CN105111554A - 一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶52-55份,氯丁橡胶27-30份,天然橡胶20-25份,硅烷偶联剂A-151?1.8-2.2份,炭黑16-19份,方解石粉11-15份,陶土10-13份,重晶石粉7-10份,氧化镁4-7份,硫磺1.4-1.8份,促进剂DM?2.2-2.6份,促进剂H?1.5-1.8份,防老剂616?2.5-3份,防老剂DFC-34?1.2-1.6份。本发明强度高、抗撕裂性能好且耐高温、耐油性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域,尤其涉及一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
背景技术
橡胶材料属于非极性物质,根据相似相溶原理,橡胶材料往往易在油液中溶解,这样不利于橡胶材料在分布有油液的环境中使用,而一些橡胶材料需要在高温环境下使用,另外,橡胶材料在使用过程中往往面临各种外力的作用,这些都会导致橡胶材料的物理力学性能变化。为了提高橡胶材料的耐高温或耐油的性能,人们在制备橡胶材料的过程中添加配合剂,然而这种方式仍然满足不了需求,如何制备一种耐高温、耐油性能优异且强度高、抗撕裂的橡胶材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,强度高、抗撕裂性能好且耐高温、耐油性能优异。
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶52-55份,氯丁橡胶27-30份,天然橡胶20-25份,硅烷偶联剂A-1511.8-2.2份,炭黑16-19份,方解石粉11-15份,陶土10-13份,重晶石粉7-10份,氧化镁4-7份,硫磺1.4-1.8份,促进剂DM2.2-2.6份,促进剂H1.5-1.8份,防老剂6162.5-3份,防老剂DFC-341.2-1.6份;
其中,氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将丁腈橡胶和氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包,再加入方解石粉、云母粉和钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入氧化锌、氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A;再将物料A薄通,下片,放置,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶;
制备过程中,预热密炼机,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,然后排胶,出片,静置冷却得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
优选地,天然橡胶的含水量为6-7wt%。
优选地,氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶的重量比为53-54:28-29:22-23。
优选地,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶53-54份,氯丁橡胶28-29份,天然橡胶22-23份,硅烷偶联剂A-1511.9-2.1份,炭黑17-18份,方解石粉12-13份,陶土11-12份,重晶石粉8-9份,氧化镁5-6份,硫磺1.5-1.6份,促进剂DM2.4-2.5份,促进剂H1.6-1.7份,防老剂6162.6-2.8份,防老剂DFC-341.3-1.5份。
优选地,氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将50-53份丁腈橡胶和24-27份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包7-9次,再加入12-15份方解石粉、5-8份云母粉和1.6-1.9份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入6-9份氧化锌、4-6份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为150-155℃,一次硫化时间为17-20min,一次硫化过程中搅拌速度为102-108rpm;再将物料A薄通,下片,放置20-22h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为175-180℃,二次硫化时间为40-45min,二次硫化过程中搅拌速度为100-110rpm。
优选地,氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将51-52份丁腈橡胶和25-26份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包8-9次,再加入13-14份方解石粉、6-7份云母粉和1.7-1.8份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入7-8份氧化锌、4.5-5份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为152-154℃,一次硫化时间为18-19min,一次硫化过程中搅拌速度为105-106rpm;再将物料A薄通,下片,放置20.5-21h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为176-178℃,二次硫化时间为42-44min,二次硫化过程中搅拌速度为104-108rpm。
优选地,制备过程中,预热密炼机到75-80℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼25-30min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.6-1MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在120-125℃,然后排胶,出片,静置冷却20-22h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
优选地,制备过程中,预热密炼机到76-78℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼26-28min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.7-0.8MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在122-124℃,然后排胶,出片,静置冷却20.5-21h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
本发明采用氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶作为主料,使本发明具备优良的耐油、耐高温性能,同时使本发明强度高、抗撕裂性能优异;其中氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将丁腈橡胶和氟醚橡胶通过一次硫化、二次硫化融合,橡胶分子间形成的“网状结构”含有牢固的C-C键,使本发明具备高强度,而氟醚橡胶是玩基乙烯基单体代替氟橡胶中全氟丙烯单体的共聚物,具有极佳的耐候性,能够在高温和低温条件下保持本发明的强度、耐油、耐磨等特性,同时由于氟醚橡胶分子主链上碳原子链接氟原子,形成了键距短、键能极大的C-F键,而氟原子密集地包围着C-C主键,进一步保护主链不被冲击、破坏,使本发明具备优良的耐候性、强度、耐油性能、抗撕裂性能;以硫磺、促进剂DM、促进剂H构成的硫化体系具有硫化速度快、安全系数高的特点,能够显著提高各种主料分子间交联程度,大大增强本发明的强度、抗撕裂性能和耐高温、耐油性能;炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁作为填充补强材料的添加,能够在硅烷偶联剂A-151的作用下,均匀地分散在橡胶主料分子之间,进一步提高了本发明强度和抗撕裂性能;防老剂616、防老剂DFC-34的添加,增强了本发明的抗氧化、耐老化性能,延长本发明的使用寿命。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶55份,氯丁橡胶27份,天然橡胶25份,硅烷偶联剂A-1511.8份,炭黑19份,方解石粉11份,陶土13份,重晶石粉7份,氧化镁7份,硫磺1.4份,促进剂DM2.6份,促进剂H1.5份,防老剂6163份,防老剂DFC-341.2份;
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将53份丁腈橡胶和24份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包9次,再加入12份方解石粉、8份云母粉和1.6份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入9份氧化锌、4份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为155℃,一次硫化时间为17min,一次硫化过程中搅拌速度为108rpm;再将物料A薄通,下片,放置20h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为180℃,二次硫化时间为40min,二次硫化过程中搅拌速度为110rpm;
制备过程中,预热密炼机到75℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼30min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.6MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在125℃,然后排胶,出片,静置冷却20h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
实施例2
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶52份,氯丁橡胶30份,天然橡胶20份,硅烷偶联剂A-1512.2份,炭黑16份,方解石粉15份,陶土10份,重晶石粉10份,氧化镁4份,硫磺1.8份,促进剂DM2.2,促进剂H1.8份,防老剂6162.5份,防老剂DFC-341.6份;
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将50份丁腈橡胶和27份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包7次,再加入15份方解石粉、5份云母粉和1.9份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入6份氧化锌、6份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为150℃,一次硫化时间为20min,一次硫化过程中搅拌速度为102rpm;再将物料A薄通,下片,放置22h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为175℃,二次硫化时间为45min,二次硫化过程中搅拌速度为100rpm;
制备过程中,预热密炼机到80℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼25min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压1MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在120℃,然后排胶,出片,静置冷却22h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
实施例3
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶54份,氯丁橡胶28份,天然橡胶23份,硅烷偶联剂A-1511.9份,炭黑18份,方解石粉12份,陶土12份,重晶石粉8份,氧化镁6份,硫磺1.5份,促进剂DM2.5份,促进剂H1.6份,防老剂6162.8份,防老剂DFC-341.3份;
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将52份丁腈橡胶和25份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包9次,再加入13份方解石粉、7份云母粉和1.7份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入8份氧化锌、4.5份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为154℃,一次硫化时间为18min,一次硫化过程中搅拌速度为106rpm;再将物料A薄通,下片,放置20.5h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为178℃,二次硫化时间为42min,二次硫化过程中搅拌速度为108rpm;
制备过程中,预热密炼机到76℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼28min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.7MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在124℃,然后排胶,出片,静置冷却20.5h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
实施例4
本发明提出的一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶53份,氯丁橡胶29份,天然橡胶22份,硅烷偶联剂A-1512.1份,炭黑17份,方解石粉13份,陶土11份,重晶石粉9份,氧化镁5份,硫磺1.6份,促进剂DM2.4份,促进剂H1.7份,防老剂6162.6份,防老剂DFC-341.5份;
氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将51份丁腈橡胶和26份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包8次,再加入14份方解石粉、6份云母粉和1.8份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入7份氧化锌、5份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为152℃,一次硫化时间为19min,一次硫化过程中搅拌速度为105rpm;再将物料A薄通,下片,放置21h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为176℃,二次硫化时间为44min,二次硫化过程中搅拌速度为104rpm;
制备过程中,预热密炼机到78℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼26min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.8MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在122℃,然后排胶,出片,静置冷却21h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶52-55份,氯丁橡胶27-30份,天然橡胶20-25份,硅烷偶联剂A-1511.8-2.2份,炭黑16-19份,方解石粉11-15份,陶土10-13份,重晶石粉7-10份,氧化镁4-7份,硫磺1.4-1.8份,促进剂DM2.2-2.6份,促进剂H1.5-1.8份,防老剂6162.5-3份,防老剂DFC-341.2-1.6份;
其中,氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将丁腈橡胶和氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包,再加入方解石粉、云母粉和钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入氧化锌、氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A;再将物料A薄通,下片,放置,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶;
制备过程中,预热密炼机,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,然后排胶,出片,静置冷却得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
2.根据权利要求1所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,天然橡胶的含水量为6-7wt%。
3.根据权利要求1或2所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶的重量比为53-54:28-29:22-23。
4.根据权利要求1-3任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,其原料按重量份包括:氟醚改性丁腈橡胶53-54份,氯丁橡胶28-29份,天然橡胶22-23份,硅烷偶联剂A-1511.9-2.1份,炭黑17-18份,方解石粉12-13份,陶土11-12份,重晶石粉8-9份,氧化镁5-6份,硫磺1.5-1.6份,促进剂DM2.4-2.5份,促进剂H1.6-1.7份,防老剂6162.6-2.8份,防老剂DFC-341.3-1.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将50-53份丁腈橡胶和24-27份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包7-9次,再加入12-15份方解石粉、5-8份云母粉和1.6-1.9份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入6-9份氧化锌、4-6份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为150-155℃,一次硫化时间为17-20min,一次硫化过程中搅拌速度为102-108rpm;再将物料A薄通,下片,放置20-22h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为175-180℃,二次硫化时间为40-45min,二次硫化过程中搅拌速度为100-110rpm。
6.根据权利要求1-5任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,氟醚改性丁腈橡胶的制备过程中,将51-52份丁腈橡胶和25-26份氟醚橡胶投入密炼机密炼均匀得到橡胶主料,过程中打三角包8-9次,再加入13-14份方解石粉、6-7份云母粉和1.7-1.8份钛酸酯偶联剂,混炼均匀后加入7-8份氧化锌、4.5-5份氧化镁,继续混炼均匀后进行一次硫化得到物料A,一次硫化温度为152-154℃,一次硫化时间为18-19min,一次硫化过程中搅拌速度为105-106rpm;再将物料A薄通,下片,放置20.5-21h后,投入密炼机内二次硫化得到氟醚改性丁腈橡胶,二次硫化温度为176-178℃,二次硫化时间为42-44min,二次硫化过程中搅拌速度为104-108rpm。
7.根据权利要求1-6任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,制备过程中,预热密炼机到75-80℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼25-30min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.6-1MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在120-125℃,然后排胶,出片,静置冷却20-22h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
8.根据权利要求1-7任一项所述高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料,其特征在于,制备过程中,预热密炼机到76-78℃,投入氟醚改性丁腈橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶密炼26-28min后得到物料B,再向含物料B的密炼机中投入硅烷偶联剂A-151、炭黑、方解石粉、陶土、重晶石粉、氧化镁、防老剂616、防老剂DFC-34进行混炼,混炼均匀后,抽真空挤出得到物料C,维持负压0.7-0.8MPa,将物料C置于冷却机中冷却至室温得到橡胶基料;将橡胶基料、硫磺、促进剂DM、促进剂H投入到硫化机进行二段混炼,温度控制在122-124℃,然后排胶,出片,静置冷却20.5-21h,得到高强度抗撕裂耐高温耐油橡胶材料。
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