CN113861529A - 一种耐乙醇汽油复合橡胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐乙醇汽油复合橡胶材料及其制备方法，以质量份数计：橡塑合金橡胶60~90份、氯醇橡胶10~40份、活性剂8~15份、补强填充剂70~100份、软化增塑剂15~25份、防老剂2~4份、纳米氧化铈3~12份、偶联剂2~4份、硫化剂及助剂2.5~6.5份。本发明技术方法所得耐乙醇汽油复合橡胶材料具有优异的耐油性、耐寒性、良好的耐热和耐臭氧性，且材料具有较低的成本和较好的加工工艺性。本发明提供的耐乙醇汽油橡胶复合材料，其制备方法简单易行，操作方便，生产效率高，且材料质量持续稳定。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种耐乙醇汽油复合橡胶材料及其制备方法。
背景技术
乙醇汽油因具有燃烧充分、燃烧效率高、污染物排放量小等优点，被作为汽油替代品的环保性燃料进行大力推广使用，同时乙醇汽油在实际使用过程中对橡胶材料的腐蚀磨损性日渐显露，严重影响其使用寿命，同时也影响到汽车使用的安全性。因此乙醇汽油的使用对橡胶件提出更高的要求（例如：具有优异的耐油性，又拥有良好的耐低温性、耐热空气老化以及耐臭氧性能等要求）。
橡塑合金橡胶是丁腈乳胶和聚氯乙烯乳液共沉加工而成的橡塑并用胶，显著提高了制品的耐油性、耐燃性、耐臭氧性和耐老化性等性能，与丁腈橡胶相比，其低温性能稍差；氯醇橡胶在-50℃～150℃有良好的耐油性能，并能在脆性温度下保持橡胶柔韧性，其低温性比氟硅橡胶差，而优于氟橡胶、丁腈橡胶，同时耐热老化性仅次于氟橡胶、氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶，故采用橡塑合金橡胶/氯醇橡胶的橡胶胶料具有优异的耐寒性、耐乙醇汽油性以及良好的耐热性，同时具有较好的加工性能，相比较于价格昂贵的氟橡胶、氟硅橡胶和氢化丁腈橡胶等特种橡胶，其性价比更好，用作汽车橡胶件更为值得推广。因此开发耐低温耐乙醇汽油复合橡胶材料及其制备方法具有较大的经济效益和实用价值以及良好的社会效益。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐乙醇汽油复合橡胶材料及其制备方法，该橡胶材料成本低、生产工艺切实可行，填料的分散效果好，材料性能优异且质量持续稳定。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，按份数包括以下组成：橡塑合金橡胶60~90份、氯醇橡胶10~40份、活性剂8~15份、补强填充剂70~100份、软化增塑剂15~25份、防老剂2~4份、纳米氧化铈3~12份、偶联剂2~4份、硫化剂及助剂2.5~6.5份。
所述的橡塑合金橡胶、氯醇橡胶为基体橡胶，其中橡塑合金橡胶在基体橡胶中的含量不低于70%，所述的橡塑合金橡胶，其丙烯腈含量为25~45%，PVC含量为30%，门尼黏度ML100℃1+4为45~60，采用牌号为NV7050；所述的氯醇橡胶，其门尼黏度ML100℃1+4为60~85，可以是二元共聚氯醇橡胶，三元共聚氯醇橡胶。
所述活性剂为氧化锌、硬脂酸、氧化镁中的一种或两种以上并用，其中氧化锌的质量分数占5~7份、硬脂酸的质量份数占2~3份、氧化镁的质量分数占4~6份。
所述的补强填充剂为N330、SRF、喷雾炭黑、滑石粉、煅烧陶土、轻质碳酸钙等其中的一种或两种以上并用；优选N330和喷雾炭黑并用，加入轻质碳酸钙，且N330的质量分数占20~50份，喷雾炭黑的质量份数占20~40份、轻质碳酸钙的质量分数占30~50份。
所述的增塑剂为351、95XP、TP-95、Plaxolene-50中的一种或两种以上并用，优选为TP-95。
所述的防老剂为4010NA、RD、MB、445中的一种或两种以上并用，或由防老剂445和防老剂MB组成，且防老剂445的质量份数不低于1份。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和磷酸酯偶联剂中的任一种，优选为酞酸酯偶联剂DN-201。
所述的硫化剂为过氧化二异丙苯（DCP）、三巯基均三嗪（TCY）并用，其中硫化剂的质量份数为1.5~3.5份；所述的硫化促进剂为HVA-2、TAIC、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）中一种或两种并用，其中促进剂TAIC的质量份数占0.5~1.2份。
一种耐乙醇汽油复合橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）在开炼机上加入氯醇生胶10~40份薄通包辊（辊距保持在0.4～0.5mm，塑炼1～2min），加入硬脂酸1~2份，使之薄通混炼均匀，然后加入氧化镁4~6份和纳米氧化铈3~12份，薄通 4～5 遍后，出片；（2）辊距调至0.8~1.0mm，在开炼机上将已塑炼的橡塑合金生胶薄通压合，直至完全包辊，随后加入上述的母胶进行合炼。依次加入氧化锌5~7份和防老剂445/MB2~4份，割胶翻炼炼均匀，加入1/3的补强填充剂70~100份和1/2的增塑剂15~25份，混炼均匀后加入剩余的补强填充剂和增塑剂，最后加入硫化剂及助剂2.5~6.5份，薄通 5～6 遍，冷却、下片，停放12小时以上进行硫化。
本发明相对于现有技术，具有以下优点和效果：
（1）一种耐乙醇汽油复合橡胶材料的耐低温、耐乙醇汽油性能优异。
（2）本发明耐乙醇汽油复合橡胶材料，其制备方法简单易行，成本低，适于批量生产，且材料质量稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
将氯醇生胶分别以质量份数为10份、20份、30份、40份加入开炼机并薄通包辊（辊距保持在0.4～0.5mm，塑炼1～2min），加入硬脂酸2~3份，使之薄通混炼均匀，然后加入氧化镁4~6份和纳米氧化铈，薄通 4～5 遍后，出片。
辊距调至0.8~1.0mm，在开炼机上将已塑炼的橡塑合金生胶薄通压合，直至完全包辊，随后加入上述的母胶（橡塑合金橡胶/氯醇橡胶的质量份数配比为90/10、80/20、70/30、60/40）进行合炼。依次加入氧化锌5~7份和防老剂445/MB2~4份，割胶翻炼炼均匀，加入1/3的补强填充剂70~100份和1/2的增塑剂15~25份，混炼均匀后加入剩余的补强填充剂和增塑剂，最后加入硫化剂及助剂2.5~6.5份，薄通 5～6 遍，冷却、下片，停放12小时以上进行硫化。
将下片后的混炼胶装入模具中，在平板硫化机上硫化，硫化时间15min，硫化温度170℃，硫化压力9~12MPa，即得到耐乙醇汽油橡胶复合材料。
对不同配比生胶所制备的橡胶材料进行性能检测，其他组分均为定值且检测条件相同，检测结果见表1，检测方法均按国家标准执行。
对比不同炭黑质量分数配比对橡胶材料力学性能的影响，其他组分均为定值且检测条件相同，检测结果见表2。
对比不同硫化体系对橡胶材料性能的影响，其他组分均为定值且检测条件相同，检测结果见表3。
对比不同增塑剂用量对橡胶材料性能的影响，其他组分均为定值且检测条件相同，检测结果见表4。
实施例2
本实施例的耐乙醇汽油橡胶材料制备方法同1，不同之处在于补强填充剂、增塑剂是一次性加入的，混炼时间不少于12min。
实施例3
本实施例的耐乙醇汽油橡胶材料制备方法同实施例1，不同之处在于所添加的纳米氧化铈是经过酞酸酯偶联剂DN-201处理的，所用的质量份数不变。
实施例4
本实施例的耐乙醇汽油橡胶材料制备方法同实施例1，不同之处在于，所用的偶联剂为SI-69，且用量由原来纳米氧化铈总质量的3%上升为5%。
实施例5
本实施例的耐乙醇汽油橡胶材料制备方法同实施例1，不同之处在于将塑炼好的橡塑合金橡胶和氯醇母胶在密炼机中混炼，其他步骤方式同实施例1相同。
总之，本发明提供的耐乙醇汽油橡胶材料，材料物理机械性能良好，耐低温、耐乙醇汽油性能及耐臭氧性能优异，且生产操作流程简单易行，产品质量稳定，具有较好的产业化价值。
本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明并不限制于以上描述的具体实施案例，对本发明进行的等同修改也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，按份数包括以下组成：橡塑合金橡胶60~90份、氯醇橡胶10~40份、活性剂8~15份、补强填充剂70~100份、软化增塑剂15~25份、防老剂2~4份、纳米氧化铈3~12份、偶联剂2~4份、硫化剂及助剂2.5~6.5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的橡塑合金橡胶、氯醇橡胶为基体橡胶，其中橡塑合金橡胶在基体橡胶中的含量不低于70%，所述的橡塑合金橡胶，其丙烯腈含量为25~45%，PVC含量为30%，门尼黏度ML100℃1+4为45~60，采用牌号为NV7050；所述的氯醇橡胶，其门尼黏度ML100℃1+4为60~85，可以是二元共聚氯醇橡胶，三元共聚氯醇橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的活性剂为氧化锌、硬脂酸、氧化镁中的一种或两种以上并用，其中氧化锌的质量分数占5~7份、硬脂酸的质量份数占2~3份、氧化镁的质量分数占4~6份。
4.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的补强填充剂为N330、SRF、喷雾炭黑、滑石粉、煅烧陶土、轻质碳酸钙等其中的一种或两种以上并用。
5.根据权利要求4所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的所述的优选N330和喷雾炭黑并用，加入轻质碳酸钙，且N330的质量分数占20~50份，喷雾炭黑的质量份数占20~40份、轻质碳酸钙的质量分数占30~50份。
6.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的增塑剂为351、95XP、TP-95、Plaxolene-50中的一种或两种以上并用。
7.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的防老剂为4010NA、RD、MB、445中的一种或两种以上并用，或由防老剂445和防老剂MB组成，且防老剂445的质量份数不低于1份。
8.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和磷酸酯偶联剂中的任一种。
9.根据权利要求1所述的一种耐乙醇汽油复合橡胶材料，其特征在于，所述的硫化剂为过氧化二异丙苯（DCP）、三巯基均三嗪（TCY）并用，其中硫化剂的质量份数为1.5~3.5份；所述的硫化促进剂为HVA-2、TAIC、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）中一种或两种并用，其中促进剂TAIC的质量份数占0.5~1.2份。
10.一种耐乙醇汽油复合橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在开炼机上加入氯醇生胶10~40份薄通包辊（辊距保持在0.4～0.5mm，塑炼1～2min），加入硬脂酸1~2份，使之薄通混炼均匀，然后加入氧化镁4~6份和纳米氧化铈3~12份，薄通 4～5 遍后，出片；（2）辊距调至0.8~1.0mm，在开炼机上将已塑炼的橡塑合金生胶薄通压合，直至完全包辊，随后加入上述的母胶进行合炼；
依次加入氧化锌5~7份和防老剂445/MB2~4份，割胶翻炼炼均匀，加入1/3的补强填充剂70~100份和1/2的增塑剂15~25份，混炼均匀后加入剩余的补强填充剂和增塑剂，最后加入硫化剂及助剂2.5~6.5份，薄通 5～6 遍，冷却、下片，停放12小时以上进行硫化。
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