CN105860168B - 一种环保低气味丁腈橡胶组合物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保低气味丁腈橡胶组合物，包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶100份、氧化锌5～10份、硬脂酸1～3份、快压出炭黑20～50份、天然气半补强炭黑20～50份、强威粉20～40份、增塑剂10～30份、硫磺0.5～2份、综合促进剂2～10份、促进剂1～5份、防老剂2～6份、除味剂0.5～2份。增塑剂为增塑剂BXA‑R；综合促进剂为综合促进剂BG187。本发明在丁腈橡胶中采用了脂肪烃类酯BXA‑R作为增塑剂，以噻唑类，二硫代磷酸盐类和基础类促进剂的混合物作为综合促进剂，并加入除味剂SW120，制备的丁腈橡胶产品不仅具有优异的物理机械性能，而且制品无刺激性气味，符合主机厂对环保胶管的要求。

Description

一种环保低气味丁腈橡胶组合物及制备方法
技术领域
本发明属于橡胶领域，涉及一种应用于橡胶产品的气味比较低的环保配方，具体是一种环保低气味丁腈橡胶组合物及制备方法。
背景技术
丁腈橡胶以其优异的耐油性能而著称，此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、气密性和导电性，因而在橡胶工业中得到广泛应用。丁腈橡胶最大的消费是生产耐油胶管制品以及阻燃运输带，消费量约占丁腈橡胶总消费量的50％。随着汽车制造业日新月异的发展和人们对环保意识的加强，汽车配套的橡胶零部件散发出的难闻气味也受到橡胶生产者及消费者的关注，人们若经常接触这种难闻气味，会使人感觉不舒服，特别是会引起消费者的抱怨。目前国内各大汽车主机厂对汽车使用的橡胶制品气味及挥发物作出严格规定，即要求橡胶制品在80℃下存放2小时后(按照VDA270)气味等级要小于等于3.5级，并且按照标准DIN75201B进行雾化实验得到结果要求小于5mg。
经实验证明气味主要来源是橡胶原材料或硫化过程中所产生的有机小分子：酮、胺、吲哚、硫醇、烯烃等等。为克服橡胶制品散发出的难闻气味，配方研发人员设计了很多方法，其中主要的方法是在配方中加入除味剂或是香精、也有进行后续热烘处理来消除难闻气味和有机挥发物，加入除味剂或香精会造成制品产生其它异味，可能更加难闻，后工序热处理，虽然消除了小分子有机挥发物，但产品产生焦糊味，且浪费资源。因此，采用上述方法解决橡胶制品低气味和降低有机小分子化合物挥发的措施，均不能从本质上解决橡胶制品异味问题，而且产品质量稳定性也得不到保证。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种环保低气味丁腈橡胶组合物。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种环保低气味丁腈橡胶组合物，是由如下重量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、氧化锌5～10份、硬脂酸1～3份、快压出炭黑20～50份、天然气半补强炭黑20～50份、强威粉20～40份、增塑剂10～30份、硫磺0.5～2份、综合促进剂2～10份、促进剂1～5份、防老剂2～6份、除味剂0.5～2份。
优选的，所述的环保低气味丁腈橡胶组合物是由如下重量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、氧化锌5～6份、硬脂酸1～3份、快压出炭黑25～50份、天然气半补强炭黑25～50份、强威粉20～40份、增塑剂15～25份、硫磺0.5～1.5份、综合促进剂4～7份、促进剂4～5份、防老剂1～3份、除味剂1～2份。
所述的强威粉为强威粉KTC。
所述的增塑剂为增塑剂BXA-R。
所述的综合促进剂为综合促进剂BG187，综合促进剂BG187为噻唑类，二硫代磷酸盐类和基础类促进剂的混合综合促进剂。所述的促进剂为促进剂Mg(MAA)2，促进剂Mg(MAA)2为甲基丙烯酸甲镁。
所述的防老剂为防老剂RD和防老剂4010NA按照重量比1：1的混合防老剂。防老剂RD为2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物；防老剂4010NA为N-异丙基-N’-苯基对苯二胺。
所述的除味剂为除味剂SW120，除味剂SW120为盐类化合物。
本发明所述的环保低气味丁腈橡胶组合物的制备方法，包括：
(1)、密炼机通水冷却，控制密炼机工作室温度不超过50℃，丁腈橡胶混炼1～1.5min，再依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂混炼2～5min；接着加入快压出炭黑、天然气半补强炭黑、强威粉、增塑剂混炼3～5min；最后，加入硫磺、综合促进剂、促进剂和除味剂混炼2～3min；之后，关闭密炼机冷却水，继续密炼，待密炼机温度升至110℃时，排胶，移至开放式炼胶机上进行薄通出片；
(2)、将步骤(1)制得的混合物在平板硫化机中进行硫化，硫化温度160℃，硫化时间15min，得到丁腈橡胶组合物。在该硫化条件下，硫化胶片的相关性能达到硬度70±5邵A，拉伸强度大于10MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明丁腈橡胶组合物中采用了脂肪烃类酯BXA-R作为增塑剂，以噻唑类，二硫代磷酸盐类和基础类促进剂的混合物作为综合促进剂，并加入除味剂SW120，制备的丁腈橡胶产品不仅具有优异的物理机械性能，而且制品无刺激性气味，在气味实验中等级均在3.5级以下，雾化实验结果小于0.5mg，符合主机厂对环保胶管的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
一种环保低气味丁腈橡胶组合物，其组分和重量份数如表1所示，按照以下制备方法进行制备：
(1)、密炼机通水冷却，控制密炼机工作室温度小于50℃，转速30转/分钟，首先对丁腈橡胶进行混炼1～1.5min；再依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂进行混炼2～5min；再加入快压出炭黑、天然气半补强炭黑、强威粉、增塑剂进行混炼3～5min；最后，加入硫磺、促进剂、和/或综合促进剂、和/或除味剂，进行混炼2～3min；之后，关闭密炼机冷却水，继续密炼，待密炼机温度升至110℃时排胶，移至开放式炼胶机上进行薄通出片；
(2)将步骤(1)制得的混合物在平板硫化机中进行硫化，硫化温度160℃，硫化时间15min，得到丁腈橡胶组合物。
表1实施例1-4和对比例1-2的丁腈橡胶组合物的组分以及重量分数
组分名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
丁腈橡胶 100 100 100 100 100 100
氧化锌 5 5 5 5 5 5
硬脂酸 1 1 1 1 1 1
快压出炭黑 25 45 45 50 45 45
天然气半补强炭黑 50 45 45 25 45 45
强威粉KTC(1) 40 20 25 30 20 20
增塑剂BXA-R(2) 15 15 20 25 15 15
硫磺 0.5 0.8 1.2 1.5 0.8 0.8
综合促进剂BG187(3) 7 6 5 4 - 6
促进剂Mg(MAA)2 (4) 5 5 4 4 5 5
促进剂CZ - - - - 1 -
促进剂TMTD - - - - 1 -
促进剂DTDM - - - - 1 -
防老剂RD 1 1 1 1 1 1
防老剂4010NA 1 1 1 1 1 1
除味剂SW120(5) 1 1.5 1.5 2 1.5 -
注：(1).强威粉KTC，是一类双层表面改性而成的硅酸盐补强材料，具有分散好、微观结构保持完好等特点，可以提高挤出速度和表面光滑度，提高制品绝缘性和耐渗透性。
(2).增塑剂BXA-R，主要成分己二酸二丁基二甘酯，不仅能有效地改善胶料的加工性能，而且与丁腈橡胶有良好的相容性，挥发性低，环保性能佳。
(3).综合促进剂BG187是噻唑类，二硫代磷酸盐类和基础类促进剂的混合物，在硫化反应中，不易生成二级胺，硫化速度快，具有良好的耐热老化和耐压缩永久变形性能，并且硫化胶的气味非常低。
(4).除味剂SW120是盐类化合物，使用盐类化合物作为除味剂，例如二价铁离子和抗坏血酸在一起抑制氧化，与氨、硫醇等异味物质反应使之变成无异味物质；三价铁衍生物、金属络合物的配位体与硫醇或硫发生置换反应，将异味物质转化为无异味物质，提高生产环境和制品的环保水平。
(5).促进剂Mg(MAA)2是甲基丙烯酸甲镁，是一类不饱和羧酸盐，能与丁腈橡胶分子发生接枝反应，形成互穿网络结构，有利于传递和分散应力，增加了网络有效的交联密度，起到良好的增强作用。
实施例1-4、对比例1-2制成的丁腈橡胶产品按照《GB/T531.1-2008》、《GB/T528-2009》检测标准进行检测试验，结果如表2所示。
表2实施例1-4和对比例1-2丁腈橡胶组合物的性能参数
结果分析：从表2的数据可以得出，本发明丁腈橡胶组合物的技术指标完全符合技术指标要求，在气味实验中等级均在3.5级以下，雾化实验结果小于0.5mg，由该配方制备的胶管不但达到了产品所需的性能要求，而且产品气味低，满足目前各主机厂对橡胶制品提出的环保要求。

Claims (4)

1.一种环保低气味丁腈橡胶组合物，其特征在于它是由如下重量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、氧化锌5～10份、硬脂酸1～3份、快压出炭黑20～50份、天然气半补强炭黑20～50份、强威粉20～40份、增塑剂10～30份、硫磺0.5～2份、综合促进剂2～10份、促进剂1～5份、防老剂2～6份、除味剂0.5～2份；其中，所述的强威粉为强威粉KTC，所述的增塑剂为增塑剂BXA-R，所述的综合促进剂为综合促进剂BG187，所述的促进剂为促进剂Mg(MAA)2，所述的除味剂为除味剂SW120。
2.根据权利要求1所述的环保低气味丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的环保低气味丁腈橡胶组合物是由如下重量份数的组分制成的：丁腈橡胶100份、氧化锌5～6份、硬脂酸1～3份、快压出炭黑25～50份、天然气半补强炭黑25～50份、强威粉20～40份、增塑剂15～25份、硫磺0.5～1.5份、综合促进剂4～7份、促进剂4～5份、防老剂1～3份、除味剂1～2份。
3.根据权利要求1或2所述的环保低气味丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的防老剂为防老剂RD和防老剂4010NA按照重量比1：1的混合防老剂。
4.权利要求1所述的环保低气味丁腈橡胶组合物的制备方法，其特征在于包括：
(1)、密炼机通水冷却，控制密炼机工作室温度不超过50℃，丁腈橡胶混炼1～1.5min，再依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂混炼2～5min；接着加入快压出炭黑、天然气半补强炭黑、强威粉、增塑剂混炼3～5min；最后，加入硫磺、综合促进剂、促进剂和除味剂混炼2～3min；之后，关闭密炼机冷却水，继续密炼，待密炼机温度升至110℃时，排胶，移至开放式炼胶机上进行薄通出片；
(2)、将步骤(1)制得的混合物在平板硫化机中进行硫化，硫化温度160℃，硫化时间15min，得到丁腈橡胶组合物。
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