CN113024958B - 高伸长率的接头用橡胶及其制备方法 - Google Patents

高伸长率的接头用橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高伸长率的接头用橡胶，按重量份计包括如下组分：二元乙丙橡胶45～50份，三元乙丙橡胶30～45份，液体乙丙橡胶10～20份，氧化锌20～25份，炭黑N330 50～55份，石蜡油2280 10～15份，防老剂3.0～5.0份，硫化剂2.0～7.0份。本发明是在普通的耐热橡胶配方基础上进行改良并同时加入液体乙丙橡胶，通过正确的防老剂配比改变了乙丙橡胶硫化过程的防老剂损耗，使防老剂能最大量地抑制热作用，从而保持了乙丙橡胶老化后的高伸长率,并且橡胶老化后80万次动态测试无明显变化，即等同作用力下高伸长率的橡胶只是被拉长力逐级减弱而不是被直接施加在剥离力上，可以达到老化后保持粘合性能不变的目的。

Description

高伸长率的接头用橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及乙丙橡胶技术领域，具体涉及一种高伸长率的接头用橡胶。
背景技术
鉴于耐高热输送带的结构与普通输送带存在巨大差异，所以耐高热输送带接头时封口部位不能与普通输送带一样处理，必须使用与覆盖胶同一硫化体系的橡胶来作为过渡层，从而实现粘合，但经过实验证明和实际使用发现，现有橡胶不足以满足输送带在高热环境下的应用，过渡层极易在长时间的高温环境中失效，导致封口与下方的布层在高温环境中提前发生粘合失效，为此保持过渡层在高温环境下的有效性，甚至是在保持有效性的前提下，完成性能的提高，做到耐高热输送带封口的使用时长与耐高热输送带保持一致。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种高伸长率的接头用橡胶，保持乙丙橡胶老化后的高伸长率。本发明采用的技术方案是：
一种高伸长率的接头用橡胶，其中：按重量份计包括如下组分：
二元乙丙橡胶45～50份，三元乙丙橡胶30～45份，液体乙丙橡胶10～20份，氧化锌20～25份，炭黑N330 50～55份，石蜡油2280 10～15份，防老剂3.0～5.0份，硫化剂2.0～7.0份。
乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶，依据分子链中单体组成的不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分，二元乙丙橡胶为乙烯和丙烯的共聚物，三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物。乙丙橡胶主要采用溶液聚合法、悬浮聚合法生产，耐热性较好，弹性高,其缺点是自粘性和互粘性很差，广泛应用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件、润滑油添加剂及其它耐高热产品；液体乙丙橡胶是(乙烯-丙烯-二烯)的聚合物，其主要的特性为高初粘力、耐热性较高本身带有三乙烯基团，这些反应基团对交联反应程度有明显的提高，第三单体在胶料中发生聚合反应，并部分接枝于橡胶分子链上，生成大量的盐键交联键，对橡胶具有优异的补强作用,同时本身又能均聚,形成的纳米,微米粒子对硫化胶具有很好的补强作用，从而提高了硫化胶的交联程度和强度。
优选的是，所述的高伸长率的接头用橡胶，其中：所述二元乙丙橡胶为二元乙丙橡胶K740。
优选的是，所述的高伸长率的接头用橡胶，其中：所述三元乙丙橡胶为三元乙丙橡胶4045。
优选的是，所述的高伸长率的接头用橡胶，其中：所述液体乙丙橡胶为液体乙丙橡胶T65。
优选的是，所述的高伸长率的接头用橡胶，其中：所述防老剂包括防老剂MB 1.0～1.5份，防老剂RD 1.0～1.5份，防老剂MC 1.0～2.0份。
优选的是，所述的高伸长率的接头用橡胶，其中：所述硫化剂为硫化剂DCP。
一种高伸长率的接头用橡胶的制备方法，其中：按重量份计，所述制备方法包括如下步骤：
(1)一段混炼胶的制备：二元乙丙橡胶45～50份，三元乙丙橡胶30～45份，液体乙丙橡胶10～20份，氧化锌20～25份，炭黑N330 50～55份，石蜡油2280 10～15份，防老剂3.0～5.0份，硫化剂2.0～7.0份；将二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、防老剂、炭黑和石蜡油、硫化剂依次加入密炼机，在50-70℃下混炼成胶料，取出经翻炼4～6min并按照8～12mm出片，常温冷却得到一段混炼胶；
(2)高伸长率的接头用橡胶胶料的制备：取一段混炼胶和液体乙丙橡胶加入密炼机混炼3～5min取出，再经过开炼机薄通10～15遍，翻炼2～5min然后按厚度1.8～2.2mm压成胶片，停放36～48h即可获得超高伸长率橡胶胶料。
本发明的优点：
(1)本发明通过合适的防老剂配比改变了乙丙橡胶硫化过程的防老剂损耗，使防老剂能最大量地抑制热作用，从而保持了乙丙橡胶老化后的高伸长率；通过橡胶与帆布的粘合作用，发现如果在贴胶和覆盖胶之间增加一层1mm厚高伸长率的橡胶，就可以基本解决耐高热输送带封口位置粘合性能不高的问题，即以高伸长率来代替高粘合剥离力值，结合使用老化后高伸长率橡胶的动态疲劳测试结果，橡胶老化后80万次动态测试无明显变化，即等同作用力下高伸长率的橡胶只是被拉长力逐级减弱而不是被直接施加在剥离力上，其作用原理可以达到老化后保持粘合性能不变的目的。
(2)本发明所使用的原料中，采用的乙丙橡胶其本身就能够在温度120℃以下长时间使用，在150-200℃之间可以间断性地使用，再通过加入防老剂MB、RD、MC，其中防老剂MC作为反应性防老剂，因其已经和橡胶发生了键合，所以在高温环境中不会发生迁移和挥发，更长效地发挥抗老化作用，同时可以加快乙丙胶的正硫化时间t90和硫化程度，加长了乙丙胶在200-230℃的环境中的连续使用时间；加入液体乙丙橡胶，鉴于其优良的伸展性能和粘合性能，因此应用LIR-50不但能够提高乙丙橡胶的伸长率和粘合性能，同时还能代替增塑剂在乙丙橡胶中的作用，提高乙丙橡胶的加工性能，减少不必要的助剂。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种高伸长率的接头用橡胶，按重量份计包括如下组分：K740橡胶45份，4045橡胶45份,液体乙丙橡胶T65 10份,氧化锌20份，炭黑N330 50份，石蜡油2280 15份，防老剂RD1.0份，防老剂MB 1.0份，防老剂MC 1份，硫化剂DCP 3份。
一种高伸长率的接头用橡胶的制备方法：
(1)一段混炼胶的制备：取K740橡胶225g，4045橡胶225g,液体乙丙橡胶T65 50g,氧化锌100g，炭黑N330 250g，石蜡油75g，防老剂RD 7.5g，防老剂MB 7.5g，防老剂MC 5g，硫化剂DCP 15g；用密炼机在内部温度达到60℃时按按K740橡胶和4045橡胶1min-氧化锌1min-防老剂1min-炭黑+石蜡油2min-硫化剂DCP 1min依次加入混合炼制成胶料，取出经翻炼4min按厚度8mm出片，常温风机冷却制得一段混炼胶,放凉同时等待密炼机内温度降至室温；
(2)高伸长率的接头用橡胶胶料制备：取温度降至室温20℃的一段混炼胶料和、液体乙丙橡胶T65加入降至室温20℃的密炼机混炼3min取出，再经过开炼机薄通10遍，翻炼2min然后按厚度1.8mm压成胶片停放36h即可获得超高伸长率橡胶胶料。
实施例2
一种高伸长率的接头用橡胶，按重量份计包括如下组分：K740橡胶50份，4045橡胶40份,液体乙丙橡胶T65 10份,氧化锌20份，炭黑N330 50份，石蜡油2280 15份，防老剂RD1.5份，防老剂MB 1.5份，防老剂MC 1份，硫化剂DCP 3份。
一种高伸长率的接头用橡胶的制备方法：
(1)一段混炼胶的制备：取K740橡胶250g，4045橡胶200g,液体乙丙橡胶T65 50g,氧化锌100g，炭黑N330 250g，石蜡油75g，防老剂RD 7.5g，防老剂MB 7.5g，防老剂MC 5g，硫化剂DCP 15g，用密炼机在内部温度达到60℃时按K740橡胶和4045橡胶1min-氧化锌1min-防老剂1min-炭黑+石蜡油2min-硫化剂1min依次加入混合炼制成胶料，取出经翻炼5min按厚度10mm出片,常温风机冷却制得一段混炼胶,放凉同时等待密炼机内温度降至室温；
(2)高伸长率的接头用橡胶胶料制备：取温度降至室温20℃的混炼胶料和液体乙丙橡胶T65加入降至室温20℃的密炼机混炼4min取出，再经过开炼机薄通12遍，翻炼3min然后按厚度2mm压成胶片停放36h即可获得超高伸长率橡胶胶料。
实施例3
一种高伸长率的接头用橡胶，按重量份计包括如下组分：K740橡胶50份，4045橡胶30份,液体乙丙橡胶20份,氧化锌20份，炭黑N330 55份，石蜡油2280 15份，防老剂RD 1.5份，防老剂MB 1.5份，防老剂MC 1份，硫化剂DCP 3份。
一种高伸长率的接头用橡胶的制备方法：
(1)一段混炼胶的制备：取K740橡胶250g，4045橡胶150g,液体乙丙橡胶T65 100g,氧化锌100g，炭黑N330 250g，石蜡油75g，防老剂RD 7.5g，防老剂MB 7.5g，防老剂MC 5g，硫化剂DCP 15g；用密炼机在内部温度达到60℃时按固体橡胶1min-氧化锌1min-防老剂1min-炭黑+石蜡油2min-硫化剂DCP 1min依次加入混合炼制成胶料，取出经翻炼5min按厚度11mm出片,常温风机冷却制得一段混炼胶,放凉同时等待密炼机内温度降至室温；
(2)高伸长率的接头用橡胶胶料制备：取温度降至室温20℃的混炼胶料和液体乙丙橡胶T65加入降至室温20℃的密炼机混炼5min取出，再经过开炼机薄通14遍，翻炼3min然后按厚度2mm压成胶片停放48h即可获得超高伸长率橡胶胶料。
实施例4
一种高伸长率的接头用橡胶，按重量份计包括如下组分：K740橡胶50份，4045橡胶40份,液体乙丙橡胶T65 10份,氧化锌25份，炭黑N330 50份，石蜡油2280 15份，防老剂RD1.5份，防老剂MB 1.5份，防老剂MC 2份，硫化剂DCP 3份。
一种高伸长率的接头用橡胶的制备方法：
(1)一段混炼胶的制备：取K740橡胶250g，4045橡胶150g,液体乙丙橡胶T65 100g,氧化锌100g，炭黑N330 250g，石蜡油75g，防老剂RD 7.5g，防老剂MB 7.5g，防老剂MC 10g，硫化剂DCP 15g，用密炼机在内部温度达到60℃时按K740橡胶和4045橡胶1min-氧化锌1min-防老剂1min-炭黑+石蜡油2min-硫化剂1min依次加入混合炼制成胶料，取出经翻炼6min按厚度12mm出片，常温风机冷却制得一段混炼胶,放凉同时等待密炼机内温度降至室温；
(2)高伸长率的接头用橡胶胶料制备：取温度降至室温20℃的混炼胶料和液体乙丙橡胶T65加入降至室温20℃的密炼机混炼5min取出，再经过开炼机薄通15遍，翻炼4min然后按厚度2.2mm压成胶片停放40h即可获得超高伸长率橡胶胶料。
按照国家标准“橡胶试验胶料.配料.混炼和硫化设备及操作程序”制备出实施例1-4的橡胶样品进行检测，并按照国家标准“橡胶热空气老化试验方法”对实施例1-4的样品进行老化测试，测试条件选定为220℃/4h。
下面列出实施例1-4的性能测试结果
Figure BDA0002977687450000041
实施例5
将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4出的胶片在同一耐高热输送带封口处进行试验测试，结果为：
参照“输送带的层间粘合强度测定方法”进行测试，老化前粘合力值区别不大，都在6.0-7.0MPa之间，动态疲劳也都达到82万次以上。
参照“橡胶热空气老化试验方法”的测试条件进行测试，选定为220℃/4h，实施例1-4的胶片老化后粘合力值分别为6.2MPa、7.4MPa、3.2MPa、7.3MPa，动态疲劳除实施例3以外都达到80万次，综上所述可以证明液体乙丙橡胶的量不能太多，否则严重影响其老化后的伸长率，从而失去作用。
实施例2和实施例4在老化时间加长的情况下，12h后拉伸强度在6.0-7.0MPa，伸长率基本不变维持在700％以上，24h后伸长率在600-650％之间，48h后拉伸强度在3.0-4.0MPa，伸长率依然还有350％，已经远远超过了既定目标，完全可以利用在耐高热输送带封口位置。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种高伸长率的接头用橡胶的制备方法，其特征在于：按重量份计，所述制备方法包括如下步骤：
（1）一段混炼胶的制备：二元乙丙橡胶45～50份，三元乙丙橡胶30～45份，液体乙丙橡胶10～20份，氧化锌20～25份，炭黑N330 50～55份，石蜡油2280 10～15份，防老剂3.0～5.0份，硫化剂2.0～7.0份；将二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、防老剂、炭黑和石蜡油、硫化剂依次加入密炼机，在50-70℃下混炼成胶料，取出经翻炼4～6min并按照8～12mm出片，常温冷却得到一段混炼胶；
（2）高伸长率的接头用橡胶胶料的制备：取一段混炼胶和液体乙丙橡胶加入密炼机混炼3～5min取出，再经过开炼机薄通10～15遍，翻炼2～5min然后按厚度1.8～2.2mm压成胶片，停放36～48h可获得超高伸长率橡胶胶料；
所述二元乙丙橡胶为二元乙丙橡胶K740；
所述三元乙丙橡胶为三元乙丙橡胶4045；
所述液体乙丙橡胶为液体乙丙橡胶T65；
所述防老剂包括防老剂MB 1.0～1.5份，防老剂RD 1.0～1.5份，防老剂MC 1.0～2.0份。
2.根据权利要求1所述的高伸长率的接头用橡胶的制备方法，其特征在于：所述硫化剂为硫化剂DCP。
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