，混合在温度为150℃，压力为10MPa的条件下进行，混合后的原料停放48h后形成待用料；
（c）.将所述待用料进行称量、成型、装模、加压、加热、定时、出模和修整后得到产品。
实施例二：
一种吸气消音橡胶，包括如下质量份数的原料组成：
氢化丁腈橡胶 74份
高丙烯腈丁腈橡胶 32份
炭黑990 43份
纤维改性聚氨酯生胶 4份
氧化镁 5份
氧化锌 4份
促进剂 2份
防老剂 2份
硬脂酸 2份
其中所述的纤维改性聚氨酯生胶的分子量为22000。
所述纤维改性聚氨酯生胶通过如下方式制得：
（1）.纤维浆粕分散，选用腈纶纤维浆粕将纤维浆粕加入0.5mol聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇中，纤维浆粕的加入量为二元醇质量的2.5%，通过搅拌直至浆粕纤维完全分散；
（2）.二元醇脱水，将二元醇加热至120℃抽真空，完成脱水后降温至80℃；
（3）.与异氰酸酯反应，加入0.48mol的MDI，加热至120℃搅拌进行反应；（4）.出料固化，当液体粘稠后，出料，送入烘箱进一步固化制得生胶。
腈纶纤维浆粕的平均纤维长度为1-2mm。
本发明还公开了一种吸气消音橡胶的制备方法，包括如下步骤：
（a）.按配比准备主料，将氢化丁腈橡胶、高丙烯腈丁腈橡胶、炭黑990、纤维改性聚氨酯生胶投入到全自动密炼机中，在温度为120℃，压力为6MPa的条件下进行捏合0.2h备用；
（b）.按配比准备助剂，将其他助剂和捏合后的主料在全自动密炼机中混合0.5-1h，混合在温度为150℃，压力为10MPa的条件下进行，混合后的原料停放48h后形成待用料；
（c）.将所述待用料进行称量、成型、装模、加压、加热、定时、出模和修整后得到产品。
实施例三：
一种吸气消音橡胶，包括如下质量份数的原料组成：
氢化丁腈橡胶 68份
高丙烯腈丁腈橡胶 36份
炭黑990 40份
纤维改性聚氨酯生胶 5份
氧化镁 5份
氧化锌 4份
促进剂 2份
防老剂 2份
硬脂酸 2份
其中所述的纤维改性聚氨酯生胶的分子量为26000。
所述纤维改性聚氨酯生胶通过如下方式制得：
（1）.纤维浆粕分散，选用芳纶纤维浆粕将纤维浆粕加入0.5mol聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇和0.5mol的1,4二丁醇中，纤维浆粕的加入量为二元醇质量的2.5%，通过搅拌直至浆粕纤维完全分散；
（2）.二元醇脱水，将二元醇加热至120℃抽真空，完成脱水后降温至80℃；
（3）.与异氰酸酯反应，加入0.9mol的TDI，加热至110℃搅拌进行反应；
（4）.出料固化，当液体粘稠后，出料，送入烘箱进一步固化制得生胶。
腈纶纤维浆粕的平均纤维长度为1-2mm。
本发明还公开了一种吸气消音橡胶的制备方法，包括如下步骤：
（a）.按配比准备主料，将氢化丁腈橡胶、高丙烯腈丁腈橡胶、炭黑990、纤维改性聚氨酯生胶投入到全自动密炼机中，在温度为120℃，压力为6MPa的条件下进行捏合0.2h备用；
（b）.按配比准备助剂，将其他助剂和捏合后的主料在全自动密炼机中混合0.5-1h，混合在温度为150℃，压力为10MPa的条件下进行，混合后的原料停放48h后形成待用料；
（c）.将所述待用料进行称量、成型、装模、加压、加热、定时、出模和修整后得到产品。
实验检测：
Figure 527340DEST_PATH_IMAGE001
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种吸气消音橡胶，其特征在于包括如下质量份数的原料组成：
Figure FDA0003806243440000011
其中所述的纤维改性聚氨酯生胶，通过纤维浆粕与二元醇和异氰酸酯混合后，预聚合而成；所述纤维改性聚氨酯生胶的分子量为10000～30000；所述纤维改性聚氨酯生胶通过如下方式制得：
(1).纤维浆粕分散，将纤维浆粕加入二元醇中，纤维浆粕的加入量不超过二元醇质量的20％，通过搅拌直至浆粕纤维完全分散；
(2).二元醇脱水，将二元醇加热抽真空，完成脱水后降温；
(3).与异氰酸酯反应，加入定量的异氰酸酯，加热搅拌进行反应；
(4).出料固化，当液体粘稠后，出料，送入烘箱进一步固化制得生胶。
2.根据权利要求1所述的一种吸气消音橡胶，其特征在于：步骤3中与异氰酸酯反应时，添加有机锡催化剂提高反应速度。
3.根据权利要求1所述的一种吸气消音橡胶，其特征在于：所述纤维浆粕选自合成纤维浆粕。
4.根据权利要求3所述的一种吸气消音橡胶，其特征在于：所述纤维浆粕的平均纤维长度为1-2mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种吸气消音橡胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(a).按配比准备主料，将氢化丁腈橡胶、高丙烯腈丁腈橡胶、炭黑990、纤维改性聚氨酯生胶投入到全自动密炼机中，在温度为110-120℃，压力为6MPa的条件下进行捏合0.2h备用；
(b).按配比准备助剂，将其他助剂和捏合后的主料在全自动密炼机中混合0.5-1h，混合在温度为120-150℃，压力为10MPa的条件下进行，混合后的原料停放48h后形成待用料；
(c).将所述待用料进行称量、成型、装模、加压、加热、定时、出模和修整后得到产品。
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