CN113604025A - 一种耐高温氯醚橡胶材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温氯醚橡胶材料的制备方法。本发明的目的在于生产一种胶管用的耐高温氯醚橡胶材料,其作为FJM/纱线/ECO胶管结构的外层使用,经150℃*168小时热空气老化后,胶管表面无裂纹,配合适当的炭黑及白色填料,大大的降低了胶管成本;增粘剂的加入配合增粘型促进剂,提高了其与氟胶的粘结性能,在FKM/纱线/ECO结构的胶管中,剥离力达到2N/mm以上。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域,具体为一种耐高温氯醚橡胶材料的制备方法。
背景技术
市面所售输油管大多为氟胶和氯醚橡胶配合,内层通常为氟胶,外层通常为氯醚橡胶。因氯醚橡胶耐油性良好,耐热性高于NBR,耐臭氧性能良好而价格相对较低而被广泛应用于胶管外层。
氯醚橡胶又分为一元、二元和三元三种类型。一元氯醚橡胶由环氧氯丙烷开环聚合,二元氯醚胶由环氧氯丙烷与环氧乙烷开环共聚制得,三元氯醚橡胶为在二元的基础上引进第三单体烯丙基缩水甘油醚。一元氯醚橡胶为均聚型,二元和三元氯醚橡胶为共聚型。均聚型氯醇橡胶的耐油性,尤其是耐卤代烷烃性能胜过丁腈橡胶;耐热性介于丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶之间,短期耐热150℃,长期耐热100℃,但其耐寒性较差,透气性低于丁基橡胶。二元共聚型氯醇橡胶的低温挠曲性虽有改善,但气密性下降。此两种主链含有醚键,在长期老化状态下会出现软化型老化状态,因此为改善耐热性引入不饱和的第三单体烯丙基缩水甘油醚,即为三元共聚氯醚橡胶。其不仅保持了原来共聚氯醚橡胶耐油、耐老化、耐臭氧等性能外,还兼有提高耐寒性,降低压缩永久变形,抑制热老化变软的能力。其又可用硫磺,过氧化物及乙烯基硫脲硫化,硫化速度为原共聚氯醚橡胶的2-3倍,大大缩短了加工时间。均聚型氯醇橡胶主要用于制各种耐油密封件、隔膜、胶粘剂以及耐氟利昂胶管;共聚型氯醇橡胶用于寒冷地区燃料油油包、汽车运转油系统的部件、电缆夹套、各种机械密封件以及耐油橡胶制品等。
本发明要求用此橡胶作为外胶层制得的橡胶软管在150℃下老化168小时,表面无裂纹,同时又得兼顾客户要求的各项性能,这对于业内人士是个挑战。
发明内容
本发明由以下质量份的材料组成:
ECO橡胶100份,炭黑0~70份,增塑剂0~20份,防老剂0~3份,填充剂0~30份,增粘剂0~3份,脱模剂0~3份,硫化剂1~2份,硫化促进剂0~2 份,吸酸剂0~5份。
所述的三种ECO橡胶,分别选用一元、二元及三元的生胶牌号,利用其各自的性能优点进行配合,最终达到性能标准。
所述的炭黑为N550、N774、N660中的一种或几种,几种炭黑的配比,使其强度和硬度都能达到客户标准。
所述的增塑剂为聚醚聚酯混合型增塑剂RS-735、RS-107、ADB-30,高温时不易抽出,赋予了橡胶优异的耐高温及耐低温性能。
所述的防老剂为N,N–二正丁基二硫氨基甲酸镍(防老剂NBC)、2-硫醇基苯并咪唑(防老剂MB)和2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(防老剂RD), NBC能有效保护橡胶耐臭氧老化,MB和RD能有效的防止橡胶耐热空气老化。
所述的填充剂为轻质碳酸钙、高岭土中的一种或几种,无机填料的加入不仅大大降低了成本,也改善了胶料的耐油性能,以基础比例为1:1配合混炼。
所述的增粘剂为环氧树脂类增粘剂,其兼有次甲基给予体和间苯二酚接受体,达到增粘与白炭黑配合,组成间甲白体系,达到增粘效果。
所述的脱模剂为一种新型脱模剂,其不但能防止ECO在混炼过程中粘辊现象,对与氟胶的粘结性能也有着积极的影响。
所述的硫化剂为ETU,用其硫化ECO橡胶,速度快,不易焦烧,具有很好的加工安全性。
所述的吸酸剂为氧化镁和氢氧化钙的一种或者两种配合,其代替氧化铅作为吸酸剂,减少了重金属对环境及人体的伤害,并赋予硫化胶良好的机械性能。
所述的硫化促进剂为促进剂A,其不仅能促进ECO橡胶硫化,对与氟胶的粘接有着积极的作用。促进剂A为一种杂环酚醛树脂。
通过以上助剂的配合,制得一种耐高温氯醚橡胶材料,符合客户标准。
有益效果:本发明的目的在于生产一种胶管用的耐高温氯醚橡胶材料,其作为FJM/纱线/ECO胶管结构的外层使用,经150℃*168小时热空气老化后,胶管表面无裂纹,配合适当的炭黑及白色填料,大大的降低了胶管成本;增粘剂的加入配合增粘型促进剂,提高了其与氟胶的粘结性能,在FKM/纱线/ECO 结构的胶管中,剥离力达到2N/mm以上。
具体实施方式
本实施例所用仪器:强力加压式密炼机(1L),6寸开炼机,25吨平板硫化机,高低温试验箱1台,热空气老化箱,耐臭氧试验机,脆性试验机,恒温油槽,傅里叶红外光谱仪,门尼试验机,无转子硫化仪,多功能拉伸试验机,爆破试验机等。
本实验所需原料:ECO,大曹公司;炭黑N774、N550、N660,欧利友工程炭(青岛)有限公司;RS-735、RS-107,日本艾迪科;ADB-30,青岛先步有限公司;防老剂NBC和MB,蔚林新材料科技股份有限公司;ETU,温州格雷化工有限公司;促进剂A,四川自贡天龙化工有限公司。氧化镁,庄河电容镁砂厂;氢氧化钙,Hallstar;碳酸钙,江西省高峰碳酸钙有限公司;高岭土,山西金宇科林科技有限公司。
实例一:在1L密炼机中加入ECO 1#原胶250g,2#原胶150g,3#原胶100g,塑炼2min后,加入炭黑N550 275g,高岭土50g,白炭黑50g,防老剂NBC 和MB共10g,脱模剂5g,氧化镁25g,RS-735 80g,高速混炼8min,3min时提一次上顶栓,6min时清扫,8min时排胶,快速拿到开炼机上加硫,待胶料完全包辊后,将称量好的硫化剂ETU和促进剂A共15g,氢氧化钙15g加入,混炼均匀即可。
实例二:该实例的组成物与实例一基本相同,区别在于该实例用ECO 1# 原胶300g,2#原胶100g,3#原胶100g代替1#原胶250g,2#原胶150g,3#原胶 100g,实验方法与实例一一致。
实例三:该实例的组成物与实例一基本相同,区别在于该实例用1#原胶 200g,2#原胶150g,3#原胶150g代替1#原胶250g,2#原胶150g,3#原胶100g,实验方法与实例一一致。
实例四:在1L密炼机中加入ECO 1#原胶250g,2#原胶150g,3#原胶100g,塑炼2min后,加入炭黑N550 275g,高岭土50g,白炭黑50g,防老剂NBC 和MB共10g,脱模剂5g,氧化镁25g,RS-735 80g,高速混炼8min,3min时提一次上顶栓,6min时清扫,8min时排胶,快速拿到开炼机上加硫,待胶料完全包辊后,将称量好的硫化剂ETU和促进剂A共15g,氢氧化钙15g加入,混炼均匀即可。
实例五:该实例的组成物与实例四基本相同,区别在于用275g的N660 代替275g的N550,实验方法与实例四一致。
实例六:该实例的组成物与实例四基本相同,区别在于用150g的N550 和125g的N660代替275g的N550,实验方法与实例四一致。
实例七:该实例的组成物与实例四基本相同,区别在于用175g的N550 和100g的N774代替275g的N550,实验方法与实例四一致。
实例八:该实例的组成物与实例四基本相同,区别在于用150g的N660 和150g的N774代替275g的N550,实验方法与实例四一致。
实例九:在1L密炼机中加入ECO 1#原胶250g,2#原胶150g,3#原胶100g,塑炼2min后,加入炭黑N550 150g和N660 125g,高岭土50g,白炭黑50g,防老剂NBC 5g和MB 5g,脱模剂5g,氧化镁25g,RS-735 80g,高速混炼8min,3min时提一次上顶栓,6min时清扫,8min时排胶,快速拿到开炼机上加硫,待胶料完全包辊后,将称量好的硫化剂ETU和促进剂A共15g,氢氧化钙15g 加入,混炼均匀即可。
实例十:该实例的组成物与实例八基本相同,区别在于用5g的防老剂RD 代替5g的防老剂MB,实验方法与实例九一致。
实例十一:该实例的组成物与实例九基本相同,区别在于用5g的防老剂 NBC、5g的防老剂MB、5g的防老剂RD代替5g的防老剂NBC和5g的防老剂 MB,实验方法与实例九一致。
实例十二:该实例的组成物与实例九基本相同,区别在于用5g的防老剂 MB、5g的防老剂RD代替5g的防老剂NBC和5g的防老剂MB,实验方法与实例九一致。
Claims (9)
1.一种耐高温氯醚橡胶材料的制备方法,其特征在于:包括以下质量份的材料组成:
ECO橡胶100份,炭黑0~70份,增塑剂0~20份,防老剂0~3份,填充剂0~30份,增粘剂0~3份,脱模剂0~3份,硫化剂1~2份,硫化促进剂0~2份,吸酸剂0~5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:上述的橡胶材料基体胶为两种牌号的ECO,其牌号分别为C、CG以比例3:1为基础比例配合制得。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:上述的ECO橡胶料所用的炭黑为N774、N550,N660,或用等量的N660代替等量的N550,或用150g的N550和125g的N660代替275g的N550,或用175g的N550和100g的N774代替275g的N550,或用150g的N660和150g的N774代替275g的N550。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:增塑剂为聚醚聚酯类增塑剂。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:防老剂NBC、MB、RD,其以1:2:2为基础比例混合,使其达到很好的防止臭氧老化及热空气老化的效果。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:填充剂为碳酸钙、高岭土中的一种或几种,以基础比例为1:1配合混炼。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:上述的橡胶材料所用的硫化剂为ETU,其硫化速度快,硫化后橡胶物理机械性能良好。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:硫化促进剂剂为促进剂A,促进剂A为一种杂环酚醛树脂。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温氯醚橡胶材料,其特征在于:上吸酸剂为氧化镁和氢氧化钙。
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