CN103724730A - 一种橡胶及其制备方法 - Google Patents

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郑羽键
黄志宽
林杰
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Abstract

本发明提供一种橡胶及其制备方法，所述橡胶以重量份计主要由以下原料组成：丁腈橡胶40~70份、二氢化喹啉类防老剂1~3份、对苯二胺类防老剂1~3份、石蜡1~4份、活性剂4~8份、硫化剂0.5~2.5份、载硫体0.5~2份、促进剂2~5份。本发明的一种橡胶及其制备方法，制得一种耐热氧老化性和耐油性的橡胶，具极佳的耐油性和耐热氧老化性；生产过程操作方便，不需要特殊的加工工艺；所用原材料易于采购，不需要加入特殊昂贵的材料，成本低廉。

Description

一种橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶材料领域，尤其涉及一种橡胶及其制备方法。
背景技术
汽车空气滤清器主要负责清除空气中的微粒杂质的装置，活塞式机械（内燃机，往复压缩机）工作时，如果吸入空气中含有灰尘等杂质就将加剧零件的磨损，所以必须装油空气滤清器，可以说空气滤清器是发动机的守护神。由于经常与发动机和外界直接接触，这就要求空滤出波纹管具有优良的耐热氧老化性、耐油性和一定的力学性，以保证在使用过程中不容易产生性能的变化和保持形状。综合考虑波纹管的使用条件以及橡胶成本，较适合的材料为丁腈橡胶，目前国内外汽车厂也都在使用。丁腈橡胶耐热氧老化性差，加工性能一般，且用硫磺硫化速度较慢，这对于产品的生产工艺性和产品的质量有很大的影响，而使用其他种类的橡胶，会主要影响到耐油性能，如何调整空滤出波纹管用橡胶配方，成为了波纹管研发的重点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的橡胶在耐热氧老化性和耐油性方面的不足，提供一种橡胶及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种橡胶，以重量份计，主要由以下原料组成：
丁腈橡胶                               40~70份
二氢化喹啉类防老剂             1~3份
对苯二胺类防老剂                1~3份
石蜡                                        1~4份
活性剂                                    4~8份
硫化剂                                    0.5~2.5份
载硫体                                   0.5~2份
促进剂                                    2~5份。
所述橡胶以重量份计，还包括以下原料：
丁晴聚氯乙烯橡塑合金30~60份，具有较高可加工性；硬脂酸1~3份，与所述活性剂配合，提高加工过程的硫化速度；填充补强剂40~100份，根据添加量的不同可调整橡胶的物理性能；增塑剂10~50份，由于添加填充补强剂橡胶的硬度会变高，增塑剂用于调整硬度，对橡胶进行软化。
所述的丁晴橡胶优选为3305，丁晴橡胶由于其含有强极性侧基，根据相似相容的原则，对于非极性油类如燃油，矿物油和合成润滑油等均有很强的耐油性；或所述二氢化喹啉类防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；或所述对苯二胺类防老剂为N-异丙基-N，-苯基对苯二胺；或所述活性剂为活性氧化锌；或所述填充补强剂为N-660碳黑、白炭黑和陶土的混合物；或所述增塑剂为二辛脂；或所述硫化剂为硫磺；
所述的载硫体为4,4，-二硫化二吗啉，其在硫化温度下能够释放活性硫，从而可以减少配方中硫磺的使用量，在硫化过程中形成键能较高的单硫键和双硫键，比起单独使用硫磺硫化，形成的键能较低的多硫键，抵抗氧攻击断裂性更好，从而热氧老化性能提高；
所述促进剂为秋兰姆类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂、噻唑类促进剂以及次磺酰胺类促进剂中的一种或者两种以上混合物；
所述的促进剂为N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺或2,2、-二硫代二苯并噻唑或二硫化四甲基秋兰姆。
上述橡胶的制备方法，主要由以下制备步骤组成：
步骤A：将丁腈橡胶3305和丁晴聚氯乙烯橡塑合金同时放入密炼机混合均匀，形成混合物，密炼机温度保持60℃至110℃；
步骤B：添加活性剂、硬脂酸、防老剂和石蜡以及一部分促进剂；
步骤C：120秒后添加一半填充补强剂和一半增塑剂；
步骤D：120秒后添加另一半填充补强剂和另一半增塑剂；
步骤E：120秒后先清扫密炼机上的残余粉料，再加入硫磺、载硫体和剩余部分的促进剂；
步骤F：40秒后排胶下片停放。
本发明的一种橡胶及其制备方法，制得一种耐热氧老化性和耐油性的橡胶，具极佳的耐油性和耐热氧老化性；生产过程操作方便，不需要特殊的加工工艺；所用原材料易于采购，不需要加入特殊昂贵的材料，成本低廉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例的橡胶，主要由丁腈橡胶、二氢化喹啉类防老剂、对苯二胺类防老剂、石蜡、活性剂、硫化剂、载硫体、促进剂组成，按重量份计为：
丁腈橡胶                                                    40~70份
二氢化喹啉类防老剂                                 1~3份
对苯二胺类防老剂                                    1~3份
石蜡                                                            1~4份
活性剂                                                        4~8份
硫化剂                                                        0.5~2.5份
载硫体                                                       0.5~2份
促进剂                                                        2~5份。
本发明实施例的橡胶还包括丁晴聚氯乙烯橡塑合金、硬脂酸、填充补强剂、增塑剂，按重量份计为：
丁晴聚氯乙烯橡塑合金                              30~60份  
硬脂酸                                                         1~3份 
填充补强剂                                                 40~100份 
增塑剂                                                         10~50份。
作为本发明橡胶的一个优选实施例，其主要由以下原料组成，按重量份计为：  
丁晴橡胶                                                     60份
二氢化喹啉类防老剂                                   2份
对苯二胺类防老剂                                     2.5份
石蜡                                                             1.5份
氧化锌                                                        6份
硫磺                                                             1.0份
4,4，-二硫化二吗啉载硫体                         1份
N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺促进剂   1.2份
2,2、-二硫代二苯并噻唑促进剂                 0.8份
二硫化四甲基秋兰姆                                 0.4份。
作为本发明的一个最优实施例，在上述优选实施例的基础上，以重量份计，还包括如下组分：
丁晴聚氯乙烯橡塑合金                            40份
硬脂酸                                                        2份
白炭黑                                                         10份
N660碳黑                                                   65份
陶土                                                             20份
二辛脂                                                        20份。
为了说明上述优选实施例的橡胶在耐热氧化性和耐油性上的优点，将其与其他橡胶（对比实例1的橡胶和对比实例2的橡胶）进行对比，下面结合具体实验结果说明。
对比实例1，以重量份计，主要由以下材料组成：
丁晴橡胶                                                      60份
丁晴聚氯乙烯橡塑合金                             40份
氧化锌                                                        6份
硬脂酸                                                        2份
二氢化喹啉类防老剂                                 2份
对苯二胺类防老剂                                     2.5份
石蜡                                                             1.5份
白炭黑                                                        10份
N660碳黑                                                   65份
陶土                                                             20份
二辛脂                                                        20份
硫磺                                                             1.0份
N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺促进剂   1.2份
2,2、-二硫代二苯并噻唑促进剂                 0.8份
二硫化四甲基秋兰姆                                 0.4份。
将本发明与所述对比实例1所得到的橡胶制成哑铃型实验试片，做耐氧老化性对比实验，实验结果见下表：
Figure 64038DEST_PATH_IMAGE001
对比实例2，以重量份计，主要由以下材料组成：
天然橡胶                                                     60份
丁晴聚氯乙烯橡塑合金                             40份
氧化锌                                                        6份
硬脂酸                                                        2份
二氢化喹啉类防老剂                                 2份
对苯二胺类防老剂                                     2.5份
石蜡                                                             1.5份
白炭黑                                                        10份
N660碳黑                                                   65份
陶土                                                             20份
二辛脂                                                         20份
硫磺                                                             1.0份
4,4，-二硫化二吗啉载硫体                         1份
N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺促进剂   1.2份
2,2、-二硫代二苯并噻唑促进剂                 0.8份
二硫化四甲基秋兰姆                                 0.4份。
将本发明与所述对比实例2所得到的橡胶制成哑铃型实验试片，做耐油性对比实验，实验结果见下表：
Figure 2013107088080100002DEST_PATH_IMAGE002
本发明上述实施例橡胶的制备方法主要由以下制备步骤组成：
步骤A：将丁腈橡胶3305和丁晴聚氯乙烯橡塑合金同时放入密炼机混合均匀，形成混合物；
步骤B：添加活性氧化锌、硬脂酸、防老剂和石蜡以及N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺促进剂和2,2、-二硫代二苯并噻唑促进剂，促进剂有一定的塑解作用，优先加入N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺和2,2、-二硫代二苯并噻唑，可以使橡胶混炼时间缩短；
步骤C：120秒添加一半填充补强剂和一半增塑剂；
步骤D：120秒后添加另一半填充补强剂和另一半增塑剂；
步骤E：120秒后先清扫密炼机上的残余粉料，再加入硫磺和载硫体以及二硫化四甲基秋兰姆，硫化剂和载硫体以及促进速度很快的促进剂后加，防止橡胶在混炼过程中有焦烧的危险；
步骤F：40秒后排胶下片停放；
其中密炼机温度为60℃至110℃。
如上所述是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种橡胶，其特征在于：以重量份计，主要由以下原料组成：
丁腈橡胶                                  40~70份
二氢化喹啉类防老剂               1~3份
对苯二胺类防老剂                  1~3份
石蜡                                         1~4份
活性剂                                      4~8份
硫化剂                                      0.5~2.5份
载硫体                                      0.5~2份
促进剂                                     2~5份。
2.根据权利要求1所述的橡胶，其特征在于：以重量份计：
丁腈橡胶                                 60份
二氢化喹啉类防老剂              2份
对苯二胺类防老剂                  2.5份
石蜡                                         1.5份
活性剂                                     6份
硫化剂                                     1份
载硫体                                    1份
促进剂                                   2.4份。
3.根据权利要求1所述的橡胶，其特征在于：以重量份计，还包括以下原料：
丁晴聚氯乙烯橡塑合金          30~60份  
硬脂酸                                     1~3份 
填充补强剂                             40~100份 
增塑剂                                     10~50份。
4.根据权利要求3所述的橡胶，其特征在于：以重量份计：
丁晴聚氯乙烯橡塑合金           40份  
硬脂酸                                      2份 
填充补强剂                               95份 
增塑剂                                      20份。
5.根据权利要求3所述的橡胶，其特征在于：
所述丁腈橡胶为3305；或
所述二氢化喹啉类防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；或
所述对苯二胺类防老剂为N-异丙基-N，-苯基对苯二胺；或
所述活性剂为活性氧化锌；或
所述填充补强剂为N-660碳黑、白炭黑和陶土的混合物；或
所述增塑剂为二辛脂；或
所述硫化剂为硫磺；或
所述的载硫体为4,4，-二硫化二吗啉；或
所述促进剂为秋兰姆类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂、噻唑类促进剂以及次磺酰胺类促进剂中的一种或者两种以上混合物。
6.根据权利要求3所述的橡胶，其特征在于：所述促进剂为N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺或2,2、-二硫代二苯并噻唑或二硫化四甲基秋兰姆。
7.一种根据权利要求3、4、5或6所述橡胶的制备方法，其特征在于：主要由以下制备步骤组成：
步骤A：将丁腈橡胶3305和丁晴聚氯乙烯橡塑合金同时放入密炼机混合均匀，形成混合物，密炼机温度保持60℃至110℃；
步骤B：添加活性剂、硬脂酸、防老剂和石蜡以及一部分促进剂
步骤C：120秒后添加一半填充补强剂和一半增塑剂；
步骤D：120秒后添加另一半填充补强剂和另一半增塑剂；
步骤E：120秒后先清扫密炼机上的残余粉料，再加入硫磺、载硫体和剩余的促进剂；
步骤F：40秒后排胶下片停放。
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