CN104327396A - 一种耐强酸强碱橡胶复合物及其制备方法 - Google Patents

一种耐强酸强碱橡胶复合物及其制备方法 Download PDF

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原永威
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Abstract

本发明涉及一种耐强酸强碱橡胶复合物及其制备方法，本耐强酸强碱橡胶复合物由以下重量份的原料组成：卤化丁基橡胶100份，活性剂1～5份，硫化剂0.5～3份，促进剂0.5～1.5份，防老剂0.5～2份，防焦剂3～5份，操作油3～5份，补强剂20～50份。本发明提供的耐强酸强碱橡胶复合物硫化后其拉伸强度、撕裂强度、耐强酸强碱性和耐磨性俱佳，适用于有强酸强碱腐蚀的场合，应用于制造胶板、渣浆泵和旋流器用部件以及各类阀门、胶管等产品。

Description

一种耐强酸强碱橡胶复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐强酸强碱橡胶复合物及其制备方法，属于橡胶领域。
背景技术
矿山设备中通常用钢铁、耐磨合金等制造各种配件，选矿当中矿浆常含有矿石粒子和各种强酸，金属设备很容易磨损和腐蚀，为了解决金属的不耐磨和腐蚀问题，人们用橡胶制造一些矿机配件，取代金属部件，可以延长设备的使用寿命，如渣浆泵的叶轮护套、旋流器的内衬和管道内衬等。在选矿当中有时还要添加强酸强碱类物质，对普通橡胶有破坏作用，无法满足使用要求，因此，有必要研究一种耐强酸强碱、耐腐蚀和耐磨的橡胶品种。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐强酸强碱橡胶复合物及其制备方法，本发明提供的耐强酸强碱橡胶复合物硫化后其拉伸强度、撕裂强度、耐强酸强碱性和耐磨性俱佳，适用于有强酸强碱腐蚀的场合，应用于制造胶板、渣浆泵和旋流器用部件以及各类阀门、胶管等产品。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种耐强酸强碱橡胶复合物，由以下重量份的原料组成：
卤化丁基橡胶100份，活性剂1～5份，硫化剂0.5～3份，促进剂0.5～1.5份，防老剂0.5～2份，防焦剂3～5份，操作油3～5份，补强剂20～50份。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述卤化丁基橡胶为氯化丁基、溴化丁基橡胶中的一种或两者的混合物；
进一步，所述活性剂为氧化锌、碳酸锌、碳酸镁、硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或几种的混合物。如果用硫磺硫化卤化丁基橡胶时，活性剂采用氧化锌和硬脂酸。硬脂酸除了作活性剂使用外，还有增塑和软化作用。
进一步，所述硫化剂为硫磺、含硫有机物或有机过氧化物中的一种。
进一步，所述硫磺为粉体硫磺、不溶性硫磺、胶体硫磺、沉淀硫磺、升华硫磺中的一种或几种的混合物；
进一步，所述含硫有机物为二硫化四甲基秋兰姆、二硫代***啉、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化双戊基秋兰姆中的一种或几种的混合物；
进一步，所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰中的一种或两种的混合物。
进一步，所述促进剂为2-硫醇基笨丙噻唑、二硫化二笨丙噻唑、N-叔丁基笨丙噻唑次磺酰胺类、N-环己基-2-笨丙噻唑次磺酰胺、2-(4-吗啉基硫醇基)笨丙噻唑、一硫化四甲基秋兰姆、一硫化四丁基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆中的一种或几种的混合物。
采用此步骤的有益效果是促进剂加入胶料能促使硫化剂活化，从而加速硫化剂与橡胶分子的交联反应，达到缩短硫化时间、降低硫化温度、增加产量降低成本的效果。它们促进效能强、硫化胶性能好、工艺性能也好。
进一步，所述防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂。
进一步，所述胺类防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-苯基-α-奈胺、N-苯基-β-奈胺、对苯二胺、N，N’-二(β-奈基或N-环己基-N’苯基对苯二胺中的一种或几种的混合物；
进一步，所述酚类防老剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2-亚甲基双(4-甲基-6-α-甲基环己基)苯酚、N-(1，3-二甲基丁基)-N’苯基对苯二胺中的一种或几种的混合物。
采用此步骤的有益效果是橡胶制品在使用过程中，受到光、热、氧、应力、应变等作用，使制品的结构和性能发生变化，发生硬化、龟裂、变色等老化现象，物理性能下降，使用寿命缩短。为了延缓老化，延长使用寿命，需要橡胶中加入防老剂。
进一步，所述防焦剂为氧化钙、氧化铅、氧化镁、硬脂酸锌、噻唑类化合物、胍类化合物中的一种或几种的混合物；优选为氧化镁和苯并噻唑促进剂并用。
采用此步骤的有益效果是延迟焦烧来改善胶料的加工安全性。
进一步，所述操作油为芳烃油、机油、石蜡油、植物油中的一种或几种的混合物。
采用此步骤的有益效果是操作油有利于补强剂的分散，混炼过程更容易操作。
进一步，所述补强剂为炭黑、白炭黑、陶土、硫酸钡、滑石粉中的一种或几种的混合物。
采用此步骤的有益效果是合成橡胶添加补强剂后，才能提高橡胶的力学性能，才能满足使用要求。
本发明还提供一种耐强酸强碱橡胶的制备方法，包括：
1)称取卤化丁基橡胶100重量份，活性剂1～5重量份，硫化剂0.5～3重量份，促进剂0.5～1.5重量份，防老剂0.5～2重量份，防焦剂3～5重量份，操作油3～5重量份，补强剂20～50重量份；
2)采用双辊开炼机为炼胶设备，在30～50℃条件下，加入卤化丁基橡胶包辊后，再加入活性剂、防老剂、防焦剂和促进剂，混炼2～3分钟，再加入补强剂和操作油，混炼4～5分钟，最后加入硫化剂，混炼2～3分钟，下片冷却，得到耐强酸强碱橡胶复合物。
本发明的有益效果是：
本发明提供的耐强酸强碱橡胶复合物，采用耐强酸强碱的卤化丁基橡胶为基础材料，用开炼机将橡胶与助剂混炼均匀，所制备的橡胶具有优良的拉伸强度、撕裂强度、耐强酸强碱性和耐磨性，适用于耐强酸强碱胶板、渣浆泵和旋流器用部件以及各类阀门、胶管等产品。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
取溴化丁基橡胶100重量份，硬脂酸1重量份，氧化镁4重量份，氧化锌5重量份，粉体硫黄0.6重量份，促进剂DM(淄博银科橡塑科技有限公司市售)0.6重量份，防老剂4010NA(武汉福德化工有限公司市售)1.5重量份，石蜡油4重量份，炭黑N234(上海卡博特化工有限公司市售)40重量份；
采用双辊开炼机为炼胶设备，在30～50℃条件下，加入溴化丁基橡胶包辊后，再加入活性剂硬脂酸、防老剂4010NA、防焦剂氧化镁和促进剂DM，混炼2～3分钟；再加入炭黑N234和石蜡油，混炼4～5分钟；最后加入氧化锌和粉体硫黄，再混炼2～3分钟，下片冷却，即得到耐强酸强碱橡胶复合物。
将此复合物在140℃下硫化试样测得物理性能如下表；
将硫化试样在90℃下，分别放到质量分数30％的硫酸和30％的氢氧化钠溶液，进行了强酸、强碱、高温耐腐蚀实验，在此条件下腐蚀72小时。然后取出试样进行各项物理性能检测，结果如下表。
表1
物理性能 实例1 30％烧碱腐蚀72小时 30％硫酸腐蚀72小时
拉伸强度MPA 16.18 16.62 16.44
伸长率％ 576.51 428.18 428.29
撕裂强度N/mm 80.29 73.07 72.96
永久变形％ 20 10 8
回弹性％ 10 16 14
硬度A 58 58 57
相对体积磨耗量mm3 83 82 84
密度 1.141 1.1 1.101
从上表的结果可以看出，本发明实施例1制备的橡胶各项物理性能经过强酸强碱腐蚀后，仍然保持良好的物理性能。
实施例2
取溴化丁基橡胶100重量份，硬脂酸1重量份，氧化镁4重量份，氧化锌5重量份，不溶性硫磺0.6重量份，促进剂DM(淄博银科橡塑科技有限公司市售)0.6重量份，防老剂4010NA(武汉福德化工有限公司市售)1.5重量份，石蜡油4重量份，炭黑N234(上海卡博特化工有限公司市售)40重量份；
采用双辊开炼机为炼胶设备，在30～50℃条件下，加入溴化丁基橡胶包辊后，再加入活性剂硬脂酸、防老剂4010NA、防焦剂氧化镁和促进剂DM，混炼2～3分钟；再加入炭黑N234和石蜡油，混炼4～5分钟；最后加入氧化锌和不溶性硫黄，再混炼2～3分钟，下片冷却，即得到耐强酸强碱橡胶复合物。
实施例3
取溴化丁基橡胶100重量份，硬脂酸1重量份，氧化镁4重量份，氧化锌5重量份，粉体硫黄0.6重量份，促进剂DM(淄博银科橡塑科技有限公司市售)0.6重量份，防老剂4010NA(武汉福德化工有限公司市售)1.5重量份，石蜡油4重量份，炭黑N234(上海卡博特化工有限公司市售)50重量份；
采用双辊开炼机为炼胶设备，在30～50℃条件下，加入溴化丁基橡胶包辊后，再加入活性剂硬脂酸、防老剂4010NA、防焦剂氧化镁和促进剂DM，混炼2～3分钟；再加入炭黑N234和石蜡油，混炼4～5分钟；最后加入氧化锌和粉体硫黄，再混炼2～3分钟，下片冷却，即得到耐强酸强碱橡胶复合物。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐强酸强碱橡胶复合物，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
卤化丁基橡胶100份，活性剂1～5份，硫化剂0.5～3份，促进剂0.5～1.5份，防老剂0.5～2份，防焦剂3～5份，操作油3～5份，补强剂20～50份。
2.根据权利要求1所述的耐强酸强碱橡胶复合物，其特征在于，所述卤化丁基橡胶为氯化丁基、溴化丁基橡胶中的一种或两者的混合物；
所述活性剂为氧化锌、碳酸锌、碳酸镁、硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或几种的混合物；
所述硫化剂为硫磺、含硫有机物或有机过氧化物中的一种。
3.根据权利要求2所述的耐强酸强碱橡胶复合物，其特征在于，所述硫磺为粉体硫磺、不溶性硫磺、胶体硫磺、沉淀硫磺、升华硫磺中的一种；
所述含硫有机物为二硫化四甲基秋兰姆、二硫代***啉、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化双戊基秋兰姆中的一种或几种的混合物；
所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1或3所述的耐强酸强碱橡胶复合物，其特征在于，所述促进剂为2-硫醇基笨丙噻唑、二硫化二笨丙噻唑、N-叔丁基笨丙噻唑次磺酰胺类、N-环己基-2-笨丙噻唑次磺酰胺、2-(4-吗啉基硫醇基)笨丙噻唑、一硫化四甲基秋兰姆、一硫化四丁基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆中的一种或几种的混合物；
所述防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂；
所述防焦剂为氧化钙、氧化铅、氧化镁、硬脂酸锌、噻唑类化合物、胍类化合物中的一种或几种的混合物；
所述操作油为芳烃油、机油、石蜡油、植物油中的一种或几种的混合物；
所述补强剂为炭黑、白炭黑、陶土、硫酸钡、滑石粉中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的耐强酸强碱橡胶复合物，其特征在于，所述胺类防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-苯基-α-奈胺、N-苯基-β-奈胺、对苯二胺、N,N，-二(β-奈基或N-环己基-N,苯基对苯二胺中的一种或几种的混合物；
所述酚类防老剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2-亚甲基双(4-甲基-6-α-甲基环己基)苯酚、N-(1，3-二甲基丁基)-N,苯基对苯二胺中的一种或几种的混合物。
6.一种耐强酸强碱橡胶的制备方法，其特征在于，包括：
1)称取卤化丁基橡胶100重量份，活性剂1～5重量份，硫化剂0.5～3重量份，促进剂0.5～1.5重量份，防老剂0.5～2重量份，防焦剂3～5重量份，操作油3～5重量份，补强剂20～50重量份；
2)采用双辊开炼机为炼胶设备，在30～50℃条件下，加入卤化丁基橡胶包辊后，再加入活性剂、防老剂、防焦剂和促进剂，混炼2～3分钟，再加入补强剂和操作油，混炼4～5分钟，最后加入硫化剂，混炼2～3分钟下片冷却，得到耐强酸强碱橡胶复合物。
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