CN116751410A - 一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品，包含以下原料制成：天然橡胶、顺丁橡胶、润滑剂、促进剂、硫磺、防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂。本发明的优点是：通过原料的选择组合，相互作用，并采用了特定的制备工艺所得制品，无论胶板还是胶管，耐磨性能较好，耐磨值远远超出国家标准。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，特别涉及一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品。
背景技术
硫化橡胶是指硫化过的橡胶，具有不变黏，不易折断等特性。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等特点。
目前橡胶制品绝大部分是硫化橡胶，随着硫化橡胶制品的广泛应用，耐磨性不佳的缺点越来越不能满足生产所需，亟需对硫化橡胶制品的性能进行改善。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品，包含以下原料制成：天然橡胶、顺丁橡胶、润滑剂、促进剂、硫磺、防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂。
天然橡胶，与顺丁橡胶形成均相结构，耐磨性好；顺丁橡胶，与天然橡胶形成均相结构，耐磨性较好；硫磺，作为硫化剂，加入量过多会造成挤管和挤板过程中焦烧。硬脂酸，软化增塑；氧化锌与硬脂酸发生反应，生成的硬脂酸锌更容易活化硫磺的开环反应，引发橡胶发生交联反应；过量使用会引起拉伸强度和伸长率降低。氧化锌，作为活性剂；在橡胶制品中添加过量的氧化锌的时候，橡胶中氧化锌与硬脂酸用量大会加快硫化速度快，有一定补强效果，同时容易吐霜析出。
补强炭黑，补强功能；添加适量的炭黑可以增加橡胶制品的硬度和强度，可以改善橡胶制品的强度、硬度、耐磨性、耐候性等性能。添加炭黑的量过多会导致橡胶制品变得过硬，失去弹性。
耐磨炭黑，耐磨性较好；添加耐磨炭黑可以增加橡胶制品的磨损性能，提高橡胶制品的使用寿命。但如果添加量过多，会使橡胶制品表面出现炭黑颗粒，降低了橡胶制品的外观质量。
石油树脂，橡胶中加入石油树脂能起到增粘、补强、软化的作用；过量加入拉伸强度会下降。
增粘树脂，增加粘接强度，过量加入挤管和挤板时会粘滚筒，无法挤出。
作为优选，由以下重量份数的原料制成：天然橡胶40～60份、顺丁橡胶40～60份、润滑剂1～3份、促进剂1～1.5份、硫磺1～5份、防老剂5～10份、硬脂酸1～5份、氧化锌3～7份、补强炭黑20～30份、耐磨炭黑25～35份、石油树脂4～8份和增粘树脂5～15份。
作为优选，由以下重量份数的原料制成：天然橡胶50份、顺丁橡胶50份、润滑剂2份、促进剂1.2份、硫磺3份、防老剂6份、硬脂酸3.5份、氧化锌5份、补强炭黑25份、耐磨炭黑30份、石油树脂6份和增粘树脂10份。
作为优选，所述制品选自胶板或胶管中的一种；
所述润滑剂选自润滑剂42，能改善胶料的流动性，高效润滑剂与橡胶相容性良好，加入量过多会降低耐磨值。
所述促进剂选自促进剂NOBS，活性较小，迟延性较大，抗焦烧性强，操作安全，易分散，不喷霜，加入量过多会造成挤管和挤板过程中焦烧。
所述防老剂选自防老剂D和防老剂RD的混合物，所述防老剂D与防老剂RD的质量比为1:1。防老剂D，通用型防老剂，加入量过多抗臭氧性会下降，过低时对橡胶的抗老化性能起不到任何影响；防老剂RD，对热和氧引起的老化防护效果极佳，加入量过多抗老化性能下降，过低时对橡胶的抗老化性能起不到任何影响。
本发明中的提及的原料天然橡胶、顺丁橡胶、润滑剂、促进剂、硫磺、防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂，均为市售产品。
本发明还提供了一种制备所述加热硫化橡胶制品的方法，包括以下步骤：
(1)塑炼；取天然橡胶先塑炼，然后与顺丁橡胶合炼，得合炼胶；
(2)混炼；向所述合炼胶中加入润滑剂混炼，再加入防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂混炼，然后加入促进剂、硫磺混炼，得混炼胶；
(3)开炼机打卷出片；将所述混炼胶置于开炼机进行打卷，出片；
(4)硫化。
作为优选，所述步骤(1)中合炼的时间为5～15分钟；所述步骤(2)中每个工序中混炼的时间均为1～3分钟。
作为优选，所述步骤(3)中打卷的次数为4～5次；在所述开炼机上打三角包3次，杀八字刀5～6次。
作为优选，所述步骤(3)中出片的机头温度为65℃～94℃，挤出机速度为750～900r/min。
作为优选，所述步骤(4)中硫化分为七个阶段：第一阶段从20℃升温至80℃1小时，第二阶段80℃恒温保持1小时，第三阶段从80℃升温至110℃1小时，第四阶段110℃恒温保持2小时，第五阶段从110℃升温至142℃1小时，第六阶段142℃恒温保持5小时，第七阶段从142℃降到90℃10小时。
作为优选，所述第七阶段中每小时降温5℃。
本发明具有以下有益效果：
通过原料的选择组合，相互作用，并采用了特定的制备工艺，所得制品，无论胶板还是胶管，耐磨性能较好，耐磨值远远超出国家标准。另外胶管无搭接边提高它的使用寿命。对于长距离输送管道采用无接缝衬胶管无疑是最佳的选择，以前采用的有搭接边，使用过程中因为有冲刷，搭接边很容易被冲刷开。现在由于胶管属于无缝管道，耐磨性能和耐酸耐碱耐温耐磨性能好，粘接性能好，耐磨值可以达到0.07，超出国家标准范围，使用寿命延长至10年以上，取得了显著的技术进步。
附图说明
图1为本发明硫化胶管成品照片。
具体实施方式
实施例1
一种制备加热硫化橡胶制品的方法，包括以下步骤：按重量份数，称取以下原料：天然橡胶50份、顺丁橡胶50份、润滑剂2份、促进剂1.2份、硫磺3份、防老剂6份、硬脂酸3.5份、氧化锌5份、补强炭黑25份、耐磨炭黑30份、石油树脂6份和增粘树脂10份。制品选自胶板或胶管中的一种；润滑剂选自润滑剂42；促进剂选自促进剂NOBS；防老剂选自防老剂D和防老剂RD的混合物，防老剂D与防老剂RD的质量比为1:1。
(1)塑炼；取天然橡胶先塑炼，然后与顺丁橡胶合炼10分钟，得合炼胶；
(2)混炼；向所述合炼胶中加入润滑剂混炼2分钟，再加入防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂混炼3分钟，然后加入促进剂、硫磺混炼2分钟，得混炼胶；
(3)开炼机打卷出片；将所述混炼胶置于开炼机进行打卷，打卷的次数为5次；在开炼机上打三角包3次，杀八字刀6次。出片，出片的机头温度为65℃～94℃，挤出机速度为750～900r/min。
(4)硫化，分为七个阶段：第一阶段从20℃升温至80℃1小时；第二阶段80℃恒温保持1小时；第三阶段从80℃升温至110℃1小时；第四阶段110℃恒温保持2小时；第五阶段从110℃升温至142℃1小时；第六阶段142℃恒温保持5小时；第七阶段从142℃降到90℃10小时，每小时降温5℃。
实施例2
一种制备加热硫化橡胶制品的方法，包括以下步骤：按重量份数，称取以下原料：天然橡胶60份、顺丁橡胶60份、润滑剂3份、促进剂1.5份、硫磺5份、防老剂10份、硬脂酸5份、氧化锌7份、补强炭黑30份、耐磨炭黑35份、石油树脂8份和增粘树脂15份。制品选自胶板或胶管中的一种；润滑剂选自润滑剂42；促进剂选自促进剂NOBS；防老剂选自防老剂D和防老剂RD的混合物，防老剂D与防老剂RD的质量比为1:1。
(1)塑炼；取天然橡胶先塑炼，然后与顺丁橡胶合炼15分钟，得合炼胶；
(2)混炼；向所述合炼胶中加入润滑剂混炼5分钟，再加入防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂混炼5分钟，然后加入促进剂、硫磺混炼2分钟，得混炼胶；
(3)开炼机打卷出片；将所述混炼胶置于开炼机进行打卷，打卷的次数为4次；在开炼机上打三角包3次，杀八字刀5次。出片，出片的机头温度为65℃～94℃，挤出机速度为750～900r/min。
(4)硫化，分为七个阶段：第一阶段从20℃升温至80℃1小时；第二阶段80℃恒温保持1小时；第三阶段从80℃升温至110℃1小时；第四阶段110℃恒温保持2小时；第五阶段从110℃升温至142℃1小时；第六阶段142℃恒温保持5小时；第七阶段从142℃降到90℃10小时，每小时降温5℃。
实施例3
一种制备加热硫化橡胶制品的方法，包括以下步骤：按重量份数，称取以下原料：天然橡胶40份、顺丁橡胶40份、润滑剂1份、促进剂1份、硫磺1份、防老剂5份、硬脂酸1份、氧化锌3份、补强炭黑20份、耐磨炭黑25份、石油树脂4份和增粘树脂5份。制品选自胶板或胶管中的一种；润滑剂选自润滑剂42；促进剂选自促进剂NOBS；防老剂选自防老剂D和防老剂RD的混合物，防老剂D与防老剂RD的质量比为1:1。
(1)塑炼；取天然橡胶先塑炼，然后与顺丁橡胶合炼5分钟，得合炼胶；
(2)混炼；向所述合炼胶中加入润滑剂混炼分钟，再加入防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂混炼2分钟，然后加入促进剂、硫磺混炼2分钟，得混炼胶；
(3)开炼机打卷出片；将所述混炼胶置于开炼机进行打卷，打卷的次数为5次；在开炼机上打三角包3次，杀八字刀6次。出片，出片的机头温度为65℃～94℃，挤出机速度为750～900r/min。
(4)硫化，分为七个阶段：第一阶段从20℃升温至80℃1小时；第二阶段80℃恒温保持1小时；第三阶段从80℃升温至110℃1小时；第四阶段110℃恒温保持2小时；第五阶段从110℃升温至142℃1小时；第六阶段142℃恒温保持5小时；第七阶段从142℃降到90℃10小时，每小时降温5℃。
为了验证本发明产品的技术效果，特做以下试验：
(1)试验方法：按照国标执行标准逐项要求；
(2)试验过程：试验过程根据各项性能检验标准执行；
(3)耐磨性能指标：国标GB18241.2-2014执行标准逐项要求。
(4)实验结果见表1-3。
表1实施例1所得胶管检测结果
表2实施例2所得胶板检测结果
表3实施例3所得胶板检测结果
由表1-3可知，所得制品，无论胶板还是胶管，耐磨性能较好，耐磨值远远超出国家标准，取得了显著的技术进步。
本发明中，天然橡胶采购自云南农垦橡胶产业股份有限公司，顺丁橡胶采购自中国石油天然气股份有限公司，润滑剂42采购自德国strukol公司，促进剂NOBS采购自浙江黄岩浙东橡胶助剂有限公司，硫磺采购自安庆市国兴化工有限公司，防老剂D采购自德国拜耳公司，防老剂RD采购自德国拜耳公司，硬脂酸采购自禄丰云瑞油脂科技有限公司，氧化锌采购自昆明锌兴工贸有限公司，补强炭黑采购自云南云维飞虎化工有限公司，耐磨炭黑采购自云南云维飞虎化工有限公司，石油树脂采购自河北邢台市镁神化工有限公司，增粘树脂采购自美国圣莱科特有限公司。
Claims (10)
1.一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品，其特征在于：包含以下原料制成：天然橡胶、顺丁橡胶、润滑剂、促进剂、硫磺、防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：天然橡胶40～60份、顺丁橡胶40～60份、润滑剂1～3份、促进剂1～1.5份、硫磺1～5份、防老剂5～10份、硬脂酸1～5份、氧化锌3～7份、补强炭黑20～30份、耐磨炭黑25～35份、石油树脂4～8份和增粘树脂5～15份。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：天然橡胶50份、顺丁橡胶50份、润滑剂2份、促进剂1.2份、硫磺3份、防老剂6份、硬脂酸3.5份、氧化锌5份、补强炭黑25份、耐磨炭黑30份、石油树脂6份和增粘树脂10份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐磨性能好的加热硫化橡胶制品，其特征在于：所述制品选自胶板或胶管中的一种；所述润滑剂选自润滑剂42；所述促进剂选自促进剂NOBS；所述防老剂选自防老剂D和防老剂RD的混合物，所述防老剂D与防老剂RD的质量比为1:1。
5.一种制备权利要求1-3任一项所述加热硫化橡胶制品的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)塑炼；取天然橡胶先塑炼，然后与顺丁橡胶合炼，得合炼胶；
(2)混炼；向所述合炼胶中加入润滑剂混炼，再加入防老剂、硬脂酸、氧化锌、补强炭黑、耐磨炭黑、石油树脂和增粘树脂混炼，然后加入促进剂、硫磺混炼，得混炼胶；
(3)开炼机打卷出片；将所述混炼胶置于开炼机进行打卷，出片；
(4)硫化。
6.根据权利要求5所述制备的方法，其特征在于：所述步骤(1)中合炼的时间为5～15分钟；所述步骤(2)中每个工序中混炼的时间均为1～3分钟。
7.根据权利要求5所述制备的方法，其特征在于：所述步骤(3)中打卷的次数为4～5次；在所述开炼机上打三角包3次，杀八字刀5～6次。
8.根据权利要求5所述制备的方法，其特征在于：所述步骤(3)中出片的机头温度为65℃～94℃，挤出机速度为750～900r/min。
9.根据权利要求5所述制备的方法，其特征在于：所述步骤(4)中硫化分为七个阶段：第一阶段从20℃升温至80℃1小时，第二阶段80℃恒温保持1小时，第三阶段从80℃升温至110℃1小时，第四阶段110℃恒温保持2小时，第五阶段从110℃升温至142℃1小时，第六阶段142℃恒温保持5小时，第七阶段从142℃降到90℃10小时。
10.根据权利要求9所述制备的方法，其特征在于：所述第七阶段中每小时降温5℃。
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