CN103709536A - 一种防毒面具罩体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防毒面具罩体配方及其制备方法，属于橡胶材料领域。该防毒面具罩体以溴化丁基橡胶为基础性组剂，经添加活性剂氧化锌，耐磨剂炭黑，加噻唑类促进剂，秋兰姆类促进剂，氧化镁防焦剂，抗臭氧老化剂石蜡，润滑剂硬脂酸，凡士林及石蜡油制成。本发明制备的橡胶具有优良的耐芥子气防护性能、较好的耐老化性能，较好的耐低温性，胶料的软硬度合适，佩戴舒适；胶料的焦烧安全期较长，有利于硫化生产；胶料无毒，对皮肤无刺激，满足防毒面具性能要求。

Description

一种防毒面具罩体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防毒面具罩体配方及其制备方法，属于橡胶材料领域。 
背景技术
防毒面具是一种呼吸防护用品，它是利用面罩与人体面部周边形成密合，使人员的眼睛、鼻子、嘴巴和面部与周围染毒环境隔离，同时通过滤毒罐中吸附剂的吸附、吸收、催化作用和过滤层的过滤作用将外界染毒空气进行净化，提供人员呼吸用洁净空气。罩体是面罩重要的组成部分，它直接影响着防毒面具整体的性能。 
早期的防毒面具罩体材料多采用天然橡胶，目前各国采用合成橡胶作罩体材料。防毒面具新一代面具所用罩体材料及其性能比较见表1。 
表1国内外防毒面具罩体材料使用情况及其性能比较 
Figure BDA0000431451140000011
从表1可以看出，采用丁基橡胶及卤化丁基橡胶制备的产品的综合性能最好，因丁基橡胶的硫化速度较慢，工艺性比卤化丁基橡胶差，因此，适合选用卤化丁基橡胶做防毒面具罩 体橡胶材料。从各国使用卤化丁基橡胶的情况来看，意大利的M90型防毒面具、比利时的BEM4GP型防毒面具、加拿大的C4防毒面具的罩体橡胶材料均采用的是溴化丁基橡胶，目前我军最先进的FMJ08型防毒面具采用的是氯化丁基橡胶。因此有必要对防毒面具罩体材料采用溴化丁基橡胶进行研究。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种防毒面具罩体的配方，该配方具有优良的耐芥子气防护性能，耐老化性能，耐寒性等，具体如下： 
一种防毒面具罩体，以溴化丁基橡胶（美国埃克森美孚公司出品）为基础性组剂，经添加活性剂氧化锌，耐磨剂炭黑（高耐磨炭黑的牌号为N330），加噻唑类促进剂，秋兰姆类促进剂，氧化镁防焦剂，抗臭氧老化剂石蜡，润滑剂硬脂酸，凡士林及石蜡油。 
按重量份计，所述的溴化丁基橡胶100份，氧化锌3-7份，硬脂酸1-3份，高耐磨炭黑35-42份，石蜡1-2份，石蜡油1-3份，凡士林1-2份，氧化镁0.2-0.5份，噻唑类促进剂1-3.5份，秋兰姆类促进剂0.8-1.8份。 
按重量份计，所述的溴化丁基橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，高耐磨炭黑38份，石蜡1份，石蜡油2份，凡士林1份，氧化镁0.3份，噻唑类促进剂2份，秋兰姆类促进剂1.2份。 
本发明的另一目的在于提供一种防毒面具罩体的制备方法，具体包括如下步骤： 
（1）密炼机混炼：将称量好的溴化丁基橡胶投入密炼机升温至70-80℃塑炼2-3分钟后；按配方量加入硬脂酸、1/2重量份的高耐磨炭黑、石蜡油，升温至70-100℃混炼4～5分钟，再加入1/2高耐磨炭黑、石蜡、凡士林、氧化镁继续混炼4～5分钟；待胶料压合好后，升温至80-110℃进行排胶；排胶完毕后在开炼机上捣胶，压片，冷却至常温； 
（2）开炼机加硫：在上述制得的混炼胶中按配方量依次均匀混入活性剂氧化锌，加噻唑类促进剂，加秋兰姆类促进剂，再次升温至40-60℃混炼5-10分钟；混炼完后将辊筒辊距调到最小至0.3～0.5mm，投入胶料薄通至少5次，下料，室温静置8-24小时。 
本发明的又一目的在于提供一种防毒面具的制备方法，包括如下步骤： 
生胶塑炼：先将辊筒内辊距调到1～2mm，将称量好的溴化丁基橡胶放在辊筒上，塑炼3～5分钟，使生胶包辊，制得塑炼胶料； 
胶料混炼：再将辊筒内辊距调到3～4mm，将上述步骤制得的塑炼胶料放在辊筒上，按配方量依次均匀混入炭黑，石蜡油，凡士林，石蜡，氧化镁、硬脂酸、氧化锌，胶料混炼25～35分钟，制得混炼胶； 
添加促进剂：在上述步骤制得的混炼胶中按配方量均匀混入促进剂氧化锌及1/2重量份 的炭黑，左右拉刀至少8次，继续混炼5～8分钟； 
胶料薄通：混炼完后将辊筒辊距调到最小至0.3～0.5mm，投入胶料薄通至少5次，薄通4～5分钟，下料，室温静置8-24小时。 
采用本发明的配方及方法制得的防毒面具罩体具有优良的耐芥子气防护性能，能达到20h以上，远高于GJB1155A-2004《过滤式防毒面具通用规范》中规定的不小于6h；该配方具有较好的耐老化性能，老化系数可达0.9以上；该配方具备较好的耐低温性，-32℃～-28℃下冷冻72h的耐寒性可达II级以上；该配方硬度在45～55度之间，胶料的软硬度合适，佩戴舒适；该配方胶料的焦烧安全期较长，有利于硫化生产；胶料无毒，对皮肤无刺激，满足防毒面具性能要求。 
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
实施例1 
（1）密炼机混炼： 
配料：按配方表要求的称量各原料。 
A：生胶塑炼：将称量好的溴化丁基橡胶40kg投入密炼机进行塑炼，塑炼时间为2～3分钟，塑炼温度为70～80℃。 
B:胶料混炼：在步骤A制得的塑炼胶料中按配方量加入硬脂酸0.4kg、高耐磨炭黑7kg、石蜡油1.2kg，混炼4～5分钟后，再加入高耐磨炭黑7kg、石蜡0.52kg、凡士林0.4kg、氧化镁0.12kg，混炼4～5分钟,混炼温度为70～100℃，待胶料压合好后，进行排胶，排胶温度为80～110℃。 
C：开炼机出片：将步骤B制得的混炼胶在开炼机上捣胶，然后压片，将胶片置于干净的架子上，待胶料冷却。 
（2）开炼机加硫： 
D：加活性剂氧化锌：在步骤C制得的混炼胶中按配方量加入氧化锌2kg，后左右拉刀以使氧化锌均匀混入胶料，混炼温度为40～60℃。 
E：加噻唑类促进剂：在步骤D制得的混炼胶中按配方量加入噻唑类促进剂0.88kg，应在辊筒上方逐渐加入，后左右拉刀以使促进剂均匀混入胶料，混炼温度为40～60℃。 
F：加秋兰姆类促进剂：在步骤E制得的混炼胶中按配方量加入秋兰姆类促进剂0.52kg，后左右拉刀以使促进剂均匀混入胶料，混炼温度为40～60℃。 
G：胶料薄通：待所有促进剂吃尽后，左右拉刀3次，打三角包1次后下料，将辊筒辊距调到最小至0.3～0.5mm，投入胶料薄通5次，下料，混炼温度为40～60℃。 
H：胶料停放：将步骤G制得的胶料在室温下停放8至24小时。 
采用上述方法及配料制得的防毒面具罩体具有以下优异性能： 
老化前的性能试验数据： 
扯断强度，MPa：14； 
扯断伸长率，%：600； 
扯断永久变形，%：10； 
邵尔硬度：45； 
300%定伸应力，MPa：5； 
撕裂强度，KN/m：39； 
抗芥子气液滴时间：22h 
-32℃～-28℃下冷冻72h的耐寒性：II。 
将根据所述质量份配方一得到的防毒面具罩体橡胶在热空气老化箱进行老化，老化条件为100℃×24h。 
老化后的性能试验数据： 
扯断强度，MPa：13； 
扯断伸长率，%：530； 
扯断永久变形，%：10； 
邵尔硬度：49； 
300%定伸应力，MPa：6； 
撕裂强度，KN/m：36； 
老化系数：0.93。 
实施例2 
A：生胶塑炼：先将辊距调到1～2mm，将称量好的溴化丁基橡胶10kg放在辊筒上，使生胶包辊，并保证有一定的积胶，生胶塑炼时间为3～5分钟； 
B：胶料混炼：将辊距调到3～4mm，将在步骤A制得的塑炼胶料放在辊筒上，按配方量依次均匀加入3.9kg高耐磨炭黑，慢慢加入石蜡油0.2kg、凡士林0.15kg、石蜡0.1kg，再加入氧化镁0.03kg，硬脂酸0.2kg，氧化锌0.5kg，后左右拉刀以使小料均匀混入胶料；胶料混炼时间为25～35分钟； 
C：加促进剂：在步骤B制得的混炼胶中按配方量依次均匀加入噻唑类促进剂0.18kg， 秋兰姆类促进剂0.15kg，左右拉刀以使促进剂均匀混入胶料；添加促进剂的混炼时间为5～8分钟； 
D：胶料薄通：待所有促进剂吃尽后，左右拉刀3次，打三角包1次后下料。将辊筒辊距调到最小至0.3～0.5mm，投入胶料薄通5次，下料，胶料薄通时间为4～5分钟。 
E：胶料停放：将步骤D制得的胶料在室温下停放8至24小时。 
采用上述方法及配料制得的防毒面具罩体具有以下优异性能： 
老化前的性能试验数据： 
1.扯断强度，MPa：14.5； 
2.扯断伸长率，%：610； 
3.扯断永久变形，%：10； 
4.邵尔硬度：49； 
5.300%定伸应力，MPa：4.9； 
6.撕裂强度，KN/m：39.4； 
7.抗芥子气液滴时间：24h； 
8.-32℃～-28℃下冷冻72h的耐寒性：II级。 
将根据所述质量份配方二得到的防毒面具罩体橡胶在热空气老化箱进行老化，老化条件为100℃×24h。 
9.扯断强度，MPa：14.3； 
10.扯断伸长率，%：550； 
11.扯断永久变形，%：8； 
12.邵尔硬度：51； 
13.300%定伸应力，MPa：5.7； 
14.撕裂强度，KN/m：34.2； 
15.老化系数：0.99。 

Claims (8)

1.一种防毒面具罩体，其特征在于，以溴化丁基橡胶为基础性组剂，经添加活性剂氧化锌，耐磨剂炭黑，加噻唑类促进剂，秋兰姆类促进剂，氧化镁防焦剂，抗臭氧老化剂石蜡，润滑剂硬脂酸，凡士林及石蜡油。
2.根据权利要求1所述的防毒面具罩体，其特征在于，按重量份计，所述的溴化丁基橡胶100份，氧化锌3-7份，硬脂酸1-3份，高耐磨炭黑35-42份，石蜡1-2份，石蜡油1-3份，凡士林1-2份，氧化镁0.2-0.5份，噻唑类促进剂1-3.5份，秋兰姆类促进剂0.8-1.8份。
3.根据权利要求1所述的防毒面具罩体，其特征在于，按重量份计，所述的溴化丁基橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，高耐磨炭黑38份，石蜡1份，石蜡油2份，凡士林1份，氧化镁0.3份，噻唑类促进剂2份，秋兰姆类促进剂1.2份。
4.一种防毒面具的制备方法，包括如下步骤：
（1）密炼机混炼：将称量好的溴化丁基橡胶投入密炼机进行升温塑炼2-3分钟后；按配方量加入硬脂酸、1/2重量份的高耐磨炭黑、石蜡油进行升温混炼4~5分钟，再加入1/2高耐磨炭黑、石蜡、凡士林、氧化镁进行混炼4~5分钟；待胶料压合好后，进行排胶；排胶完毕后在开炼机上捣胶，压片，冷却至常温；
（2）开炼机加硫：在上述制得的混炼胶中按配方量依次均匀混入活性剂氧化锌，加噻唑类促进剂，加秋兰姆类促进剂，再次升温混炼5-10分钟；混炼完后将辊筒辊距调到最小至0.3~0.5mm，投入胶料薄通至少5次，下料，室温静置8-24小时。
5.根据权利要求4所述的防毒面具的制备方法，其特征在于，步骤1）中塑炼温度为70-80℃，混炼温度为70-100℃，排胶温度为80-110℃。
6.根据权利要求4所述的防毒面具的制备方法，其特征在于，步骤2）中混炼温度为40-60℃。
7.一种防毒面具的制备方法，包括如下步骤：
生胶塑炼：先将辊筒内辊距调到1~2mm，将称量好的溴化丁基橡胶放在辊筒上，使生胶包辊，制得塑炼胶料；
胶料混炼：再将辊筒内辊距调到3~4mm，将上述步骤制得的塑炼胶料放在辊筒上，按配方量依次均匀混入炭黑，石蜡油，凡士林，石蜡，氧化镁、硬脂酸、氧化锌，制得混炼胶；
添加促进剂：在上述步骤制得的混炼胶中按配方量均匀混入噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂，左右拉刀混炼至少8次；
胶料薄通：混炼完后将辊筒辊距调到最小至0.3~0.5mm，投入胶料薄通至少5次，下料，室温静置8-24小时。
8.根据权利要求7所述的防毒面具的制备方法，其特征在于：生胶塑炼时间为3~5分钟；胶料混炼时间为25~35分钟；添加促进剂的混炼时间为5~8分钟，胶料薄通时间为4~5分钟。
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